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WO2018194046A1 - プラグインハイブリッド車両 - Google Patents

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WO2018194046A1
WO2018194046A1 PCT/JP2018/015808 JP2018015808W WO2018194046A1 WO 2018194046 A1 WO2018194046 A1 WO 2018194046A1 JP 2018015808 W JP2018015808 W JP 2018015808W WO 2018194046 A1 WO2018194046 A1 WO 2018194046A1
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WO
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unit
battery
temperature
power
exhaust
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PCT/JP2018/015808
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English (en)
French (fr)
Inventor
健 横井
Original Assignee
いすゞ自動車株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
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Priority to US16/606,645 priority patent/US10989087B2/en
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    • Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
    • Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles

Definitions

  • the present disclosure relates to a plug-in hybrid vehicle, and particularly to a plug-in hybrid vehicle including an exhaust purification unit.
  • a vehicle exhaust purification device selectively reduces and purifies an oxidation catalyst that oxidizes hydrocarbons (HC) and carbon monoxide (CO) in exhaust gas and nitrogen compounds (NOx) in the exhaust gas.
  • a selective reduction catalyst is provided. Since the oxidation catalyst and the selective reduction catalyst are inactive at low temperatures, the catalyst temperature needs to be equal to or higher than the catalyst activation temperature in order to effectively exhibit the exhaust purification performance of these catalysts.
  • a fuel injection control technique for raising the exhaust gas temperature to raise the oxidation catalyst to a temperature higher than the catalyst activation temperature is disclosed.
  • the technology of the present disclosure shortens the temperature rising time to the catalyst activation temperature by heating by the heater unit when charging the battery, and improves the fuel consumption performance.
  • a plug-in hybrid vehicle includes a fuel power unit that uses combustion of liquid fuel, an electric power unit that uses electric power supplied from a rechargeable battery, and combustion of the liquid fuel in communication with the fuel power unit.
  • a heater unit for heating the exhaust gas purification unit with external power is provided.
  • the charging unit may stop heating by the heater unit when the temperature from the temperature detection unit that monitors the temperature of the exhaust purification unit reaches a predetermined temperature or higher.
  • the charging unit stops charging the external power to the battery and starts driving from the state where each power unit is stopped
  • the exhaust purification is performed.
  • electric power may be supplied from the battery to continue heating by the heater unit.
  • the charging unit is connected from the battery to the heater unit.
  • the power supply may be stopped.
  • the charging unit includes a temperature detection unit that monitors the temperature of the exhaust gas purification unit when the power units are stopped and the battery is not charged with external power.
  • a temperature detection unit that monitors the temperature of the exhaust gas purification unit when the power units are stopped and the battery is not charged with external power.
  • the charging unit may stop the preliminary heating when the stored amount of the battery becomes a predetermined value or less.
  • heating by the heater unit during battery charging can shorten the time for raising the temperature to the catalyst activation temperature and improve fuel efficiency.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram illustrating a plug-in hybrid vehicle including a charging system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the ECU according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a schematic overall configuration diagram illustrating a plug-in hybrid vehicle including another charging system according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 1 is a schematic overall configuration diagram showing a plug-in hybrid vehicle (hereinafter simply referred to as “vehicle”) 1 according to the present embodiment.
  • vehicle a plug-in hybrid vehicle
  • the plug-in hybrid system also referred to as PHV
  • PHV hybrid vehicle
  • the mounted battery 26 can charge a so-called commercial power source (external power) for home use.
  • the vehicle 1 is equipped with an engine DE as one of the power sources.
  • an engine DE as one of the power sources.
  • a diesel engine is used as the engine DE. Therefore, the engine DE functions as a fuel power unit that utilizes the combustion of liquid fuel.
  • the high-pressure fuel stored in the common rail is uniformly supplied to the fuel injection devices arranged in the respective combustion chambers, and the high-pressure fuel is injected from the fuel injection devices. Rotational energy is generated by complete combustion by ignition.
  • ECU electronice control unit
  • a turbocharger that improves the combustion efficiency by using the exhaust energy of the engine DE, and a turbocharger with an intercooler that reduces the carbon dioxide (CO2) emissions while improving the combustion efficiency by cooling the intake air can do.
  • CO2 carbon dioxide
  • exhaust gas recirculation EGR: Exhaust Gas Recirculation
  • EGR Exhaust Gas Recirculation
  • the intake / exhaust efficiency is improved by setting the intake / exhaust valves to 2 per cylinder, and the fuel injection device is arranged in the center of the combustion chamber to achieve homogeneous fuel injection, reducing PM, A 4-valve system that achieves higher output and improved fuel efficiency may be adopted.
  • adopt variable swirl which implement
  • the engine DE includes a power transmission unit 10 that outputs the generated rotational energy, a power take-off mechanism unit (hereinafter also simply referred to as “PTO: Power Take-Off”) 20, and an exhaust processing unit that processes exhaust gas after combustion. 30, an external charging mechanism 40 for charging, and an ECU 50 that electrically controls them.
  • PTO Power Take-Off
  • the power transmission unit 10 includes a clutch device 11, a transmission (transmission) 12, a propeller shaft 13, a differential gear 14, a drive shaft 15, and left and right drive wheels 16.
  • Rotational energy generated by the engine DE is transmitted to the transmission 12 according to ON / OFF of the clutch device 11.
  • the power of the transmission 12 is transmitted to the differential gear 14 through the propeller shaft 13 while maintaining a rotational balance.
  • the differential gear 14 switches the rotational force in the direction around the axis of the propeller shaft 13 to a right angle and rotates the drive shaft 15 so as to maintain a rotational balance during curve traveling.
  • the drive shaft 15 transmits the rotational force to the left and right drive wheels 16.
  • the power take-out mechanism 20 includes a power take-out gear 21, a PTO shaft 22, a PTO clutch 23, a motor generator 24, an inverter 25, and a rechargeable battery 26. Therefore, the power take-out mechanism 20 functions as an electric power unit that uses electric power supplied from the rechargeable battery 26.
  • the power take-out gear 21 is always meshed with a gear (not shown) of the transmission 12.
  • the PTO shaft 22 has one end connected to the power take-out gear 21 and the other end connected to the motor generator 24.
  • the PTO clutch 23 is provided on the PTO shaft 22, and connects / disconnects power transmitted from the power take-out gear 21 to the motor generator 24 via the PTO shaft 22.
