WO2019088187A1 - 車両の排気浄化システムの制御装置および制御方法 - Google Patents

車両の排気浄化システムの制御装置および制御方法 Download PDF

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Definitions

  • the present disclosure relates to a control device and control method of an exhaust gas purification system of a vehicle.
  • An exhaust system of an internal combustion engine of a vehicle is provided with an exhaust gas purification catalyst for purifying exhaust gas discharged when the internal combustion engine is operated.
  • an exhaust gas purification catalyst for example, a three-way catalyst capable of purifying harmful components such as HC, CO and NOx is known.
  • the activity of the exhaust purification catalyst depends on the catalyst temperature. If the temperature of the exhaust gas purification catalyst has not reached the activation temperature, the start of the internal combustion engine may be inhibited or the purification of the exhaust gas may be insufficient. For this reason, in order to sufficiently purify the exhaust gas, when operating the internal combustion engine, it is preferable to heat the temperature of the exhaust gas purification catalyst to the activation temperature. Heating of the exhaust purification catalyst is performed by, for example, an exhaust from an internal combustion engine passing through the exhaust purification catalyst, or an electrically heated catalyst (EHC: Electrically Heated Catalyst) system that electrically heats the exhaust purification catalyst using a heater or the like. Can.
  • EHC Electrically Heated Catalyst
  • Patent Document 1 describes a technique for heating an exhaust gas purification catalyst when the temperature of the exhaust gas purification catalyst is equal to or lower than the activation temperature when there is a request for starting an internal combustion engine while the vehicle is traveling in a hybrid vehicle. .
  • the ignition timing of the internal combustion engine is retarded to increase the amount of exhaust heat, and Also heat the exhaust purification catalyst.
  • Patent Document 1 when the exhaust purification catalyst is at or below the activation temperature, it is determined whether to increase the amount of heat of exhaust of the internal combustion engine depending on whether the battery capacity of the secondary battery is sufficient. For this reason, even if the temperature of the exhaust purification catalyst is significantly lower than the activation temperature and rapid heating is required, control to increase the exhaust heat quantity of the internal combustion engine is not performed, and the temperature rise of the exhaust purification catalyst is delayed. There is. Further, even if the exhaust gas purification temperature is a temperature near the activation temperature, if the battery capacity of the secondary battery is insufficient, control is performed to increase the amount of heat emitted from the internal combustion engine, and the exhaust gas temperature is excessively increased. More fuel may be consumed.
  • the present disclosure aims to provide a control device and control method of an exhaust gas purification system of a vehicle capable of rapidly heating the exhaust gas purification catalyst by suppressing fuel consumption according to the activity of the exhaust gas purification catalyst. I assume.
  • the present disclosure provides a control device that controls an exhaust purification system including an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine of a vehicle, and an electric heating device that heats the exhaust purification catalyst by the supply of electric power.
  • the control device performs the electric heating device based on the activity of the exhaust purification catalyst on condition that the activation of acquiring the activity of the exhaust purification catalyst and the start operation of the vehicle are performed.
  • a heating control unit for heating the exhaust purification catalyst, and an exhaust heat quantity of the internal combustion engine based on the activity of the exhaust purification catalyst on condition that there is a start request for the internal combustion engine after heating by the electric heating device is started.
  • a drive control unit for controlling the amount of heat of exhaust of the internal combustion engine based on the amount of addition of the amount of heat of exhaust gas.
  • the exhaust purification catalyst when there is a start-up operation of the vehicle, the exhaust purification catalyst is rapidly heated by the electric heating device based on the activity of the exhaust purification catalyst. Further, the calculation unit calculates the additional quantity of the exhaust heat quantity of the internal combustion engine based on the degree of activity of the exhaust purification catalyst on condition that there is a start request of the internal combustion engine, and the drive control unit calculates the additional quantity calculated. Based on the above, the heat quantity of exhaust of the internal combustion engine is controlled. Therefore, it is possible to appropriately control the heating amount by the electric heating device and the exhaust heat quantity of the internal combustion engine according to the degree of activity of the exhaust purification catalyst, and suppress the fuel consumption and the exhaust emission accompanying this, and exhaust quickly.
  • the purification catalyst can be heated.
  • the present disclosure also provides a control method of an exhaust gas purification system that can be realized by the above-described control device.
  • This control method is performed by the electric heating device based on the activity of the exhaust purification catalyst on the condition that an activity acquisition step of acquiring the activity of the exhaust purification catalyst and that the start operation of the vehicle is performed.
  • a heating control step of heating the exhaust purification catalyst, and an exhaust heat quantity of the internal combustion engine based on the activity of the exhaust purification catalyst on condition that there is a start request of the internal combustion engine after heating by the electric heating device is started.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a drive system of a vehicle including a control device of an exhaust gas purification system according to an embodiment
  • Fig. 2 shows the relationship between the activity of the exhaust purification catalyst and the temperature
  • Fig. 3 shows the relationship between the exhaust heat quantity and the energy shortage
  • Fig. 4 is a diagram showing the relationship between heat radiation energy and vehicle speed.
  • FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the amount of exhaust heat, the acceleration, and the amount of HC in the exhaust at the time of half activation
  • FIG. 6 is a flowchart showing a control method of the exhaust gas purification system according to the embodiment
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a drive system of a vehicle including a control device of an exhaust gas purification system according to an embodiment
  • Fig. 2 shows the relationship between the activity of the exhaust purification catalyst and the temperature
  • Fig. 3 shows the relationship between the exhaust heat quantity and the energy shortage
  • Fig. 4 is a diagram showing the relationship between heat radiation
  • FIG. 7 is a time chart relating to control of the exhaust gas purification system according to one embodiment
  • FIG. 8 is a time chart related to control of an exhaust gas purification system according to an embodiment
  • FIG. 9 is a time chart relating to control of the exhaust gas purification system according to one embodiment.
  • a drive system 1 of a vehicle controls an internal combustion engine 10, an exhaust purification system 20 for purifying exhaust gas from the internal combustion engine 10, a power mechanism 30, an inverter 37, a high voltage battery 38, And an apparatus 40.
  • the power mechanism 30 includes a first motor generator (hereinafter referred to as "first MG") 31, a second motor generator (hereinafter referred to as “second MG”) 32, and a power split mechanism 33. And a reduction gear mechanism 34.
  • the internal combustion engine 10 and the second MG 32 are mainly power sources for driving the wheels 35.
  • the crankshaft of internal combustion engine 10, the rotational shaft of first MG 31 and the rotational shaft of second MG 32 are connected via power split mechanism 33 (for example, a planetary gear mechanism), and the rotational shaft of second MG 32 is a reduction gear It is connected to the axle 36 via a mechanism 34.
  • the first MG 31 and the second MG 32 are connected to the high voltage battery 38 via the inverter 37.
  • the first MG 31 and the second MG 32 exchange power with the high voltage battery 38 via the inverter 37 respectively.
  • the exhaust gas purification system 20 includes an exhaust gas purification catalyst layer 21 provided in the exhaust gas passage 11 of the internal combustion engine 10 and a particle removal layer 22.
  • the exhaust purification catalyst layer 21 is a layer provided with an exhaust purification catalyst such as a three-way catalyst (3 way catalyst).
  • the particle removal layer 22 is a layer for removing particulate matter mainly in the exhaust gas, such as gasoline / particulate filter (GPF), 4-way GPF with a catalyst supported on GPF.
  • GPF gasoline / particulate filter
  • one exhaust purification catalyst layer 21 is provided upstream of the exhaust passage 11 and one particle removal layer 22 is provided downstream thereof, but the number and order of the layers are not limited. Further, depending on the purification ability of the exhaust purification catalyst layer 21, there is also a case where it is not necessary to provide the particle removal layer 22. Further, in FIG. 1, the exhaust purification catalyst layer 21 and the particle removal layer 22 are disposed at a position near the internal combustion engine 10 in the exhaust passage 11, but may be disposed at a position distant from the internal combustion engine 10. When the exhaust gas purification catalyst layer 21 and the particle removal layer 22 are provided at a position apart from the internal combustion engine 10, the temperature of the exhaust gas passing through each of the layers 21 and 22 is lowered, and the pressure loss can be reduced.
  • an EHC 23 corresponding to an electric heating device and a power supply circuit 24 for EHC are provided.
  • the EHC 23 is a conductive resistor carrying an exhaust purification catalyst, and constitutes a part of the exhaust purification catalyst layer 21.
  • the EHC 23 is connected to the power supply circuit 24.
  • all of the exhaust purification catalyst may be supported by the conductive resistor related to the EHC 23, or a part of the exhaust purification catalyst is supported by the conductive resistor related to the EHC 23.
  • the upstream side of the support of the exhaust purification catalyst may be formed of a conductive resistor, and the downstream type may be formed of a non-conductive material, and only the upstream exhaust purification catalyst may be heated by the EHC 23.
  • the EHC 23 is energized, the entire exhaust purification catalyst layer 21 is heated, and therefore, the exhaust purification catalyst not supported by the conductive resistor constituting the EHC 23 can also be heated indirectly.
  • an electric heating apparatus should just be an apparatus which has a mechanism which can heat an exhaust purification catalyst by supplying with electricity.
