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公開番号2025006089
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-01-17
出願番号2023106657
出願日2023-06-29
発明の名称排気浄化性能制御システムおよび排気浄化性能制御方法
出願人株式会社アイシン,トヨタ自動車株式会社
代理人Knowledge Partners弁理士法人
主分類F01N 3/24 20060101AFI20250109BHJP(機械または機関一般;機関設備一般;蒸気機関)
要約【課題】冷間運転中に排気を浄化することが可能な技術の提供。
【解決手段】車両が備える内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒の温度を調整する温度調整部を制御して前記排気浄化触媒を活性状態にさせる触媒状態制御部と、前記内燃機関を始動させる内燃機関制御部と、前記排気浄化触媒が前記活性状態であり、かつ、前記内燃機関が冷間運転されている場合に、前記内燃機関の空燃比を調整する空燃比調整部を制御し、前記空燃比を所定の値よりリッチにさせる制御と前記空燃比を前記所定の値よりリーンにさせる制御とを繰り返すパータベーションを実行させるパータベーション制御部と、を備える排気浄化性能制御システムが構成される。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
車両が備える内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒の温度を調整する温度調整部を制御して前記排気浄化触媒を活性状態にさせる触媒状態制御部と、
前記内燃機関を始動させる内燃機関制御部と、
前記排気浄化触媒が前記活性状態であり、かつ、前記内燃機関が冷間運転されている場合に、前記内燃機関の空燃比を調整する空燃比調整部を制御し、前記空燃比を所定の値よりリッチにさせる制御と前記空燃比を前記所定の値よりリーンにさせる制御とを繰り返すパータベーションを実行させるパータベーション制御部と、
を備える排気浄化性能制御システム。
続きを表示（約 380 文字）【請求項２】
前記内燃機関において前記パータベーションによって発生するトルク変動に対する逆位相のトルクを、前記車両が備えるモータに発生させるトルク制御部をさらに備える、
請求項１に記載の排気浄化性能制御システム。
【請求項３】
車両が備える内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒の温度を調整する温度調整部を制御して前記排気浄化触媒を活性状態にさせる工程と、
前記内燃機関を始動させる工程と、
前記排気浄化触媒が前記活性状態であり、かつ、前記内燃機関が冷間運転されている場合に、前記内燃機関の空燃比を調整する空燃比調整部を制御し、前記空燃比を所定の値よりリッチにさせる制御と前記空燃比を前記所定の値よりリーンにさせる制御とを繰り返すパータベーションを実行させる工程と、
を含む排気浄化性能制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、排気浄化性能制御システムおよび排気浄化性能制御方法に関する。
続きを表示（約 2,300 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、排気浄化触媒を加熱することによって排気浄化触媒を活性状態にする電気加熱式触媒が知られている。例えば、特許文献１には、内燃機関の始動に先立って電源装置を制御して電気加熱式触媒に電力を供給し、排気浄化触媒を暖機するプレヒート処理を実行する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０２２－１６５７７８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の技術においては、絶縁コートが施されているケース２４内に、排気に含まれるカーボンが付着したり、排気中の水分が凝縮した凝縮水が付着したりすることによって、導通パスが形成された状態から回復させるために回復処理が行われることが開示されている（特許文献１、００６８）。回復処理は、電気加熱式触媒において低下した絶縁抵抗を回復させるための処理であり、一部の気筒の空燃比をリーンとし、残りの気筒の空燃比をリッチとし、サイクル毎に気筒毎の空燃比の切り替えを行う制御を行うことが開示されている（特許文献１、００７３）。当該回復処理は、凝縮水を蒸発させるなどの処理（特許文献１、００６９）であるため、回復処理を実行するためには、内燃機関２０の暖機がある程度完了しており、排気の温度が高くなっていることが必要である（特許文献１、００７１）。そこで、特許文献１においては、内燃機関２０の冷却水の温度である水温Ｔｗが既定温度Ｔ０よりも高くなっている場合に回復処理を行っている（特許文献１、００７１）。当該従来の技術においては、内燃機関の暖機が完了していないと回復処理ができないため、内燃機関の暖機が完了していない冷間運転中に電気加熱式触媒の性能を充分に発揮させることができなかった。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたもので、冷間運転中に排気を浄化することが可能な技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するため、排気浄化性能制御システムは、車両が備える内燃機関の排気通路に配設された排気浄化触媒の温度を調整する温度調整部を制御して前記排気浄化触媒を活性状態にさせる触媒状態制御部と、前記内燃機関を始動させる内燃機関制御部と、前記排気浄化触媒が前記活性状態であり、かつ、前記内燃機関が冷間運転されている場合に、前記内燃機関の空燃比を調整する空燃比調整部を制御し、前記空燃比を所定の値よりリッチにさせる制御と前記空燃比を前記所定の値よりリーンにさせる制御とを繰り返すパータベーションを実行させるパータベーション制御部と、を備える。
【０００６】
パータベーションは、空燃比を所定の値よりリッチにさせる制御と空燃比を所定の値よりリーンにさせる制御とを繰り返すことで実現され、排気浄化触媒における酸素の吸蔵と放出を繰り返すことで、排気浄化触媒の浄化性能を向上させることができる。そして、排気浄化触媒の温度が調整されて活性状態にあれば、排気浄化触媒による浄化が実現するため、排気浄化触媒の活性化と、パータベーションを併用することによって排気浄化触媒の性能を最大化することができる。このため、排気浄化触媒が活性状態であり、かつ、内燃機関が冷間運転されている場合に、パータベーションを実行させる構成とすれば、排気が多い冷間においても排気浄化触媒の性能を有効に活用することができ、冷間運転中に排気を浄化することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
車両の構成を示す図である。
車両が備える内燃機関の断面図とともに、内燃機関が備える各種センサとＥＣＵとの関係を示す図である。
燃料噴射量を段階的に増加または減少させる構成におけるパータベーションの制御例を示す図である。
排気浄化性能制御処理のフローチャートである。
図５Ａは移動平均によって得られたトルクを模式的に示す図、図５Ｂはパータベーションによるトルク変動を示す図、図５Ｃは逆位相のトルクを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
ここでは、下記の順序に従って本発明の実施の形態について説明する。
（１）排気浄化性能制御システムの構成：
（２）排気浄化性能制御処理：
（３）他の実施形態：
【０００９】
（１）排気浄化性能制御システムの構成：
排気浄化性能制御システムは、車両に搭載されて使用される。図１は、排気浄化性能制御システムとして機能するＥＣＵ（Electronic Control Unit）１００が搭載された車両１０の構成を示す図である。図２は、車両１０が備える内燃機関２０の断面図とともに、内燃機関２０が備える各種センサとＥＣＵ１００との関係を示す図である。
【００１０】
車両１０は、内燃機関２０及び第２モータジェネレータ３２を動力源として備えている。すなわち車両１０は、ハイブリッド車両である。なお、車両１０は、ハイブリッド車両の中でも、外部電源６０に接続してバッテリ５０を充電することができるプラグインハイブリッド車両である。そのため、バッテリ５０には、外部充電用の充電器５１が接続されている。なお、バッテリ５０は、例えば４００Ｖの高圧バッテリである。また、第２モータジェネレータ３２は、例えば三相交流型のモータジェネレータである。
（【００１１】以降は省略されています）

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