  • the motor generator 24 supplies the power supplied to the inverter 25 via the battery 26. Drive as a motor. Further, the driving force of the motor generator 24 assists the rotational force of the left and right drive wheels 16 by the power transmission unit 10 from the power take-out mechanism 20. On the other hand, when the vehicle 1 is decelerated, the motor generator 24 is driven to generate electricity with the braking force transmitted from the left and right drive wheels 16 via the power transmission unit 10. The regenerative power accompanying this power generation drive is used for charging the battery 26 via the inverter 25.
  • the exhaust processing unit 30 includes an exhaust manifold 31, an exhaust passage (exhaust pipe) 32, an oxidation catalyst (hereinafter also simply referred to as “DOC”) 33, a diesel particulate filter (hereinafter also simply referred to as “DPF”) 34, A urea water addition nozzle 35 and a selective catalytic reduction unit (hereinafter also simply referred to as “SCR”) 36 are provided. Further, the exhaust processing unit 30 monitors the temperature by a first exhaust temperature sensor 37 and a second exhaust temperature sensor 38 as temperature detection units. Therefore, the exhaust processing unit 30 constitutes an exhaust unit that communicates with the engine (fuel power unit) DE and exhausts exhaust gas generated with the combustion of the liquid fuel.
  • DOC oxidation catalyst
  • DPF diesel particulate filter
  • SCR selective catalytic reduction unit
  • the exhaust manifold 31 communicates with each exhaust port (not shown) of the engine DE and exhausts exhaust gas from each exhaust port into one exhaust passage 32.
  • the DOC 33 and the DPF 34 constitute an exhaust gas purification device (DPD: diesel particulate diffuser) that purifies PM contained in the exhaust gas, and collects PM filters and forcibly processes and regenerates the accumulated PM.
  • DPD diesel particulate diffuser
  • the PM is continuously processed by repeating the above. Therefore, the DOC 33 and the DPF 34 function as an exhaust gas purification unit that is disposed in the middle of the exhaust gas processing unit (exhaust unit) 30 and removes impurities contained in the exhaust gas.
  • the DOC 33 has a function of reducing PM by oxidizing and purifying SOF made of unburned fuel or lubricating oil at a predetermined temperature (for example, 200 ° C.).
  • the DOC 33 oxidizes unburned substances (SOF) mainly composed of hydrocarbons (HC) contained in PM using oxygen of exhaust gas with a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd) as a catalyst. , Convert to water and carbon dioxide.
  • the DOC 33 carries, for example, an oxidation catalyst component on the surface of a ceramic carrier such as a honeycomb structure. When HC is supplied by post injection of the engine DE or exhaust pipe injection of the exhaust pipe injector, the DOC 33 oxidizes this and raises the exhaust temperature.
  • the DPF 34 for example, a large number of cells partitioned by porous partition walls are arranged along the flow direction of the exhaust gas, and the upstream side and the downstream side of these cells are alternately plugged.
  • the DPF 34 collects PM in the exhaust gas on the pores and surfaces of the partition walls, and performs forced filter regeneration (self-regeneration) to burn and remove the PM deposition estimated amount when it reaches a predetermined amount.
  • the forced filter regeneration is performed by supplying HC to the DOC 33 by post injection or exhaust pipe injection and raising the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 34 to a temperature equal to or higher than the PM combustion removal temperature (for example, 600 ° C. or higher).
  • the DPF 34 efficiently burns the collected PM by exhaust gas temperature control by fine fuel injection of an electronically controlled common rail system, adoption of an exhaust throttle, etc., and post-processing that self-regenerates the filter function Technology.
  • the self-regeneration is automatically performed while the vehicle is running, or there is so-called forced regeneration in which the vehicle 1 is stopped and forcibly regenerated, and the temperature rises to the PM combustion removal temperature or higher (for example, 600 ° C. or higher). Until then, PM can hardly be burned and remains collected.
  • the urea water addition nozzle 35 injects urea water pumped up from a urea water tank (not shown) by a urea water pump into the exhaust passage 32 upstream of the SCR 36.
  • the urea water injected from the urea water addition nozzle 35 into the exhaust passage 32 can be hydrolyzed by the exhaust heat of the exhaust gas to generate ammonia.
  • the SCR (selective catalytic reduction unit) 36 carries, for example, zeolite or the like on a porous ceramic carrier.
  • the SCR 36 blows urea water as a reducing agent from the urea water addition nozzle 35 to the exhaust gas to generate ammonia, and reacts ammonia with NOx in the exhaust gas at a predetermined temperature (for example, 200 ° C.). Demonstrates nitrogen oxide purification function that renders it harmless to nitrogen.
  • the SCR 36 has a high NOx reduction rate and can reduce adverse effects on fuel consumption.
  • the first exhaust temperature sensor 37 is disposed between the DOC 33 and the DPF 34, and detects the exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 34.
  • the second exhaust temperature sensor 38 is arranged on the upstream side of the SCR 36, and detects the exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the SCR 36.
  • the external charging mechanism 40 includes a charging port 41 connected to the external electric power 2 via a charging connector (for example, an outlet) 3, a charger 42, a first heater unit 43, and a second heater unit 44. Yes. Therefore, the external charging mechanism 40 functions as a charging unit that is electrically connected to the battery 26 and charges external power.
  • the charging port 41 is configured such that a charging connector 3 connected to the external power 2 via a cable can be inserted.
  • the charging port 41 is a port having a connection port corresponding to the type of the charging connector 3, and can cope with, for example, quick charging.
  • the charger 42 is electrically connected between the charging port 41 and the battery 26, and converts external power from the charging port 41 into power that can be charged in the battery 26.
  • the external charging mechanism 40 when the charging connector 3 is inserted into the charging port 41 when the vehicle is stopped, the external power supplied from the external power 2 to the charging port 41 via the charging connector 3 passes through the charger 42 to the battery 26. To be charged.
  • the charger 42 monitors the amount of electricity stored in the battery 26. Thereby, when the battery 26 reaches a predetermined charged amount, the charging by the external power is terminated.
  • the charger 42 has a function as a power converter.
  • an external battery 2 that is a lithium ion battery that is charged and discharged with a direct current from the external power 2 that is an AC commercial power supply is externally charged.
  • the power supplied from the electric power 2 is converted into direct current. Therefore, the function of the charger 42 may be provided in the charging connector 3 and the charger 42 may be eliminated.