  • the power supplied to the EHC 23 is controlled by the power supply circuit 24.
  • the power supply circuit 24 is provided with an energization power control unit (not shown) including a switching circuit and the like.
  • the energization power control unit performs voltage conversion and smoothing on the power supplied from the high voltage battery 38 and supplies it to the EHC 23 Do.
  • the exhaust purification system 20 further includes exhaust sensors 25 and 26 provided at the inlet and outlet of the exhaust purification catalyst layer 21 and a temperature sensor provided on the exhaust purification catalyst layer 21 for detecting the temperature of the exhaust passing through the EHC 23. It has 27 and.
  • the exhaust sensors 25, 26 are exhaust gas sensors (air-fuel ratio sensor, oxygen sensor, etc.) for detecting the air-fuel ratio or rich / lean of the exhaust gas.
  • the control device 40 is an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit), and is mainly configured of a microcomputer.
  • the control device 40 includes a drive control unit 41, a heating control unit 42, an activity acquisition unit 43, and a calculation unit 44.
  • Drive control unit 41 controls internal combustion engine 10 and controls inverter 37 to control first MG 31 and second MG 32 in accordance with the driving state of the vehicle.
  • the heating control unit 42 controls the power supply circuit 24 to control the power supplied to the EHC 23.
  • the activity acquisition unit 43 acquires the activity of the exhaust purification catalyst.
  • the calculation unit 44 calculates an additional amount of heat of exhaust of the internal combustion engine 10 based on the acquired activity of the exhaust purification catalyst, on the condition that there is a request for starting up the internal combustion engine 10.
  • the drive control unit 41 controls the exhaust heat amount of the internal combustion engine 10 based on the additional amount of the exhaust heat amount calculated by the calculation unit 44.
  • Signals from various sensors 50 mounted on the vehicle are input to the control device 40.
  • the various sensors 50 can be exemplified by an outside air temperature sensor 51, a vehicle speed sensor 52 for detecting a vehicle speed, and an accelerator sensor 53 for detecting an accelerator opening (operation amount of an accelerator pedal).
  • signals from a shift switch that detects an operation position of the shift lever, a brake switch that detects a brake operation, or the like may be input to the control device 40.
  • control device 40 divides the power of internal combustion engine 10 into two systems of the first MG 31 side and axle 36 side by power split mechanism 33, and drives axle 36 with the output of one of the systems.
  • the wheels 35 are driven, and the first MG 31 is driven by the output of the other system to generate electric power by the first MG 31.
  • the second MG 32 is driven, and the power of the second MG 32 drives the axle 36 to drive the wheel 35.
  • the power of the high voltage battery 38 is also supplied to the second MG 32 in addition to the power generated by the first MG 31 to increase the driving amount of the second MG 32.
  • the second MG 32 is driven by the power of the wheels 35 to operate the second MG 32 as a generator, whereby the kinetic energy of the vehicle is converted to electric power by the second MG 32 and recovered to the high voltage battery 38 Perform decelerating regeneration (regenerative braking) to (charge).
  • the control device 40 maintains the internal combustion engine 10 in the stop state and drives the second MG 32 with the power of the high voltage battery 38, for example, at the time of start or low load (area where fuel efficiency of the internal combustion engine 10 is poor).
  • the vehicle travels by driving the wheels 35 with the power of the second MG 32.
  • the power of the high voltage battery 38 is used to drive the first MG 31, and the power of the first MG 31 is transmitted to the crankshaft of the internal combustion engine 10 via the power split mechanism 33. Then, the crankshaft of the internal combustion engine 10 is rotationally driven to start the internal combustion engine 10.
  • the heating control unit 42 When starting the internal combustion engine 10, the heating control unit 42 energizes the EHC 23 as needed to heat the exhaust purification catalyst.
  • the exhaust gas from the internal combustion engine 10 passes through the exhaust gas control catalyst layer 21 and the particle removal layer 22, so the exhaust gas control catalyst layer 21 may be heated by the exhaust gas.
  • the heating control unit 42 may determine whether to energize the EHC 23 based on the activity of the exhaust purification catalyst acquired by the activity acquisition unit 43.
  • the activity acquisition unit 43 may determine the activity of the exhaust purification catalyst based on, for example, the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 detected by the temperature sensor 27.
  • the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 detected by the temperature sensor 27 can be handled as the temperature of the exhaust purification catalyst carried by the exhaust purification catalyst layer 21.
  • the activity acquisition unit 43 purifies the exhaust gas based on the component amounts of the purification target components (for example, NOx, HC, etc.) in the exhaust at the inlet and the outlet of the exhaust purification catalyst layer 21 detected by the exhaust sensors 25 and 26.
  • the activity of the catalyst may be determined.
  • the activity of the exhaust purification catalyst depends on the catalyst temperature. If the temperature of the exhaust gas purification catalyst does not reach the activation temperature, the start of the internal combustion engine 10 may be inhibited, or the exhaust gas purification by the exhaust gas purification system 20 may be insufficient.
  • the degree of activity of the exhaust purification catalyst can be evaluated, for example, using the NOx purification capacity of the exhaust purification catalyst (an index that makes the maximum purification capacity of the catalyst 100%).
  • the NOx purification capacity of the exhaust purification catalyst depends on the catalyst temperature T, and increases rapidly in the temperature range of about 300 to 400 ° C.
  • the temperature at which the NOx purification capacity becomes 95% is taken as the total activation temperature Ta
  • the temperature at which the NOx purification ability becomes 50% is taken as the half activation temperature Ts.
  • the activity of the exhaust purification catalyst changes depending on the catalyst temperature T, and is inactive when T ⁇ Ts, half active when Ts ⁇ T ⁇ Ta, and full activity when T ⁇ Ta. It can be evaluated.
  • the NOx purification capacity of the exhaust purification catalyst is an example of an index of the activity of the exhaust purification catalyst, and the purification capacity of other purification target components (for example, hydrocarbon component, CO, etc.) contained in the exhaust gas is an exhaust purification catalyst. It may be used as an indicator of the activity of
  • the heating control unit 42 Based on the temperature difference between the detection value of the temperature sensor 27 and the total activation temperature Ta, the heating control unit 42 sets the energy necessary for the catalyst temperature T of the exhaust purification catalyst to reach the total activation temperature Ta as the shortage energy E
  • the EHC 23 may be energized based on the magnitude of the energy shortage E calculated.
  • the heating control unit 42 may energize the EHC 23 with a predetermined output when the degree of activity of the exhaust purification catalyst is semi-active or non-active, and may not energize when the exhaust purification catalyst is full-activation.
  • the heating control unit 42 may determine whether to energize the EHC 23 using another index in addition to the degree of activity of the exhaust purification catalyst. For example, in order to protect the high voltage battery 38, the EHC 23 may be energized only when the outside air temperature or the battery capacity (SOC) is equal to or more than a predetermined value.
  • SOC battery capacity
  • the calculation unit 44 calculates an additional amount of heat of exhaust gas of the internal combustion engine 10 based on the degree of activity of the exhaust purification catalyst acquired by the degree of activity acquisition unit 43.
  • the additional amount of heat of exhaust is the amount of heat of exhaust added to the amount of heat of exhaust generated under the normal operating conditions of the internal combustion engine 10.
  • the calculation unit 44 reduce the additional amount of the exhaust heat quantity in accordance with the increase in the activity of the exhaust purification catalyst.
  • the energy shortage E is smaller. For this reason, it is preferable to reduce the additional amount of exhaust heat quantity as the energy shortage E decreases.
  • the additional amount of the exhaust heat quantity of the internal combustion engine 10 when the additional amount of the exhaust heat quantity of the internal combustion engine 10 is too large, the driving of the internal combustion engine 10 may be hindered. For this reason, as shown in FIG. 3, it is preferable to set the additional amount of exhaust heat quantity to the maximum value Wmax permitted for the internal combustion engine 10 in the non-activated region where the insufficient energy exceeds Es. Es indicates the energy shortage when the catalyst temperature is half the activation temperature Ts. Further, the maximum value Wmax of the allowable amount of exhaust heat is a value that the fuel consumption of the internal combustion engine 10 and the emission amount in the exhaust gas in the outlet gas of the internal combustion engine 10 and the exhaust purification catalyst layer 21 do not deteriorate too much.
  • the additional amount of exhaust heat may be changed following the change of the activity or the deficient energy E, and every time it exceeds a plurality of threshold values provided in multiple stages with respect to the activity or the deficient energy E It may be changed stepwise.
  • the calculation unit 44 may calculate the additional amount of exhaust heat based on the speed and acceleration of the vehicle in addition to the degree of activity. Specifically, based on the detection values of the vehicle speed sensor 52 and the accelerator sensor 53, the additional amount of exhaust heat may be calculated. For example, the calculation unit 44 may calculate the additional amount of the exhaust heat quantity based on the insufficient energy E and the heat radiation energy from the exhaust purification catalyst layer 21. As shown in FIG. 4, the heat radiation energy from the exhaust purification catalyst layer 21 increases as the vehicle speed increases, and increases as the temperature of the exhaust purification catalyst increases. The calculation unit 44 can calculate the heat radiation energy based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 52 and the temperature of the exhaust gas control catalyst calculated using the temperature sensor 27.