  • the DPF 34 hardly collects PM and remains collected until it rises above the PM combustion removal temperature (for example, 600 ° C. or more). In order for the DPF 34 to reach the PM combustion removal temperature, for example, continuous running for about 10 minutes is required.
  • the PM combustion removal temperature for example, 600 ° C. or more.
  • charging of the battery 26 is preferably completed in advance before use, but in practice, it is often performed immediately before use.
  • commercial vehicles business vehicles
  • the usage rate is high.
  • ACC is turned off
  • charging is performed during a time period when business (running) is not performed
  • charging is stopped at the start of the next business, and the vehicle 1 is started immediately after. (ACC is turned on) and traveling is often started. Therefore, the vehicle 1 must travel regardless of whether or not charging is complete.
  • the PM combustion removal temperature is reached by forcibly raising the temperature upstream and downstream of the DPF 34 during charging. The time was shortened.
  • each of the heater portions 43 and 44 is constituted by an electric heater and arranged upstream and downstream of the DPF 34 is employed.
  • each heater part 43 and 44 may be a heating device by another method, or a heat storage type heat storage device or a heat storage material. Therefore, the external charging mechanism 40 heats the DOC 33 and the SCR 36 with the heaters 43 and 44 as an exhaust purification unit disposed in the middle of the exhaust processing unit 30.
  • the 1st heater part 43 is arrange
  • the first heater unit 43 generates heat via the battery 26 when the charging connector 3 is inserted into the charging port 41 when the vehicle is stopped.
  • the first heater unit 43 is electrically connected to the ECU 50 and controlled by the ECU 50.
  • the first heater unit 43 is an electric heater.
  • the ECU 50 When the exhaust temperature measured by the first exhaust temperature sensor 37 is 200 ° C. or less, the ECU 50 operates the first heater unit 43 and the exhaust temperature measured by the first exhaust temperature sensor 37 is higher than 200 ° C. The ECU 50 controls the first heater unit 43 not to operate. Therefore, when the exhaust temperature is higher than 200 ° C., it is possible to prevent the first heater unit 43 from heating and consuming power wastefully. In view of such a situation, the predetermined temperature in the first exhaust temperature sensor 37 as one of the temperature detection units is set to 200 ° C., but the set temperature is not limited.
  • the second heater unit 44 is provided on the outer peripheral portion of the SCR 36 and heats the SCR 36. Therefore, the purification performance of the SCR 36 can be exhibited.
  • the second heater section 44 generates heat via the battery 26 when the charging connector 3 is inserted into the charging port 41 when the vehicle is stopped.
  • the second heater unit 44 is electrically connected to the ECU 50 and controlled by the ECU 50.
  • the second heater unit 44 is an electric heater.
  • the ECU 50 When the exhaust temperature measured by the second exhaust temperature sensor 38 is 200 ° C. or less, the ECU 50 operates the second heater unit 44, and the exhaust temperature measured by the second exhaust temperature sensor 38 is over 200 ° C. The ECU 50 controls the second heater unit 44 not to operate. Therefore, when the exhaust temperature is higher than 200 ° C., it is possible to prevent the second heater unit 44 from heating and consuming power wastefully. In view of such a situation, the predetermined temperature in the second exhaust temperature sensor 38 as one of the temperature detection units is set to 200 ° C., but the set temperature is not limited.
  • the ECU 50 performs various controls of the vehicle 1 and includes a known CPU, ROM, RAM, input port, output port, and the like.
  • the ECU 50 is electrically connected to the PTO clutch 23, the motor generator 24, the inverter 25, the urea water addition nozzle 35, the first exhaust temperature sensor 37, the second exhaust temperature sensor 38, the first heater unit 43, and the second heater unit 44. Has been.
  • the ECU 50 monitors the amount of power stored in the battery 26 and on / off of the ignition switch (ACC) instead of (or in combination with) the charger 42.
  • the vehicle 1 communicates with the engine DE using the combustion of liquid fuel, the power take-off mechanism 20 using the power supplied from the rechargeable battery 26, and the combustion of the liquid fuel through the engine DE.
  • An exhaust processing unit 30 for exhausting the exhaust gas generated therewith, a DOC 33 and an SCR 36 disposed in the middle part of the exhaust processing unit 30 to remove impurities contained in the exhaust gas, and the battery 26 are electrically connected to the outside.
  • An external charging mechanism 40 that charges the electric power 2, and the external charging mechanism 40 supplies the battery 26 with the external electric power 2 when the power units DE and 20 are stopped.
  • a first heater unit 43 and a second heater unit 44 that heat the DOC 33 and the SCR 36 with the stored electric power are provided.
  • Step S1 the ECU 50, in addition to the detected temperatures from the sensors 37 and 38 when the ACC switch is in the OFF state, for example, the elapsed time since the ACC switch was turned OFF, the ambient environment temperature from the outside air temperature sensor Etc.
  • the ECU 50 estimates whether or not the temperature near the outlet of the DOC 33 and the temperature near the inlet of the SCR are equal to or lower than the catalyst activation temperature. That is, since the ECU 50 does not need to perform heating even though the DOC 33 and the SCR 36 are near the catalyst activation temperature, such as immediately after the vehicle 1 completes traveling, the ECU 50 is based on these elapsed time and temperature in advance. It is estimated whether it is below the catalyst activation temperature.
  • this routine need not be executed in consideration of simplification of the ECU 50. If the ECU 50 estimates that the temperature is equal to or lower than the catalyst activation temperature based on the detected temperatures from the sensors 37 and 38 (Yes), the ECU 50 proceeds to step S2. When the ECU 50 does not estimate that the detected temperatures from the sensors 37 and 38 are lower than the catalyst activation temperature (No), the ECU 50 continuously monitors this routine.
  • Step S2 the ECU 50 determines whether or not the external charging mechanism 40 is charging the battery 26 with external power. If it is determined that the external power is being charged (Yes), the ECU 50 proceeds to step S3. If the ECU 50 does not determine that external power is being charged (No), the ECU 50 continues to monitor this routine.
  • Step S3 the ECU 50 determines whether or not the storage amount (SOC) of the battery 26 is equal to or greater than a predetermined value. If the stored amount of the battery 26 is equal to or greater than the predetermined value (Yes), the ECU 50 proceeds to step S4. If the ECU 50 does not determine that the amount of power stored in the battery 26 is greater than or equal to a predetermined value (No), the ECU 50 loops to step S2 in order to prioritize external charging.
  • the predetermined value for the amount of electricity stored in the battery 26 is, in addition to the amount of electricity stored in the battery 26 itself, such as the approximate travel distance of travel using the battery 26 with the remaining amount of electricity when the so-called full charge is 100%. It may be converted into a travelable distance or the like. Further, a known battery monitoring technique can be used for the amount of power stored in the battery 26 and the approximate driveable time.
  • Step S4 the ECU 50 turns on the heaters 43 and 44 by supplying power from the battery 26, and proceeds to step S5.
  • step S5 the ECU 50 determines whether or not external charging is continued. If the ECU 50 determines that external charging is continuing (Yes), the ECU 50 proceeds to step S6. If the ECU 50 does not determine that external charging is continuing (No), that is, if the charging connector 3 is disconnected from the charging port 41 and the vehicle 1 starts running, the ECU 50 skips to step S7.
  • Step S6 the ECU 50 monitors whether or not the temperature from each of the sensors 37 and 38 has reached a predetermined temperature or more due to the heating of the DOC 33 and the SCR 36 by the heaters 43 and 44. If the ECU 50 determines that the predetermined temperature has been reached (Yes), the ECU 50 proceeds to step S7. If it is not determined that the predetermined temperature has been reached (No), the ECU 50 loops to step S4 and continues this routine until it is determined whether charging is complete or charging is stopped. At this time, the loop of the ECU 50 may be looped to step S3. In other words, when the consumption (heater heating) is larger than the charging of the battery 26 for some reason (for example, deterioration of the battery 26), the amount of power stored in the battery 26 is reduced. Prioritize charging.
  • Step S7 the ECU 50 stops the power supply to the heater units 43 and 44 and ends this routine.
  • this series of routines includes an interrupt and loops (returns) to any of the steps S1 to S3.
  • the ECU 50 heats the DOC 33 and the SCR 36 by the heater units 43 and 44 when the external power 2 is charged to the battery 26 in a state where the power units DE and 20 are stopped. As explained in the case. However, the ECU 50 can perform various controls even when heating is stopped.
  • the external charging mechanism 40 may stop heating by the heater units 43 and 44 when the temperature from the sensors 37 and 38 that monitor the temperature of the DOC 33 and the SCR 36 reaches a predetermined temperature or more. This eliminates the need for unnecessary heating and wasteful consumption of the battery 26.
  • the ECU 50 detects this when the user stops charging the external power to the battery 26. Thereafter, when the ECU 50 detects the start of driving of each power unit DE, 20, if the temperature from each sensor 37, 38 does not reach a predetermined temperature or more, the ECU 50 supplies power from the battery 26 to each. It is preferable to continue heating by the heater portions 43 and 44. Thereby, a quicker temperature rise can be ensured.
  • the ECU 50 may stop power supply from the battery 26 to the heater units 43 and 44 when detecting the warm-up completion state from the start of driving by the engine DE. Thereby, it is possible to contribute to simplification of overall engine control by the ECU 50.
  • the ECU 50 has a temperature from the sensors 37 and 38 that is equal to or lower than a predetermined temperature, and the battery 26 is charged. If the amount is greater than or equal to a predetermined value, preheating may be performed.
  • each heater unit is set to a preheating temperature set lower than a predetermined temperature (for example, an arbitrary temperature in the range of 100 ° C. to 150 °).
  • a predetermined temperature for example, an arbitrary temperature in the range of 100 ° C. to 150 °.
  • the power supply to 43 and 44 is controlled.
  • heating can be performed in advance in a cold district or the like when there is a margin in the amount of power stored in the battery 26.
  • the external charging mechanism 40 may stop the preheating when the amount of power stored in the battery 26 becomes a predetermined value or less. This is to prevent the battery charge from being lost.
  • each of the heater units 43 and 44 disclosed a configuration in which when the charging connector 3 is inserted into the charging port 41 when the vehicle is stopped, power is supplied from the battery 26 to generate heat, but as shown in FIG. You may receive electric power supply directly from the charge port 41.
  • FIG. 1 each of the heater units 43 and 44 disclosed a configuration in which when the charging connector 3 is inserted into the charging port 41 when the vehicle is stopped, power is supplied from the battery 26 to generate heat, but as shown in FIG. You may receive electric power supply directly from the charge port 41.
  • the engine DE is not limited to a diesel engine, but can be widely applied to other internal combustion engines such as a gasoline engine.
  • the first heater unit 43 and the second heater unit 44 independently control ON / OFF of either one according to a predetermined temperature detected by the first exhaust temperature sensor 37 and the second exhaust temperature sensor 38. Can do. In this case, for example, it can be set / changed according to the material (for example, thickness / size, heat conduction characteristics, etc.) used for the DOC 33 and SCR 36 to be heated and the catalyst activation temperature.
  • the first heater unit 43 and the second heater unit 44 have a catalyst activation temperature (for example, 200 ° C.) that can ensure a certain degree of purification rate.
  • a catalyst activation temperature for example, 200 ° C.
  • This predetermined temperature may be set to a catalyst activation temperature (for example, 300 ° C.) that provides a higher purification rate.
  • the plug-in hybrid vehicle of the present disclosure has the effect of shortening the temperature rise time to the catalyst activation temperature by heating by the heater unit when charging the battery, thereby improving the fuel efficiency performance, and the exhaust purification unit Applicable to all plug-in hybrid vehicles.