  • the calculation unit 44 may calculate the additional amount of heat of exhaust based on the amount of the component to be purified included in the exhaust from the internal combustion engine 10.
  • the amount of hydrocarbon (HC) components in the exhaust gas changes depending on the amount of exhaust heat and the acceleration of the vehicle.
  • the amount of HC component in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 10 is indicated by the contour line of the solid line (the amount of component is larger in the arrow direction)
  • the amount of HC component in the exhaust at the outlet of the exhaust purification catalyst layer 21 is indicated by the contour line of the solid line (the amount of the component increases in the direction of the arrow).
  • contours shown by dotted lines in FIG. 5 (b) are contours of the amount of HC component shown in FIG. 5 (a). Further, a straight line L1 in FIG. 5B indicates a line where the additional amount of exhaust heat is 0, and a straight line L2 indicates the maximum value of the additional amount of the exhaust heat (Wmax shown in FIG. 3). .
  • the amount of HC component in the exhaust discharged from the internal combustion engine 10 increases as the amount of exhaust heat increases.
  • the amount of HC component in the exhaust at the outlet of the exhaust purification catalyst layer 21 increases. Since the acceleration of the vehicle is proportional to the accelerator opening degree of the vehicle, it is preferable that the calculation unit 44 calculate the additional amount of exhaust heat in the region where the HC component amount decreases based on the detection value of the accelerator sensor 53 .
  • the exhaust gas purification catalyst can not be heated by the exhaust gas. Also, if the exhaust heat quantity becomes larger than the straight line L2, the fuel efficiency will be deteriorated too much, or the amount of HC in the exhaust will be too large. For this reason, it is preferable to calculate the additional amount of the exhaust heat quantity so that the exhaust heat quantity is in the region between the straight line L1 and the straight line L2. Specifically, for example, when the degree of activity of the exhaust purification catalyst is inactive, it is preferable to calculate the additional amount so as to be the exhaust heat quantity on the straight line L2 with respect to the acceleration.
  • the total exhaust heat quantity (including the additional amount) is set to be within the region between the straight line L1 and the straight line L2 with respect to the acceleration. It is preferable to set the total exhaust heat quantity from the straight line L2 to the straight line L1 as the exhaust gas purification catalyst is heated and the activity approaches the total activity.
  • the drive control unit 41 performs control to add the exhaust heat amount of the internal combustion engine 10 based on the additional amount of exhaust heat amount calculated by the calculation unit 44.
  • the exhaust heat quantity can be added by increasing the ignition retardation amount of the internal combustion engine 10, the target rotational speed at the time of idling of the internal combustion engine 10, and the required power generation amount more than a normal control value.
  • This control method is based on the activity acquisition step of acquiring the activity of the exhaust purification catalyst (step S103) and the activation of the vehicle based on the activity of the exhaust purification catalyst under the condition that the activation operation of the vehicle is performed.
  • the heating control step of heating the purification catalyst (steps S101, S104 to S106) and the additional amount of heat of exhaust of the internal combustion engine 10 based on the activity of the exhaust purification catalyst on condition that the start of the internal combustion engine 10 is required.
  • a drive control step step S111 for controlling the heat quantity of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 based on the calculated additional quantity of the heat quantity of the exhaust gas.
  • step S101 it is determined whether the vehicle is in an activated state. For example, when the vehicle is in the Ready-ON state, it is determined that the vehicle is in the activated state. If the vehicle is in the activated state, the process proceeds to step S102. If the vehicle is not in the activated state, the process ends.
  • step S102 the external air temperature and the SOC value of the high voltage battery 38 are referred to, and it is determined whether the EHC 23 can be energized. For example, when the outside air temperature is equal to or higher than a predetermined temperature and the SOC is equal to or higher than a predetermined value, it is determined that the EHC 23 can be energized. If it is determined that the current can be supplied, the process proceeds to step S103. If it is determined that the current can not be supplied, the process ends.
  • step S103 the activity of the exhaust purification catalyst is acquired, and the process proceeds to step S104.
  • the degree of activity of the exhaust purification catalyst may be obtained based on, for example, the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 detected by the temperature sensor 27, or the component to be purified in the exhaust gas detected by the exhaust sensors 25 and 26. It may be obtained based on the amount.
  • step S104 the energy required until the catalyst temperature T of the exhaust purification catalyst reaches the total activation temperature Ta is calculated as the insufficient energy E, and the process proceeds to step S105.
  • step S105 it is determined whether the EHC 23 needs to be energized to heat the exhaust purification catalyst. If E> 0, it is determined that the exhaust purification catalyst needs to be heated, and the process proceeds to step S106, and the EHC 23 is energized. If E ⁇ 0, it is determined that the heating of the exhaust purification catalyst is unnecessary, and the process is ended.
  • step S107 it is determined whether or not the internal combustion engine 10 is in the starting state. When the internal combustion engine 10 is driven, the process proceeds to step S108, and the insufficient energy Ef is calculated. If the internal combustion engine 10 is not driven, the process proceeds to step S112, and heating of the exhaust purification catalyst by the EHC 23 is continued.
  • step S109 it is determined whether it is necessary to heat the exhaust purification catalyst by adding the exhaust heat quantity. Specifically, if Ef> 0 for the energy shortage Ef, it is determined that the addition of the exhaust heat quantity is necessary, and the process proceeds to step S110. If Ef ⁇ 0, it is determined that the addition of the exhaust heat quantity is unnecessary, and the process proceeds to step S112.
  • step S110 the additional amount of heat of exhaust of the internal combustion engine 10 is calculated.
  • the additional amount of exhaust heat quantity is calculated as a function of the insufficient energy Ef. For example, as shown in FIG. 3, when Ef> Es (in the case of non-activation), the additional amount of exhaust heat quantity is the maximum setting value Wmax of the internal combustion engine 10 (for example, a value corresponding to the straight line L2 in FIG. 5) It may be Further, in the case of 0 ⁇ Ef ⁇ Es (in the case of semi-activation), the additional amount of exhaust heat may be calculated so as to draw a curve which decreases as Ef decreases.
  • step S111 control is performed to add the exhaust heat quantity based on the calculated additional amount, and the process further proceeds to step S112.
  • step S112 the energy (input energy) Eh input to the heating of the exhaust purification catalyst from the time of step S104 to the present time is calculated.
  • the input energy Eh may be calculated based on, for example, the power supplied from the high voltage battery 38 to the EHC 23 and the temporal change of the exhaust gas temperature from the internal combustion engine 10. Further, the input energy Eh is, for example, the difference between the specific heat of the exhaust purification catalyst, the temperature T3 of the exhaust purification catalyst at the time of step S112, and the temperature T1 of the exhaust purification catalyst at the time of step S104: T3-T1 It may be calculated based on. After execution of step S112, the process proceeds to step S113.
  • step S113 it is determined whether the heating of the exhaust purification catalyst has been completed. Specifically, the magnitude of the insufficient energy E calculated in step S103 and the input energy Eh calculated in step S112 are compared. Then, if Eh ⁇ E, the process returns to step S101. If Eh ⁇ E, the process is ended. It is determined whether heating of the exhaust purification catalyst has been completed depending on whether the activity of the exhaust purification catalyst at the time before step S112 is full activity instead of the processing in steps S112 and S113. It is also good. Specifically, for example, the temperature T3 of the exhaust purification catalyst at the time before step S112 is acquired, and if T3 ⁇ Ta, the process returns to step S101, and if T3 ⁇ Ta, the process It may be terminated.
  • FIG. 7 to FIG. 9 The behavior of the exhaust gas purification system 20 realized by the above control will be described with reference to time charts of FIG. 7 to FIG.
  • the horizontal axis indicates the time axis
  • the vertical axis indicates the vehicle speed, the activation state of the vehicle, the electrification state of EHC, the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21, and the shortage sequentially from the upper side of the figure.
  • the energy E, the EHC applied voltage, the activity of the exhaust purification catalyst, the exhaust heat quantity, the presence or absence of addition of the exhaust heat quantity, and the accelerator opening degree are shown.
  • FIGS. 7 to 9 respectively show cases where the exhaust purification catalyst is inactive, semi-active and fully active when the start of the internal combustion engine 10 is requested.
  • the insufficient energy E is calculated. As a result, it is determined that the exhaust purification catalyst is inactive and heating is required, and the EHC 23 is energized. The energization of the EHC 23 is continued, and the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 rises with time.
  • the accelerator is turned on, and the start of the internal combustion engine 10 is requested, so the insufficient energy is calculated.
  • the exhaust purification catalyst is inactive, and the additional amount of exhaust heat is set to the maximum value Wmax permitted for the internal combustion engine 10.
  • the broken line at times t2 to t4 shows the case where the additional quantity of exhaust heat quantity is 0, and the difference between the solid line and the broken line corresponds to the additional quantity of exhaust heat quantity.
  • the vehicle speed increases while the accelerator is on.
  • the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 rises by heating from both the EHC 23 and the exhaust gas from the internal combustion engine 10 and reaches the half activation temperature Ts at time t3, the insufficient energy decreases substantially linearly
  • the additional amount of heat of exhaust of the internal combustion engine 10 decreases substantially linearly.
  • the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 further rises, and reaches the total activation temperature Ta at time t4.
  • the insufficient energy has reached 0
  • the addition of the exhaust heat quantity of the internal combustion engine 10 is stopped, and the energization of the EHC 23 is stopped.
  • the accelerator is released, and the vehicle speed becomes constant.
  • the energy shortage E is calculated. As a result, it is determined that the exhaust purification catalyst is inactive and heating is required, and the EHC 23 is energized. The energization of the EHC 23 is continued, and the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 rises with time.
  • the accelerator is turned on, and the start of the internal combustion engine 10 is requested, so the insufficient energy is calculated.
  • the exhaust purification catalyst is inactive, and the additional amount of exhaust heat is set to the maximum value permitted for the internal combustion engine 10.
  • the broken line at times t12 to t14 shows the case where the additional quantity of exhaust heat quantity is 0, and the difference between the solid line and the broken line corresponds to the additional quantity of exhaust heat quantity.
  • the vehicle speed increases while the accelerator is on.
  • the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 is raised by heating from both the EHC 23 and the exhaust gas from the internal combustion engine 10, and the half activation temperature Ts is reached at time t13 immediately after time t12.
  • the amount of additional heat of the exhaust gas of the internal combustion engine 10 decreases substantially linearly in accordance with the decrease.
  • the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 further rises, and reaches the total activation temperature Ta at time t14.
  • the insufficient energy has reached 0, the addition of the exhaust heat quantity of the internal combustion engine 10 is stopped, and the energization of the EHC 23 is stopped.
  • the internal combustion engine 10 is operated under normal operating conditions, and although a constant amount of exhaust heat is obtained, the additional amount of exhaust heat is 0, The temperature of the exhaust purification catalyst does not rise.
  • the accelerator is released, and the vehicle speed becomes constant.
  • the insufficient energy E is calculated. As a result, it is determined that the exhaust purification catalyst is inactive and heating is required, and the EHC 23 is energized. The energization of the EHC 23 is continued, and the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 rises with time.
  • the heating of the EHC 23 raises the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 and reaches the half activation temperature Ts at time t22, so the amount of additional heat of the exhaust of the internal combustion engine 10 is reduced according to the reduction of the energy shortage.
  • the temperature of the exhaust purification catalyst layer 21 further rises, and reaches the total activation temperature Ta at time t23. At time t24, the insufficient energy has reached 0, and the power supply to the EHC 23 is stopped.
  • the accelerator is turned on, and the start of the internal combustion engine 10 is requested, so the insufficient energy is calculated. As a result, it is determined that the exhaust purification catalyst is fully active, and the internal combustion engine 10 is operated without adding the exhaust heat quantity.
  • the accelerator-on period from time t24 to time t25 the internal combustion engine 10 is operated under normal operating conditions, and although a constant amount of exhaust heat is obtained, the additional amount of exhaust heat is 0, The temperature of the exhaust purification catalyst does not rise. The vehicle speed increases until the accelerator is released at time t25, and then the vehicle speed becomes constant.
  • the EHC 23 rapidly heats the exhaust purification catalyst based on the activity of the exhaust purification catalyst when there is a start operation of the vehicle.
  • the calculation unit 44 calculates the additional amount of the exhaust heat quantity of the internal combustion engine 10 based on the degree of activity of the exhaust purification catalyst on condition that there is a request for starting the internal combustion engine 10, and the drive control unit 41 calculates The heat quantity of exhaust of the internal combustion engine 10 is controlled based on the additional amount. Therefore, it is possible to appropriately control the amount of heat by the EHC 23 and the amount of heat of exhaust of the internal combustion engine 10 according to the degree of activity of the exhaust purification catalyst, and it is possible to quickly heat the exhaust purification catalyst while suppressing fuel consumption. .