  • Plug-in hybrid vehicle External power (commercial power) 3 Charging connector DE engine 20 Power take-off mechanism (PTO) 24 Motor generator 26 Battery 30 Exhaust treatment part 33 Oxidation catalyst (DOC) 34 Diesel particulate filter (DPF) 36 Selective Reduction Catalyst (SCR) 37 First exhaust temperature sensor 38 Second exhaust temperature sensor 40 External charging mechanism 43 First heater unit 44 Second heater unit 50 ECU

Landscapes

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Abstract

エンジンと連通して液体燃料の燃焼に伴って発生する排出ガスを排気する排気処理部と、排気処理部の中途部に配置して排出ガスに含まれる不純物を除去する酸化触媒及びＳＣＲと、バッテリと電気的に接続して外部電力を充電する外部充電機構と、を備え、外部充電機構は、燃料動力部と前記電気動力部が停止している状態で外部電力をバッテリに充電している際に、バッテリに蓄電した電力又は外部電力により酸化触媒及びＳＣＲを加熱する第１ヒータ部及び第２ヒータ部を備えるプラグインハイブリッド車両。

Description

プラグインハイブリッド車両
　本開示は、プラグインハイブリッド車両に関し、特に、排気浄化部を備えたプラグインハイブリッド車両に関する。
　一般的に、車両の排気浄化装置は、排出ガス中の炭化水素（ＨＣ）・一酸化炭素（ＣＯ）を酸化する酸化触媒や、排出ガス中の窒素化合物（ＮＯｘ）を選択的に還元浄化する選択的還元触媒等を備えている。酸化触媒や選択的還元触媒は低温時には不活性となるため、これら触媒の排気浄化性能を効果的に発揮させるには、触媒温度を触媒活性温度以上にする必要がある。このような点に鑑みて、例えば、特許文献１には、酸化触媒が触媒活性温度未満の場合には、排出ガス温度を上昇させて酸化触媒を触媒活性温度以上に昇温する燃料噴射制御技術が開示されている。
日本国特開２０１０－３１８３３号公報
　ところで、特許文献１に開示の技術においては、ＮＯｘ触媒よりも上流側直近の入口付近における排出ガスのみを昇温するため、十分な昇温効果を得ることができないうえ、走行時における燃料噴射を条件としている。このため、車両を停止状態から走行開始する際には、周辺の環境温度によって触媒活性温度に達するまで時間を要するうえ、複雑な噴射制御が必要となるという問題が生じていた。
　本開示の技術は、バッテリ充電時にヒータ部による加熱を行うことで触媒活性温度への昇温時間を短縮させ、燃費性能の向上を図る。
　本開示のプラグインハイブリッド車両は、液体燃料の燃焼を利用する燃料動力部と、充電可能なバッテリから供給した電力を利用する電気動力部と、前記燃料動力部と連通して前記液体燃料の燃焼に伴って発生する排出ガスを排気する排気部と、前記排気部の中途部に配置して排出ガスに含まれる不純物を除去する排気浄化部と、前記バッテリと電気的に接続して外部電力を充電する充電部と、を備え、前記充電部は、前記燃料動力部と前記電気動力部が停止している状態で外部電力を前記バッテリに充電している際に、前記バッテリに蓄電した電力又は外部電力により前記排気浄化部を加熱するヒータ部を備える。
　上記のプラグインハイブリッド車両において、前記充電部は、前記排気浄化部の温度を監視する温度検出部からの温度が所定温度以上に達したときには前記ヒータ部による加熱を停止してもよい。
　上記のプラグインハイブリッド車両において、前記充電部は、前記バッテリへの外部電力の充電が停止され、前記各動力部が停止している状態から駆動を開始した状態となったときに、前記排気浄化部の温度を監視する温度検出部からの温度が所定温度以上に達していない場合には、前記バッテリから電力を供給して前記ヒータ部による加熱を継続してもよい。
　上記のプラグインハイブリッド車両において、前記充電部は、前記燃料動力部による駆動開始からの暖機状態を監視する暖機監視部が暖機完了状態を検出したときには、前記バッテリから前記ヒータ部への電力供給を停止してもよい。
　上記のプラグインハイブリッド車両において、前記充電部は、前記各動力部が停止し、かつ、前記バッテリに外部電力の充電を行っていないときに、前記排気浄化部の温度を監視する温度検出部からの温度が所定温度以下であり、かつ、前記バッテリの蓄電量が所定値以上である場合には、前記バッテリから前記ヒータ部に電力を供給して前記排気浄化部を予備加熱してもよい。
　上記のプラグインハイブリッド車両において、前記充電部は、前記バッテリの蓄電量が所定値以下となったときには、前記予備加熱を停止してもよい。
　本開示の技術によれば、バッテリ充電時にヒータ部による加熱を行うことで触媒活性温度への昇温時間を短縮させ、燃費性能の向上を図ることができる。
図１は、本開示の一実施形態に係る充電システムを含むプラグインハイブリッド車両を示す模式的な全体構成図である。 図２は、本開示の一実施形態に係るＥＣＵの作用を説明するフローチャート図である。 図３は、本開示の一実施形態に係る他の充電システムを含むプラグインハイブリッド車両を示す模式的な全体構成図である。
　以下、添付図面に基づいて、本開示の一実施形態に係る触媒の昇温装置について説明する。同一の部品には同一の符号を付してあり、それらの名称および機能も同じである。したがって、それらについての詳細な説明は繰返さない。また、各部の名称に機能的表現を含ませる場合には送り仮名の表記を省略し、機能そのものの表現とで区別する。
　図１は、本実施形態に係るプラグインハイブリッド車両（以下、単に「車両」と称する）１を示す模式的な全体構成図である。プラグインハイブリッド方式（ＰＨＶ等とも称される）とは、電気自動車（ＥＶモード）とハイブリッド車（ＨＶモード）との併用を可能とした方式である。したがって、搭載したバッテリ２６は、所謂、家庭用の商用電源（外部電力）の充電を可能としている。
　車両１は動力源の一つとしてエンジンＤＥを搭載している。エンジンＤＥには、例えば、ディーゼルエンジンを用いている。したがって、エンジンＤＥは、液体燃料の燃焼を利用した燃料動力部として機能する。