  • control device 40 includes a plurality of control units such as a hybrid ECU that comprehensively controls the entire hybrid vehicle, an internal combustion engine ECU that controls internal combustion engine 10, and an MG-ECU that controls inverter 31 and controls MGs 31 and 32. May be composed of
  • the hybrid ECU transmits and receives control signals and data signals to and from the internal combustion engine ECU, the MG-ECU, etc., and controls the internal combustion engine 10, the MGs 31, 32 by the internal combustion engine ECU, the MG-ECU, etc.
  • one of the internal combustion engine ECU and the MG-ECU may control the power supply circuit 24 to control the power supplied to the EHC 23, or the power supply circuit 24 may be controlled to control the power supplied to the EHC 23
  • An ECU of the invention may be provided.

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Abstract

制御装置（４０）は、車両の内燃機関（１０）の排気通路（１１）に設けられる排気浄化触媒（２１）と、電力の供給により前記排気浄化触媒を加熱する電気加熱装置（２３）と、を備える排気浄化システム（２０）を制御する。制御装置は、前記排気浄化触媒の活性度を取得する活性度取得部（４３）と、前記車両の起動操作が行われることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記電気加熱装置によって前記排気浄化触媒を加熱する加熱制御部（４２）と、前記電気加熱装置による加熱開始後に、前記内燃機関の始動要求があることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記内燃機関の排気熱量の追加量を算出する算出部（４４）と、前記排気熱量の追加量に基づいて、前記内燃機関の排気熱量を制御する駆動制御部（４１）と、を備える。

Description

車両の排気浄化システムの制御装置および制御方法 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１７年１１月６日に出願された日本出願番号２０１７－２１４１６７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車両の排気浄化システムの制御装置および制御方法に関する。
　車両の内燃機関の排気系には、内燃機関を運転したときに排出される排気を浄化するための排気浄化触媒が備えられている。排気浄化触媒としては、例えば、ＨＣ、ＣＯおよびＮＯｘ等の有害成分を浄化可能な三元触媒が知られている。
　排気浄化触媒の活性度は、触媒温度に依存する。排気浄化触媒の温度が活性温度に達していない場合には、内燃機関の始動が阻害されたり、排気の浄化が不十分になったりすることがある。このため、排気を十分に浄化するために、内燃機関を運転する際には、排気浄化触媒の温度を活性温度まで加熱しておくことが好ましい。排気浄化触媒の加熱は、例えば、排気浄化触媒を通過する内燃機関からの排気や、ヒータ等を用いて排気浄化触媒を電気的に加熱する電気加熱触媒（ＥＨＣ：Electrically Heated Catalyst）システムによって行うことができる。
　特許文献１には、ハイブリッド車両において、車両の走行時に内燃機関の始動要求があったとき、排気浄化触媒の温度が活性温度以下である場合に、排気浄化触媒を加熱する技術が記載されている。この技術では、二次電池の残存容量（ＳＯＣ）が排気浄化触媒を加熱するために十分でないと判断した場合には、内燃機関の点火時期を遅角制御して排気熱量を大きくし、排気によっても排気浄化触媒を加熱する。
特開平１０－２８８０２８号公報
　特許文献１では、排気浄化触媒が活性温度以下であるとき、二次電池の電池容量が十分であるか否かによって、内燃機関の排気熱量を大きくするか否かを決定する。このため、排気浄化触媒の温度が活性温度よりも大幅に低く、急速に加熱する必要があっても、内燃機関の排気熱量を大きくする制御は行われず、排気浄化触媒の温度上昇が遅くなる場合がある。また、排気浄化温度が活性温度付近の温度であっても、二次電池の電池容量が不十分であれば、内燃機関の排気熱量を大きくする制御が行われ、排気温度を過度に高めて必要以上に燃料を消費する場合がある。
　上記の課題に鑑み、本開示は、排気浄化触媒の活性度に応じて燃料消費を抑制して速やかに排気浄化触媒を加熱できる車両の排気浄化システムの制御装置および制御方法を提供することを目的とする。
　本開示は、車両の内燃機関の排気通路に設けられる排気浄化触媒と、電力の供給により前記排気浄化触媒を加熱する電気加熱装置と、を備える排気浄化システムを制御する制御装置を提供する。この制御装置は、前記排気浄化触媒の活性度を取得する活性度取得と、前記車両の起動操作が行われることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記電気加熱装置によって前記排気浄化触媒を加熱する加熱制御部と、前記電気加熱装置による加熱開始後に、前記内燃機関の始動要求があることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記内燃機関の排気熱量の追加量を算出する算出部と、前記排気熱量の追加量に基づいて前記内燃機関の排気熱量を制御する駆動制御部と、を備える。
　本開示によれば、車両の起動操作があったときに、排気浄化触媒の活性度に基づいて速やかに電気加熱装置によって排気浄化触媒が加熱される。また、算出部は、内燃機関の始動要求があることを条件として、排気浄化触媒の活性度に基づいて内燃機関の排気熱量の追加量を算出し、駆動制御部は、算出された追加量に基づいて、内燃機関の排気熱量を制御する。このため、排気浄化触媒の活性度に応じて適切に電気加熱装置による加熱量と内燃機関の排気熱量とを制御することができ、燃料消費とこれに伴う排気の排出を抑制して速やかに排気浄化触媒を加熱することができる。
　また、本開示は、上記の制御装置によって実現可能な、排気浄化システムの制御方法を提供する。この制御方法は、排気浄化触媒の活性度を取得する活性度取得ステップと、前記車両の起動操作が行われることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記電気加熱装置によって前記排気浄化触媒を加熱する加熱制御ステップと、前記電気加熱装置による加熱開始後に、前記内燃機関の始動要求があることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記内燃機関の排気熱量の追加量を算出する算出ステップと、前記排気熱量の追加量に基づいて前記内燃機関の排気熱量を制御する駆動制御ステップと、を含む。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、実施形態に係る排気浄化システムの制御装置を含む、車両の駆動システムの構成を示す図であり、 図２は、排気浄化触媒の活性度と温度の関係図であり、 図３は、排気熱量と不足エネルギーの関係図であり、 図４は、放熱エネルギーと車速の関係図であり、 図５は、半活性時の排気熱量、加速度および排気中のＨＣ量の関係図であり、 図６は、実施形態に係る排気浄化システムの制御方法を示すフローチャートであり、 図７は、一実施形態に係る排気浄化システムの制御に係るタイムチャートであり、 図８は、一実施形態に係る排気浄化システムの制御に係るタイムチャートであり、 図９は、一実施形態に係る排気浄化システムの制御に係るタイムチャートである。
　図１に示すように、車両の駆動システム１は、内燃機関１０と、内燃機関１０からの排気を浄化する排気浄化システム２０と、動力機構３０と、インバータ３７と、高電圧バッテリ３８と、制御装置４０とを備えている。
　動力機構３０は、第１のモータジェネレータ（以下、「第１のＭＧ」と表記する）３１と、第２のモータジェネレータ（以下「第２のＭＧ」と表記する）３２と、動力分割機構３３と、減速ギヤ機構３４とを備えている。主に内燃機関１０と第２のＭＧ３２が車輪３５を駆動する動力源となる。内燃機関１０のクランク軸と第１のＭＧ３１の回転軸と第２のＭＧ３２の回転軸とが動力分割機構３３（例えば遊星ギヤ機構）を介して連結され、第２のＭＧ３２の回転軸が減速ギヤ機構３４を介して車軸３６に連結されている。
　第１のＭＧ３１と第２のＭＧ３２は、インバータ３７を介して高電圧バッテリ３８に接続されている。第１のＭＧ３１および第２のＭＧ３２は、それぞれインバータ３７を介して高電圧バッテリ３８と電力を授受するようになっている。
　排気浄化システム２０は、内燃機関１０の排気通路１１内に設けられる排気浄化触媒層２１と、粒子除去層２２とを備えている。排気浄化触媒層２１は、三元触媒（３ｗａｙ触媒）等の排気浄化触媒を備える層である。粒子除去層２２は、ガソリン・パティキュレートフィルタ（ＧＰＦ）、ＧＰＦに触媒を担持した４ｗａｙ－ＧＰＦ等の主に排気中の粒子状物質を除去するための層である。
　なお、図１では、排気通路１１の上流に排気浄化触媒層２１を１層設け、その下流に粒子除去層２２を１層設けているが、この層数および順序に限定されない。また、排気浄化触媒層２１の浄化能力によっては、粒子除去層２２を設置する必要が無い場合もある。また、図１では、排気浄化触媒層２１と粒子除去層２２は、排気通路１１において内燃機関１０に近い位置に設置されているが、内燃機関１０から離れた位置に設置してもよい。内燃機関１０から離れた位置に排気浄化触媒層２１、粒子除去層２２を設置すると、各層２１，２２を通過する排気の温度が低くなり、圧力損失を低減させることができる。
　排気浄化触媒層２１の排気浄化触媒を加熱するために、電気加熱装置に相当するＥＨＣ２３と、ＥＨＣ用の電源回路２４が設けられている。ＥＨＣ２３は、排気浄化触媒が担持された導電性抵抗体であり、排気浄化触媒層２１の一部を構成している。ＥＨＣ２３は、電源回路２４に接続されている。高電圧バッテリ３８から電源回路２４を介してＥＨＣ２３に電力を供給し、ＥＨＣ２３の導電性抵抗体に通電することで、この導電性抵抗体がヒータとして機能し、排気浄化触媒を含む排気浄化触媒層２１を加熱することができる。