　ディーゼルエンジンは、詳細な構成（図示）は省略するが、コモンレールに蓄えた高圧化した燃料を各燃焼室に配置した燃料噴射装置へ均一に供給し、燃料噴射装置から高圧の燃料を噴射し自己着火により完全燃焼させることで回転エネルギを生成する。
　これにより、黒煙の元となる炭素（Ｃ）を含む粒子状物質（ＰＭ：Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ　Ｍａｔｔｅｒ）の排出を減少させ、噴射を複数回行うことで燃焼室の高温化を防ぎ窒素酸化物（ＮＯｘ）を低減させる。この際の、燃料の噴射圧力、噴射タイミングや回数、噴射量等は、電子制御ユニット（以下、単に「ＥＣＵ」とも称する。）５０によってきめ細かく制御する。
　なお、ディーゼルエンジンであるエンジンＤＥには、各種の燃費低減技術、並びに、排出ガス低減技術を採用することができる。
　例えば、エンジンＤＥの排気エネルギを利用して燃焼効率を向上させるターボチャージャ、吸気を冷却することで燃焼効率を向上させるとともに、二酸化炭素（ＣＯ２）の排出量を低減するインタークーラー付きターボチャージャ、を採用することができる。
　また、排気を再び吸気と混合して燃焼室内の酸素濃度を下げることで燃焼をゆるやかにするとともにＮＯｘを低減させる排気再循環（ＥＧＲ: Ｅｘｈａｕｓｔ　Ｇａｓ　Ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ）を適用することができる。
　さらに、１気筒あたり吸・排気バルブを各２とすることで吸排気効率の向上を図るとともに、燃料噴射装置を燃焼室の中央に配置することで均質な燃料噴射を実現し、ＰＭの低減、高出力化、燃費の向上を実現する４バルブ化を採用してもよい。或いは、燃焼室の吸気を中心軸で旋回させるスワールの発生を変化させることで排出ガスの低減と燃費の向上を実現する可変スワール化、を採用してもよい。
　エンジンＤＥは、生成した回転エネルギを出力する動力伝達部１０と、動力取出機構部（以下、単に「ＰＴＯ:Ｐｏｗｅｒ　Ｔａｋｅ－Ｏｆｆ」とも称する。）２０と、燃焼後の排気を処理する排気処理部３０と、充電用の外部充電機構４０と、これらを電気的に制御するＥＣＵ５０と、を備える。
　動力伝達部１０は、クラッチ装置１１、変速機（トランスミッション）１２、プロペラシャフト１３、デファレンシャルギヤ１４、ドライブシャフト１５、左右の駆動輪１６、を備える。
　エンジンＤＥで生成した回転エネルギは、クラッチ装置１１のＯＮ・ＯＦＦに応じて変速機１２に伝達する。変速機１２は、その動力はプロペラシャフト１３を介して回転バランスを保ちつつデファレンシャルギヤ１４に伝達する。デファレンシャルギヤ１４は、プロペラシャフト１３の軸回り方向の回転力を直角に切り替えるとともにカーブ走行時における回転バランスを保つようにドライブシャフト１５を回転させる。ドライブシャフト１５は左右の駆動輪１６まで回転力を伝達する。
　動力取出機構２０は、動力取出ギヤ２１、ＰＴＯシャフト２２、ＰＴＯクラッチ２３、モータジェネレータ２４、インバータ２５、充電可能なバッテリ２６、を備える。したがって、動力取出機構２０は、充電可能なバッテリ２６から供給した電力を利用した電気動力部として機能する。
　動力取出ギヤ２１は、変速機１２の図示しないギヤと常時噛み合っている。ＰＴＯシャフト２２は、一端側を動力取出ギヤ２１に接続し、他端側をモータジェネレータ２４に接続している。ＰＴＯクラッチ２３は、ＰＴＯシャフト２２に介設しており、動力取出ギヤ２１からＰＴＯシャフト２２を介してモータジェネレータ２４に伝達する動力を断接するものである。
　モータジェネレータ２４は、例えば、運転者による図示しないアクセルペダルの操作量に応じた要求トルクに対してエンジンＤＥの出力トルクのみでは不足する場合に、バッテリ２６を介してインバータ２５に供給される電力をモータとして駆動する。また、モータジェネレータ２４の駆動力は、動力取出機構２０から動力伝達部１０により左右の駆動輪１６の回転力をアシストする。一方、モータジェネレータ２４は、車両１の減速時に、左右の駆動輪１６から動力伝達部１０を介して伝達される制動力で発電駆動する。この発電駆動に伴う回生電力は、インバータ２５を介してバッテリ２６の充電に利用する。
　排気処理部３０は、排気マニホールド３１、排気通路（排気管）３２、酸化触媒（以下、単に「ＤＯＣ」とも称する。）３３、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、単に「ＤＰＦ」とも称する。）３４、尿素水添加ノズル３５、選択的触媒還元部（以下、単に「ＳＣＲ」とも称する。）３６、を備える。また、排気処理部３０は、温度検出部としての第１排気温度センサ３７及び第２排気温度センサ３８によって温度を監視している。したがって、排気処理部３０は、エンジン（燃料動力部）ＤＥと連通して液体燃料の燃焼に伴って発生する排出ガスを排気する排気部を構成する。
　排気マニホールド３１は、エンジンＤＥの各排気ポート（図示せず）と連通して各排気ポートからの排出ガスを一つの排気通路３２へと排気する。
　ＤＯＣ３３とＤＰＦ３４とは、排出ガスに含まれるＰＭを浄化する排出ガス浄化装置（ＤＰＤ：ディーゼル・パティキュレート・ディフューザ)を構成しており、ＰＭのフィルタ捕集と溜まったＰＭの強制的処理と再生とを繰り返すことで連続的にＰＭを処理する。したがって、ＤＯＣ３３とＤＰＦ３４とは、排気処理部（排気部）３０の中途部に配置して排出ガスに含まれる不純物を除去する排気浄化部として機能する。
　ＤＯＣ３３は、ＰＭのうち、未燃燃料や潤滑油からなるＳＯＦを所定の温度（例えば、２００℃）で酸化浄化することによりＰＭを低減する機能を有する。ＤＯＣ３３は、例えば、白金（Ｐｔ）やパラジウム（Ｐｄ）等の貴金属を触媒として、排出ガスの酸素を用いてＰＭに含まれる炭化水素（ＨＣ）を主とした未燃焼物質(ＳＯＦ)を酸化し、水と二酸化炭素に変換する。ＤＯＣ３３は、例えば、ハニカム構造体等のセラミック担体表面に酸化触媒成分を担持している。ＤＯＣ３３は、エンジンＤＥのポスト噴射や排気管インジェクタの排気管噴射によってＨＣが供給されると、これを酸化して排気温度を上昇させる。
　ＤＰＦ３４は、例えば、多孔質性の隔壁で区画された多数のセルを排気の流れ方向に沿って配置し、これらセルの上流側と下流側とを交互に目封止している。ＤＰＦ３４は、排出ガス中のＰＭを隔壁の細孔や表面に捕集すると共に、ＰＭ堆積推定量が所定量に達すると、これを燃焼除去するフィルタ強制再生（自己再生）を実施する。フィルタ強制再生は、ポスト噴射や排気管噴射によってＤＯＣ３３にＨＣを供給し、ＤＰＦ３４に流れ込む排出ガスの温度をＰＭ燃焼除去温度以上（例えば、６００℃以上）に上昇させることで行う。
　このように、ＤＰＦ３４は、捕集したＰＭを、電子制御式コモンレールシステムのきめ細かな燃料噴射や、排気スロットルの採用などによる排気温度制御により、効率的に燃焼させ、フィルタ機能を自己再生する後処理技術である。この際、自己再生は車両走行中に自動的に行なうもの、あるいは、車両１を停車させて強制的に再生を行う所謂強制再生があり、ＰＭ燃焼除去温度以上（例えば、６００℃以上）に上昇するまではＰＭは殆ど燃焼できずに捕集したままとなる。
　尿素水添加ノズル３５は、図示しない尿素水タンクから尿素水ポンプにより汲み上げた尿素水をＳＣＲ３６よりも上流側の排気通路３２に噴射する。尿素水添加ノズル３５から排気通路３２に噴射した尿素水は排出ガスの排気熱により加水分解されてアンモニアを生成することができる。
　ＳＣＲ（選択的触媒還元部）３６は、例えば、多孔質セラミック担体にゼオライト等を担持している。ＳＣＲ３６は、尿素水添加ノズル３５から還元剤として尿素水を排出ガスに吹きかけてアンモニアを生成し、所定の温度（例えば、２００℃）でアンモニアと排出ガス中のＮＯｘとを反応させることで水と窒素に無害化する窒素酸化物浄化機能を発揮する。ＳＣＲ３６は、ＮＯｘ削減率が高く、燃費への悪影響を少なくすることができる。
　第１排気温度センサ３７は、ＤＯＣ３３とＤＰＦ３４との間に配置し、ＤＰＦ３４に流入する排出ガスの排気温度を検出する。
　第２排気温度センサ３８は、ＳＣＲ３６よりも上流側に配置し、ＳＣＲ３６に流入する排出ガスの排気温度を検出する。
　外部充電機構４０は、外部電力２に充電コネクタ（例えば、コンセント）３を介して接続される充電ポート４１と、充電器４２と、第１ヒータ部４３及び第２ヒータ部４４と、を備えている。したがって、外部充電機構４０は、バッテリ２６と電気的に接続して外部電力を充電する充電部として機能する。
　充電ポート４１は、外部電力２にケーブルを介して接続された充電コネクタ３が差し込み可能に構成されている。充電ポート４１には、充電コネクタ３の種類に応じた接続口を有するポートであり、例えば、急速充電等への対応を可能としている。
　充電器４２は、充電ポート４１とバッテリ２６との間に電気的に接続されており、充電ポート４１からの外部電力をバッテリ２６に充電可能な電力に変換する。外部充電機構４０は、車両停車時に充電コネクタ３が充電ポート４１に差し込まれると、外部電力２から充電コネクタ３を介して充電ポート４１に供給される外部電力が充電器４２を経由してバッテリ２６に充電されるようになっている。充電器４２は、バッテリ２６の蓄電量を監視するようになっている。これにより、バッテリ２６が所定の蓄電量に達したときには、外部電力による充電を終了させる。
　なお、充電器４２は、電力変換器としての機能を有し、例えば、交流の商用電源である外部電力２から直流電流で充電及び放電するリチウムイオン電池であるバッテリ２６に充電するために、外部電力２からの供給電力を直流に変換する。したがって、この充電器４２の機能を充電コネクタ３に設け、充電器４２を廃止してもよい。
　上述したように、ＤＰＦ３４は、ＰＭ燃焼除去温度以上（例えば、６００℃以上）に上昇するまではＰＭを殆ど燃焼させることができずに捕集したままとなる。ＤＰＦ３４がＰＭ燃焼除去温度に到達するには、例えば、１０分程度の連続走行が必要となる。
　一方、バッテリ２６に対する充電は、使用する前に事前に完了させておくのが望ましいが、実際には使用する直前に行うことが多い。特に、トラック等の商業車（営業車）にあっては、使用率が高い。このため、車両１を停止（ＡＣＣをＯＦＦ）させた状態において、例えば、営業（走行）していない時間帯に充電を行い、翌営業開始の際には充電を止め、直後に車両１を始動（ＡＣＣをＯＮ）して、走行を開始することが多い。したがって、充電が完了したか否かにかかわらず、車両１を走行させなければならない。
　そこで、アイドリング等によってＤＰＦ３４の昇温を完了させる時間的な確保も困難な状況に鑑み、充電中にＤＰＦ３４よりも上流側及び下流側において温度を強制的に上昇させることによってＰＭ燃焼除去温度に達する時間の短縮化を図るようにした。
　具体的には、各ヒータ部４３，４４を電気式のヒータにより構成し、ＤＰＦ３４よりも上流側及び下流側に配置した加熱システムを採用した。なお、各ヒータ部４３，４４は、他の方式による加熱装置、或いは、蓄熱式の蓄熱装置又は蓄熱材であってもよい。したがって、外部充電機構４０は、排気処理部３０の中途部に配置した排気浄化部として、ＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６を対象に各ヒータ部４３，４４で加熱するものである。
　第１ヒータ部４３は、ＤＯＣ３３の外周部分に配置してＤＯＣ３３を加熱する。したがって、ＤＯＣ３３の浄化性能を発揮することができる。第１ヒータ部４３は、車両停車時に充電コネクタ３が充電ポート４１に差し込まれたときに、バッテリ２６を介して発熱する。第１ヒータ部４３は、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、ＥＣＵ５０によって制御される。第１ヒータ部４３は、電気式のヒータである。
　第１排気温度センサ３７が測定した排気温度が２００℃以下になる場合に、ＥＣＵ５０が第１ヒータ部４３を作動させ、第１排気温度センサ３７が測定した排気温度が２００℃超である場合には、ＥＣＵ５０が第１ヒータ部４３を作動させないように制御する。したがって排気温度が２００℃超である場合に、第１ヒータ部４３が加熱を行って無駄に電力を消費することを防ぐことができる。このような状況に鑑みて、温度検出部の一つとしての第１排気温度センサ３７における所定温度を２００℃と設定するが、設定温度は限定されない。
　第２ヒータ部４４は、ＳＣＲ３６の外周部分に設けられ、ＳＣＲ３６を加熱する。したがってＳＣＲ３６の浄化性能を発揮することができる。第２ヒータ部４４は、車両停車時に充電コネクタ３が充電ポート４１に差し込まれたときに、バッテリ２６を介して発熱する。第２ヒータ部４４は、ＥＣＵ５０と電気的に接続され、ＥＣＵ５０によって制御される。第２ヒータ部４４は、電気式のヒータである。