　なお、排気浄化触媒層２１においては、排気浄化触媒の全てがＥＨＣ２３に係る導電性抵抗体に担持されていてもよいし、排気浄化触媒の一部がＥＨＣ２３に係る導電性抵抗体に担持されていてもよい。例えば、排気浄化触媒の担体の上流側が導電性抵抗体によって形成され、下流型が非伝導体によって形成されており、上流側の排気浄化触媒のみがＥＨＣ２３によって加熱できるものであってもよい。ＥＨＣ２３に通電すれば、排気浄化触媒層２１全体が加熱されるため、ＥＨＣ２３を構成する導電性抵抗体に担持されていない排気浄化触媒についても間接的に加熱することができる。また、本実施形態では、ＥＨＣを例示して説明するが、電気加熱装置は、通電することによって排気浄化触媒を加熱可能な機構を有する装置であればよい。
　ＥＨＣ２３に供給する電力は、電源回路２４により制御される。電源回路２４には、スイッチング回路等を備えた通電電力制御部（図示せず）が設けられ、この通電電力制御部で高電圧バッテリ３８から供給される電力を電圧変換や平滑化してＥＨＣ２３に供給する。
　排気浄化システム２０は、さらに、排気浄化触媒層２１の入口および出口に設けられた排気センサ２５，２６と、ＥＨＣ２３を通過する排気温度を検出するために排気浄化触媒層２１に設けられた温度センサ２７とを備えている。排気センサ２５，２６は、排出ガスの空燃比又はリッチ／リーン等を検出する排出ガスセンサ（空燃比センサ、酸素センサ等）である。
　制御装置４０は、電子制御ユニット（ＥＣＵ：Electronic Control Unit）であり、マイクロコンピュータを主体として構成されている。制御装置４０は、駆動制御部４１と、加熱制御部４２と、活性度取得部４３と、算出部４４とを備えている。駆動制御部４１は、車両の運転状態に応じて、内燃機関１０を制御すると共にインバータ３７を制御して第１のＭＧ３１，第２のＭＧ３２を制御する。加熱制御部４２は、電源回路２４を制御してＥＨＣ２３の通電電力を制御する。活性度取得部４３は、排気浄化触媒の活性度を取得する。算出部４４は、内燃機関１０の始動要求があることを条件として、取得された排気浄化触媒の活性度に基づいて、内燃機関１０の排気熱量の追加量を算出する。駆動制御部４１は、算出部４４で算出された排気熱量の追加量に基づいて、内燃機関１０の排気熱量を制御する。
　制御装置４０には、車両に搭載された各種センサ５０からの信号が入力される。各種センサ５０は、具体的には、外気温センサ５１、車速を検出する車速センサ５２、アクセル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ５３等を例示することができる。制御装置４０には、さらに、シフトレバーの操作位置を検出するシフトスイッチ、ブレーキ操作を検出するブレーキスイッチ等からの信号が入力されてもよい。
　制御装置４０は、車両の走行時には、内燃機関１０の動力を動力分割機構３３によって第１のＭＧ３１側と車軸３６側の二系統に分割し、その一方の系統の出力で車軸３６を駆動して車輪３５を駆動し、他方の系統の出力で第１のＭＧ３１を駆動して第１のＭＧ３１で発電する。そして、得られた発電電力で、第２のＭＧ３２を駆動して第２のＭＧ３２の動力でも車軸３６を駆動して車輪３５を駆動する。更に、急加速時には、第１のＭＧ３１の発電電力の他に高電圧バッテリ３８の電力も第２のＭＧ３２に供給して、第２のＭＧ３２の駆動分を増加させる。
　減速時には、車輪３５の動力で第２のＭＧ３２を駆動して第２のＭＧ３２を発電機として作動させることで、車両の運動エネルギーを第２のＭＧ３２で電力に変換して高電圧バッテリ３８に回収（充電）する減速回生（回生ブレーキ）を行う。
　制御装置４０は、例えば、発進時や低負荷時（内燃機関１０の燃費効率が悪い領域）は、内燃機関１０を停止状態に維持して、高電圧バッテリ３８の電力で第２のＭＧ３２を駆動し、この第２のＭＧ３２の動力で車輪３５を駆動して走行するＥＶ走行を行う。
　内燃機関１０を始動する場合には、高電圧バッテリ３８の電力で第１のＭＧ３１を駆動し、この第１のＭＧ３１の動力を動力分割機構３３を介して内燃機関１０のクランク軸に伝達することで、内燃機関１０のクランク軸を回転駆動し、内燃機関１０を始動する。
　加熱制御部４２は、内燃機関１０を始動する際に、必要に応じてＥＨＣ２３に通電し、排気浄化触媒を加熱する。なお、内燃機関１０の駆動中には、内燃機関１０からの排気が排気浄化触媒層２１および粒子除去層２２を通過するため、排気によっても排気浄化触媒層２１が加熱されることがある。
　加熱制御部４２は、活性度取得部４３が取得する排気浄化触媒の活性度に基づいて、ＥＨＣ２３に通電するか否かを決定してもよい。活性度取得部４３は、例えば、温度センサ２７の検知する、排気浄化触媒層２１の温度に基づいて、排気浄化触媒の活性度を判定してもよい。なお、温度センサ２７の検知する排気浄化触媒層２１の温度は、排気浄化触媒層２１が担持する排気浄化触媒の温度として取り扱うことができる。また、活性度取得部４３は、排気センサ２５，２６の検知する排気浄化触媒層２１の入口および出口の排気中の浄化対象成分（例えば、ＮＯｘやＨＣ等）の成分量に基づいて、排気浄化触媒の活性度を判定してもよい。
　排気浄化触媒の活性度は、触媒温度に依存する。排気浄化触媒の温度が活性温度に達していないと、内燃機関１０の始動が阻害される場合や、排気浄化システム２０による排気の浄化が不十分になる場合がある。
　排気浄化触媒の活性度は、例えば、排気浄化触媒のＮＯｘ浄化能力（触媒の有する最大浄化能力を１００％とする指標）を用いて評価することができる。図２に示すように、排気浄化触媒のＮＯｘ浄化能力は、触媒温度Ｔに依存し、触媒温度が３００～４００℃程度の温度範囲において、急激に上昇する。ここで、ＮＯｘ浄化能力が９５％となる温度を全活性温度Ｔａとし、５０％となる温度を半活性温度Ｔｓとする。排気浄化触媒の活性度は、触媒温度Ｔに依存して変化し、Ｔ＜Ｔｓの場合には未活性、Ｔｓ≦Ｔ＜Ｔａの場合には半活性、Ｔ≧Ｔａの場合には全活性と評価できる。
　なお、排気浄化触媒のＮＯｘ浄化能力は、排気浄化触媒の活性度の指標の一例であり、排気に含まれる他の浄化対象成分（例えば、炭化水素成分、ＣＯ等）の浄化能力を排気浄化触媒の活性度の指標として用いてもよい。
　加熱制御部４２は、温度センサ２７の検知値と全活性温度Ｔａとの温度差に基づいて、排気浄化触媒の触媒温度Ｔが全活性温度Ｔａに到達するまでに必要なエネルギーを不足エネルギーＥとして算出し、不足エネルギーＥの大きさに基づいて、ＥＨＣ２３に通電してもよい。または、加熱制御部４２は、排気浄化触媒の活性度が半活性または未活性である場合には、所定の出力でＥＨＣ２３に通電し、全活性の場合には、通電しないようにしてもよい。
　加熱制御部４２は、排気浄化触媒の活性度に加えて、別の指標を用いてＥＨＣ２３に通電するか否かを決定してもよい。例えば、高電圧バッテリ３８を保護するために、外気温や電池容量（ＳＯＣ）が所定値以上の場合にのみ、ＥＨＣ２３に通電してもよい。
　算出部４４は、内燃機関１０の始動要求があった場合に、活性度取得部４３が取得した排気浄化触媒の活性度に基づいて、内燃機関１０の排気熱量の追加量を算出する。ここで、排気熱量の追加量とは、内燃機関１０の通常の運転条件において発生する排気熱量に対して上乗せさせる排気熱量である。排気熱量を追加しない場合には、排気による排気浄化触媒の温度上昇が顕在化しない。算出部４４は、排気浄化触媒の活性度の上昇に応じて排気熱量の追加量を小さくすることが好ましい。また、排気浄化触媒の活性度が高いほど不足エネルギーＥは小さくなる。このため、不足エネルギーＥが小さくなるほど排気熱量の追加量を小さくすることが好ましい。
　一方で、内燃機関１０の排気熱量の追加量が大き過ぎる場合には、内燃機関１０の駆動に支障を来す場合がある。このため、図３に示すように、不足エネルギーがＥｓを超える未活性の領域では、排気熱量の追加量は内燃機関１０について許容される最大値Ｗｍａｘに設定することが好ましい。なお、Ｅｓは、触媒温度が半活性温度Ｔｓのときの不足エネルギーを示している。また、許容される排気熱量の最大値Ｗｍａｘは、内燃機関１０の燃費や、内燃機関１０や排気浄化触媒層２１の出口ガス中の排気中のエミッション量が悪化し過ぎない値である。
　また、不足エネルギーがＥｓ以下の正の値である半活性の領域では、活性度または不足エネルギーＥの変化に応じて排気熱量の追加量を変化させることが好ましい。排気熱量の追加量は、活性度または不足エネルギーＥの変化に追随して変化するものであってもよいし、活性度または不足エネルギーＥに対して多段階に設けた複数の閾値を超えるごとにステップ状に変化するものであってもよい。
　さらには、算出部４４は、活性度に加えて、車両の速度や加速度に基づいて、排気熱量の追加量を算出してもよい。具体的には、車速センサ５２やアクセルセンサ５３の検知値に基づいて、排気熱量の追加量を算出してもよい。例えば、算出部４４は、不足エネルギーＥと、排気浄化触媒層２１からの放熱エネルギーとに基づいて排気熱量の追加量を算出してもよい。図４に示すように、排気浄化触媒層２１からの放熱エネルギーは、車速が大きくなるほど大きくなり、排気浄化触媒の温度が高くなるほど大きくなる。算出部４４は、車速センサ５２によって検知される車速と、温度センサ２７を用いて算出した排気浄化触媒の温度に基づいて、放熱エネルギーを算出することができる。
　また、算出部４４は、内燃機関１０からの排気に含まれる浄化対象成分量に基づいて、排気熱量の追加量を算出してもよい。例えば、図５（ａ）（ｂ）に示すように、排気熱量と車両の加速度によって、排気中の炭化水素（ＨＣ）成分量が変化する。なお、図５（ａ）には、内燃機関１０から排出される排気中のＨＣ成分量が実線の等高線（矢印方向ほど成分量が多い）で示されており、図５（ｂ）には、排気浄化触媒層２１の出口の排気中のＨＣ成分量が実線の等高線（矢印方向ほど成分量が多い）で示されている。図５（ｂ）に点線で示す等高線は、図５（ａ）に示すＨＣ成分量の等高線である。また、図５（ｂ）の直線Ｌ１は、排気熱量の追加量が０となるラインを示しており、直線Ｌ２は、排気熱量の追加量の最大値（図３に示すＷｍａｘ）を示している。
　図５（ａ）に示すように、排気熱量が大きくなるほど、内燃機関１０から排出される排気中のＨＣ成分量が増大する。また、図５（ｂ）に示すように、車両の加速度が大きくなるほど、排気浄化触媒層２１の出口の排気中のＨＣ成分量が増大する。車両の加速度は、車両のアクセル開度に比例するため、算出部４４は、アクセルセンサ５３の検知値に基づいて、ＨＣ成分量が少なくなる領域内で排気熱量の追加量を算出することが好ましい。
　直線Ｌ１より排気熱量が小さくなると、排気によって排気浄化触媒を加熱することができない。また、直線Ｌ２よりも排気熱量が大きくなると、燃費が悪化し過ぎたり、排気中のＨＣ量が大きくなり過ぎたりする。このため、排気熱量が、直線Ｌ１と直線Ｌ２とに挟まれた領域となるように、排気熱量の追加量を算出することが好ましい。具体的には、例えば、排気浄化触媒の活性度が未活性である場合には、加速度に対して、直線Ｌ２上にある排気熱量となるように、その追加量を算出することが好ましい。また、例えば、排気浄化触媒の活性度が半活性である場合には、加速度に対して、直線Ｌ１と直線Ｌ２とに挟まれた領域内となるように全排気熱量（追加量を含む）を設定し、排気浄化触媒が加熱されて活性度が全活性に近づくに従って、直線Ｌ２から直線Ｌ１に向かって全排気熱量を小さくすることが好ましい。
　駆動制御部４１は、算出部４４が算出した排気熱量の追加量に基づいて、内燃機関１０の排気熱量を追加する制御を行う。例えば、内燃機関１０の点火遅角量、内燃機関１０のアイドリング時における目標回転数、要求発電量を通常の制御値よりも増大させることによって、排気熱量を追加することができる。
　以下、図６を用いて、制御装置４０が実行する排気浄化システム２０の制御方法を説明する。この制御方法は、排気浄化触媒の活性度を取得する活性度取得ステップ（ステップＳ１０３）と、車両の起動操作が行われることを条件として、排気浄化触媒の活性度に基づいて電気加熱装置によって排気浄化触媒を加熱する加熱制御ステップ（ステップＳ１０１，Ｓ１０４～Ｓ１０６）と、内燃機関１０の始動要求があることを条件として、排気浄化触媒の前記活性度に基づいて内燃機関１０の排気熱量の追加量を算出する算出ステップ（ステップＳ１０７～ステップＳ１１０）と、算出した排気熱量の追加量に基づいて、内燃機関１０の排気熱量を制御する駆動制御ステップ（ステップＳ１１１）と、を含む。
　まず、ステップＳ１０１では、車両が起動状態にあるか否かについて判定される。例えば、車両がＲｅａｄｙ－ＯＮ状態である場合に、車両が起動状態であると判定される。車両が起動状態である場合には、ステップＳ１０２に進む。車両が起動状態でない場合には、処理を終了する。
　ステップＳ１０２では、外気温および高電圧バッテリ３８のＳＯＣの値を参照し、ＥＨＣ２３に通電可能か否かについて判定される。例えば、外気温が所定温度以上かつＳＯＣが所定値以上である場合に、ＥＨＣ２３に通電可能であると判定する。通電可能と判定された場合には、ステップＳ１０３に進む。通電不能と判定された場合には、処理を終了する。
　ステップＳ１０３では、排気浄化触媒の活性度が取得され、ステップＳ１０４に進む。排気浄化触媒の活性度は、例えば、温度センサ２７の検知する排気浄化触媒層２１の温度に基づいて得られるものであってもよいし、排気センサ２５，２６の検知する排ガス中の浄化対象成分量に基づいて得られるものであってもよい。
　ステップＳ１０４では、排気浄化触媒の触媒温度Ｔが全活性温度Ｔａに到達するまでに必要なエネルギーが不足エネルギーＥとして算出され、ステップＳ１０５に進む。例えば、排気浄化触媒の実際の温度（例えば、ステップＳ１０４の時点での温度Ｔ１）と、全活性温度Ｔａとの温度差ΔＴ（例えば、ΔＴ＝Ｔａ－Ｔ１）を用いて、不足エネルギーＥが算出される。
　ステップＳ１０５では、ＥＨＣ２３に通電して排気浄化触媒を加熱する必要があるか否かについて判定される。Ｅ＞０である場合には、排気浄化触媒の加熱は必要であると判定され、ステップＳ１０６に進み、ＥＨＣ２３への通電が実施される。Ｅ≦０である場合には、排気浄化触媒の加熱は不要であると判定され、処理を終了する。
　ステップＳ１０６の実行後には、ステップＳ１０７に進む。ステップＳ１０７では、内燃機関１０が起動状態であるか否かについて判定される。内燃機関１０が駆動している場合には、ステップＳ１０８に進み、不足エネルギーＥｆが算出される。内燃機関１０が駆動していない場合には、ステップＳ１１２に進み、ＥＨＣ２３による排気浄化触媒の加熱が継続される。
　不足エネルギーＥｆは、ステップＳ１０４で算出した不足エネルギーＥと同様の方法によって算出することができる。例えば、排気浄化触媒の実際の温度（例えば、ステップＳ１０８の時点での温度Ｔ２）と、全活性温度Ｔａとの温度差ΔＴ（例えば、ΔＴ＝Ｔａ－Ｔ２）を用いて、不足エネルギーＥｆを算出してもよい。ステップＳ１０８において不足エネルギーＥｆが再算出された後、ステップＳ１０９に進む。
　ステップＳ１０９では、排気熱量を追加して排気浄化触媒を加熱する必要があるか否かについて判定される。具体的には、不足エネルギーＥｆについて、Ｅｆ＞０である場合には、排気熱量の追加は必要であると判定され、ステップＳ１１０に進む。Ｅｆ≦０である場合には、排気熱量の追加は不要であると判定され、ステップＳ１１２に進む。
　ステップＳ１１０では、内燃機関１０の排気熱量の追加量が算出される。排気熱量の追加量は、不足エネルギーＥｆの関数として算出される。例えば、図３に示すように、Ｅｆ＞Ｅｓの場合（未活性の場合）には、排気熱量の追加量は内燃機関１０の最大設定値Ｗｍａｘ（例えば、図５の直線Ｌ２に相当する値）としてもよい。また、０＜Ｅｆ≦Ｅｓの場合（半活性の場合）には、Ｅｆの減少に従い変化量が小さくなる曲線を描いて減少するように排気熱量の追加量が算出されてもよい。ステップＳ１１０の後、ステップＳ１１１では、算出された追加量に基づいて排気熱量を追加する制御が行われ、さらに、ステップＳ１１２に進む。
　ステップＳ１１２では、ステップＳ１０４の時点から現時点までに排気浄化触媒の加熱に投入されたエネルギー（投入エネルギー）Ｅｈが算出される。投入エネルギーＥｈは、例えば、高電圧バッテリ３８からＥＨＣ２３に供給した電力と、内燃機関１０からの排気温度の経時変化とに基づいて算出されてもよい。また、投入エネルギーＥｈは、例えば、排気浄化触媒の比熱と、ステップＳ１１２の時点での排気浄化触媒の温度Ｔ３と、ステップＳ１０４の時点での排気浄化触媒の温度Ｔ１との差：Ｔ３－Ｔ１に基づいて算出されてもよい。ステップＳ１１２の実行後、ステップＳ１１３に進む。
　ステップＳ１１３では、排気浄化触媒の加熱が完了しているか否かについて判定される。具体的には、ステップＳ１０３で算出された不足エネルギーＥと、ステップＳ１１２で算出された投入エネルギーＥｈとの大小が比較される。そして、Ｅｈ＜Ｅである場合には、ステップＳ１０１に戻り、Ｅｈ≧Ｅである場合には、処理が終了される。ステップＳ１１２，Ｓ１１３の処理に替えて、ステップＳ１１２の前の時点での排気浄化触媒の活性度が全活性であるか否かによって、排気浄化触媒の加熱が完了しているか否かについて判定されてもよい。具体的には、例えば、ステップＳ１１２の前の時点での排気浄化触媒の温度Ｔ３を取得し、Ｔ３＜Ｔａである場合には、ステップＳ１０１に戻り、Ｔ３≧Ｔａである場合には、処理が終了されてもよい。
　上記の制御によって実現される排気浄化システム２０の挙動について、図７～図９のタイムチャートを参照して説明する。図７～図９のタイムチャートでは、横軸は時間軸を示し、縦軸は、それぞれ図の上方から順に、車速、車両の起動状態、ＥＨＣの通電状態、排気浄化触媒層２１の温度、不足エネルギーＥ、ＥＨＣ印加電圧、排気浄化触媒の活性度、排気熱量、排気熱量追加の有無、アクセル開度を示している。図７～図９は、それぞれ、内燃機関１０の始動要求があったときの排気浄化触媒の活性度が未活性、半活性、全活性の場合を示している。
　図７に示すように、時刻ｔ１において車両が起動状態となったため、不足エネルギーＥが算出される。その結果、排気浄化触媒が未活性であり加熱が必要であると判定され、ＥＨＣ２３への通電が実施される。ＥＨＣ２３への通電が継続され、排気浄化触媒層２１の温度が時間とともに上昇する。
　時刻ｔ２において、アクセルオンされ、内燃機関１０の始動が要求されたため、不足エネルギーが算出される。その結果、排気浄化触媒が未活性であると判定され、排気熱量の追加量は内燃機関１０について許容される最大値Ｗｍａｘに設定される。なお、図７の排気熱量について、時刻ｔ２～ｔ４に破線は、排気熱量の追加量が０である場合を示しており、実線と破線との差が排気熱量の追加量に相当する。また、アクセルオンされている期間中、車速が上昇する。
　ＥＨＣ２３と内燃機関１０からの排気との双方からの加熱によって、排気浄化触媒層２１の温度が上昇し、時刻ｔ３において半活性温度Ｔｓに到達したため、不足エネルギーが略線形に減少するのに応じて、内燃機関１０の排気熱量の追加量は略線形に減少する。排気浄化触媒層２１の温度がさらに上昇し、時刻ｔ４において全活性温度Ｔａに到達する。時刻ｔ４において、不足エネルギーが０に到達しており、内燃機関１０の排気熱量の追加は停止され、ＥＨＣ２３への通電が停止される。また、時刻ｔ４において、アクセルオフされ、車速は一定となる。
　図８に示すように、時刻ｔ１１において車両が起動状態となったため、不足エネルギーＥが算出される。その結果、排気浄化触媒が未活性であり加熱が必要であると判定され、ＥＨＣ２３への通電が実施される。ＥＨＣ２３への通電が継続され、排気浄化触媒層２１の温度が時間とともに上昇する。
　時刻ｔ１２において、アクセルオンされ、内燃機関１０の始動が要求されたため、不足エネルギーが算出される。その結果、排気浄化触媒が未活性であると判定され、排気熱量の追加量は内燃機関１０について許容される最大値に設定される。なお、図８の排気熱量について、時刻ｔ１２～ｔ１４に破線は、排気熱量の追加量が０である場合を示しており、実線と破線との差が排気熱量の追加量に相当する。また、アクセルオンされている期間中、車速が上昇する。
　ＥＨＣ２３と内燃機関１０からの排気との双方からの加熱によって、排気浄化触媒層２１の温度が上昇し、時刻ｔ１２後、直ちに時刻ｔ１３において半活性温度Ｔｓに到達したため、不足エネルギーが略線形に減少するのに応じて内燃機関１０の排気熱量の追加量は略線形に減少する。排気浄化触媒層２１の温度がさらに上昇し、時刻ｔ１４において全活性温度Ｔａに到達する。時刻ｔ１４において、不足エネルギーが０に到達しており、内燃機関１０の排気熱量の追加は停止され、ＥＨＣ２３への通電が停止される。時刻ｔ１４から時刻ｔ１５までのアクセルオンされている期間中は、内燃機関１０は通常の運転条件で運転されており、一定の排気熱量が得られるが、排気熱量の追加量は０であるため、排気浄化触媒の温度は上昇しない。また、時刻ｔ１５において、アクセルオフされ、車速は一定となる。
　図９に示すように、時刻ｔ２１において車両が起動状態となったため、不足エネルギーＥが算出される。その結果、排気浄化触媒が未活性であり加熱が必要であると判定され、ＥＨＣ２３への通電が実施される。ＥＨＣ２３への通電が継続され、排気浄化触媒層２１の温度が時間とともに上昇する。
　ＥＨＣ２３の加熱によって、排気浄化触媒層２１の温度が上昇し、時刻ｔ２２において半活性温度Ｔｓに到達したため、不足エネルギーの減少に応じて内燃機関１０の排気熱量の追加量が減少される。排気浄化触媒層２１の温度がさらに上昇し、時刻ｔ２３において全活性温度Ｔａに到達する。時刻ｔ２４において、不足エネルギーが０に到達しており、ＥＨＣ２３への通電が停止される。
　時刻ｔ２４において、アクセルオンされ、内燃機関１０の始動が要求されたため、不足エネルギーが算出される。その結果、排気浄化触媒が全活性であると判定され、排気熱量を追加することなく、内燃機関１０が運転される。時刻ｔ２４から時刻ｔ２５までのアクセルオンされている期間中は、内燃機関１０は通常の運転条件で運転されており、一定の排気熱量が得られるが、排気熱量の追加量は０であるため、排気浄化触媒の温度は上昇しない。時刻ｔ２５においてアクセルオフされるまで車速は上昇し、その後、一定車速となる。
　上記のとおり、制御装置４０によれば、車両の起動操作があったときに、排気浄化触媒の活性度に基づいて速やかにＥＨＣ２３によって排気浄化触媒が加熱される。また、算出部４４は、内燃機関１０の始動要求があることを条件として、排気浄化触媒の活性度に基づいて内燃機関１０の排気熱量の追加量を算出し、駆動制御部４１は、算出された追加量に基づいて、内燃機関１０の排気熱量を制御する。このため、排気浄化触媒の活性度に応じて適切にＥＨＣ２３による加熱量と内燃機関１０の排気熱量とを制御することができ、燃料消費を抑制して速やかに排気浄化触媒を加熱することができる。
　なお、実施形態では、制御装置４０が１つの制御ユニットで構成されている場合を例示して説明したが、これに限定されない。例えば、制御装置４０は、ハイブリッド車全体を総合的に制御するハイブリッドＥＣＵ、内燃機関１０を制御する内燃機関ＥＣＵ、インバータ３７を制御してＭＧ３１，３２を制御するＭＧ－ＥＣＵ等の複数の制御ユニットで構成されていてもよい。この場合、ハイブリッドＥＣＵが、内燃機関ＥＣＵやＭＧ－ＥＣＵ等との間で制御信号やデータ信号等を送受信して、内燃機関ＥＣＵやＭＧ－ＥＣＵ等によって内燃機関１０やＭＧ３１，３２を制御するようにしてもよい。また、内燃機関ＥＣＵとＭＧ－ＥＣＵのうちの一方で電源回路２４を制御してＥＨＣ２３の通電電力を制御するようにしてもよいし、電源回路２４を制御してＥＨＣ２３の通電電力を制御する専用のＥＣＵを設けるようにしてもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (5)

  1. 　車両の内燃機関（１０）の排気通路（１１）に設けられる排気浄化触媒（２１）と、電力の供給により前記排気浄化触媒を加熱する電気加熱装置（２３）と、を備える排気浄化システム（２０）を制御する制御装置（４０）であって、
    　前記排気浄化触媒の活性度を取得する活性度取得部（４３）と、
    　前記車両の起動操作が行われることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記電気加熱装置によって前記排気浄化触媒を加熱する加熱制御部（４２）と、
    　前記電気加熱装置による加熱開始後に、前記内燃機関の始動要求があることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記内燃機関の排気熱量の追加量を算出する算出部（４４）と、
    　前記排気熱量の追加量に基づいて、前記内燃機関の排気熱量を制御する駆動制御部（４１）と、を備える、制御装置。
  2. 　前記算出部は、前記排気浄化触媒の活性度の上昇に応じて前記排気熱量の追加量を小さくする請求項１に記載の制御装置。
  3. 　前記算出部は、前記車両の速度または加速度の少なくともいずれか一方に基づいて、前記排気熱量の追加量を算出する請求項１または２に記載の制御装置。
  4. 　前記算出部は、前記内燃機関からの排気に含まれる浄化対象成分量に基づいて、前記排気熱量の追加量を算出する請求項１～３のいずれかに記載の制御装置。
  5. 　車両の内燃機関（１０）の排気通路（１１）に設けられる排気浄化触媒（２１）と、電力の供給により前記排気浄化触媒を加熱する電気加熱装置（２３）と、を備える排気浄化システム（２０）の制御方法であって、
    　前記排気浄化触媒の活性度を取得する活性度取得ステップ（Ｓ１０３）と、
    　前記車両の起動操作が行われることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記電気加熱装置によって前記排気浄化触媒を加熱する加熱制御ステップ（Ｓ１０１，Ｓ１０４～Ｓ１０６）と、
    　前記内燃機関の始動要求があることを条件として、前記排気浄化触媒の前記活性度に基づいて前記内燃機関の排気熱量の追加量を算出する算出ステップ（Ｓ１０７～Ｓ１１０）と、
    　前記排気熱量の追加量に基づいて、前記内燃機関の排気熱量を制御する駆動制御ステップ（Ｓ１１１）と、を含む、制御方法。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2579647B (en) * 2018-12-10 2022-12-07 Bamford Excavators Ltd Engine system
GB2585951B (en) * 2019-07-26 2023-02-01 Bamford Excavators Ltd System for working machine
JP2021116730A (ja) * 2020-01-24 2021-08-10 トヨタ自動車株式会社 下流側空燃比検出装置の異常診断装置
DE102021212923A1 (de) * 2021-11-17 2023-05-17 Robert Bosch Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zum Beheizen eines Abgassystems
US11815002B2 (en) * 2022-01-18 2023-11-14 Ford Global Technologies, Llc Systems and methods for modelling aftertreatment temperature of a vehicle
DE102022209924A1 (de) 2022-09-21 2024-03-21 Vitesco Technologies GmbH Verfahren zum Aufheizen eines Abgaskatalysators

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6172876A (ja) * 1984-09-19 1986-04-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の点火時期制御方法
JPH10288028A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Toyota Motor Corp ハイブリッド車輌の運転制御装置
JP2000328992A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Hitachi Ltd エンジンの空燃比制御装置
JP2001280123A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関
WO2002018764A1 (de) * 2000-09-02 2002-03-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur aufheizung von katalysatoren im abgas von verbrennungsmotoren
JP2008057364A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2010236544A (ja) * 2009-03-13 2010-10-21 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の排気浄化装置及び方法
WO2013108379A1 (ja) * 2012-01-18 2013-07-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2014084811A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Denso Corp ハイブリッド車の制御装置
JP2014134187A (ja) * 2013-01-14 2014-07-24 Denso Corp 電気加熱式触媒の暖機制御装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0886236A (ja) * 1994-09-19 1996-04-02 Toyota Motor Corp 内燃機関の空燃比制御装置
DE19753842C2 (de) * 1997-12-04 1999-10-07 Siemens Ag Verfahren zum Betreiben eines Abgaskatalysators für eine Brennkraftmaschine
JP3855720B2 (ja) * 2001-10-16 2006-12-13 株式会社デンソー 内燃機関の触媒早期暖機制御システムの異常診断装置
US6898927B2 (en) 2001-10-16 2005-05-31 Denso Corporation Emission control system with catalyst warm-up speeding control
JP4140397B2 (ja) * 2003-02-21 2008-08-27 マツダ株式会社 エンジン用酸化触媒の活性判定装置
JP2009191776A (ja) 2008-02-15 2009-08-27 Honda Motor Co Ltd コージェネレーション装置
DE102010035007A1 (de) * 2010-08-20 2012-02-23 Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh Verfahren und Vorrichtung zur Abgasbehandlung
DE102014001418A1 (de) * 2014-02-01 2015-08-06 Daimler Ag Verfahren zur Temperatureinstellung einer Abgasnachbehandlungseinrichtung
JP2017214167A (ja) 2016-05-30 2017-12-07 三菱電機株式会社 乗客コンベアの制御装置および制御方法

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6172876A (ja) * 1984-09-19 1986-04-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の点火時期制御方法
JPH10288028A (ja) * 1997-04-11 1998-10-27 Toyota Motor Corp ハイブリッド車輌の運転制御装置
JP2000328992A (ja) * 1999-05-21 2000-11-28 Hitachi Ltd エンジンの空燃比制御装置
JP2001280123A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関
WO2002018764A1 (de) * 2000-09-02 2002-03-07 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur aufheizung von katalysatoren im abgas von verbrennungsmotoren
JP2008057364A (ja) * 2006-08-30 2008-03-13 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP2010236544A (ja) * 2009-03-13 2010-10-21 Toyota Motor Corp ハイブリッド車両の排気浄化装置及び方法
WO2013108379A1 (ja) * 2012-01-18 2013-07-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2014084811A (ja) * 2012-10-25 2014-05-12 Denso Corp ハイブリッド車の制御装置
JP2014134187A (ja) * 2013-01-14 2014-07-24 Denso Corp 電気加熱式触媒の暖機制御装置

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