　第２排気温度センサ３８が測定した排気温度が２００℃以下である場合に、ＥＣＵ５０が第２ヒータ部４４を作動させ、第２排気温度センサ３８が測定した排気温度が２００℃超である場合には、ＥＣＵ５０が第２ヒータ部４４を作動させないように制御する。したがって排気温度が２００℃超である場合に、第２ヒータ部４４が加熱を行って無駄に電力を消費することを防ぐことができる。このような状況に鑑みて、温度検出部の一つとしての第２排気温度センサ３８における所定温度を２００℃と設定するが、設定温度は限定されない。
　ＥＣＵ５０は、車両１の各種制御を行うものであり、公知のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力ポート、出力ポート等を備えている。ＥＣＵ５０は、ＰＴＯクラッチ２３、モータジェネレータ２４、インバータ２５、尿素水添加ノズル３５、第１排気温度センサ３７、第２排気温度センサ３８、第１ヒータ部４３、第２ヒータ部４４と電気的に接続されている。
　ＥＣＵ５０は、充電器４２に変えて（又は併用して）バッテリ２６の蓄電量と、イグニッションスイッチ（ＡＣＣ）のオン・オフと、を監視する。
　このような構成において、車両１は、液体燃料の燃焼を利用したエンジンＤＥと、充電可能なバッテリ２６から供給した電力を利用した動力取出機構２０と、エンジンＤＥと連通して液体燃料の燃焼に伴って発生する排出ガスを排気する排気処理部３０と、排気処理部３０の中途部に配置して排出ガスに含まれる不純物を除去するＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６と、バッテリ２６と電気的に接続して外部電力２を充電する外部充電機構４０と、を備え、外部充電機構４０は、各動力部ＤＥ，２０が停止している状態で外部電力２をバッテリ２６に充電している際に、バッテリ２６に蓄電した電力によりＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６を加熱する第１ヒータ部４３及び第２ヒータ部４４を備える。
　次に、ＥＣＵ５０によって各ヒータ部４３，４４による加熱を制御する場合の例を図２のフロー図に基づいて説明する。
　（ステップＳ１）
　ステップＳ１において、ＥＣＵ５０は、ＡＣＣスイッチがＯＦＦ状態にあるときの、各センサ３７，３８からの検出温度に加え、例えば、ＡＣＣスイッチがＯＦＦされてからの経過時間、外気温センサからの周辺環境温度等を取得する。これにより、ＥＣＵ５０は、ＤＯＣ３３の出口付近の温度及びＳＣＲの入口付近の温度が触媒活性温度以下であるか否かを推定する。すなわち、ＥＣＵ５０は、車両１が走行を完了した直後など、ＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６が触媒活性温度付近にあるにも拘らず、加熱を実行する必要がないため、事前にこれらの経過時間や温度等に基づいて触媒活性温度以下であるか否かを推定する。また、アイドリング規制などによってこまめにＡＣＣをＯＦＦする可能性があるため、そのたびに充電の有無等を検出する必要もないため、事前にこれらの経過時間や温度等に基づいて触媒活性温度以下であるか否かを推定する。したがって、このルーチンはＥＣＵ５０の簡素化を考慮して、実行しなくてもよい。ＥＣＵ５０は、各センサ３７，３８からの検出温度等に基づいて触媒活性温度以下であると推定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ２へと移行する。ＥＣＵ５０は、各センサ３７，３８からの検出温度が触媒活性温度以下であると推定しなかった場合（Ｎｏ）には、継続してこのルーチンを監視する。
　（ステップＳ２）
　ステップＳ２において、ＥＣＵ５０は、外部充電機構４０によりバッテリ２６に外部電力の充電を行っているか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、外部電力の充電を行っていると判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ３へと移行する。ＥＣＵ５０は、外部電力の充電を行っていると判定しなかった場合（Ｎｏ）には、引き続きこのルーチンを監視する。
　（ステップＳ３）
　ステップＳ３において、ＥＣＵ５０は、バッテリ２６の蓄電量（ＳＯＣ）が所定値以上であるか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、バッテリ２６の蓄電量が所定値以上である場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ４へと移行する。ＥＣＵ５０は、バッテリ２６の蓄電量が所定値以上であると判定しなかった場合（Ｎｏ）には、外部充電を優先するためにステップＳ２へとループする。なお、バッテリ２６の蓄電量に対する所定値は、所謂フル充電を１００％としたときに、残りの蓄電量によってバッテリ２６を用いた走行のおよその走行距離など、バッテリ２６そのものの蓄電量の他、走行可能距離等に換算してもよい。また、バッテリ２６の蓄電量やおよその駆動可能時間等は公知のバッテリ監視技術を用いることができる。
　（ステップＳ４）
　ステップＳ４において、ＥＣＵ５０は、バッテリ２６からの電力供給により各ヒータ部４３，４４をＯＮにしてステップＳ５へと移行する。
　（ステップＳ５）
　ステップＳ５において、ＥＣＵ５０は、外部充電が継続しているか否かを判定する。ＥＣＵ５０は、外部充電が継続していると判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ６へと移行する。ＥＣＵ５０は、外部充電が継続していると判定しなかった場合（Ｎｏ）、すなわち、充電コネクタ３が充電ポート４１から抜かれ、車両１が走行を開始した場合には、ステップＳ７へとスキップする。
　（ステップＳ６）
　ステップＳ６において、ＥＣＵ５０は、各ヒータ部４３，４４によるＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６の加熱によって各センサ３７，３８からの温度が所定温度以上に達したか否かを監視する。ＥＣＵ５０は、所定温度に達したと判定した場合（Ｙｅｓ）には、ステップＳ７へと移行する。ＥＣＵ５０は、所定温度に達したと判定しなかった場合（Ｎｏ）には、ステップＳ４へとループして充電完了又は充電中止を判定するまでこのルーチンを継続する。この際、ＥＣＵ５０のループをステップＳ３へとループしてもよい。すなわち、何らかの理由（例えば、バッテリ２６の劣化）によって、バッテリ２６の充電よりも消費（ヒータ加熱）の方が大きい場合、バッテリ２６の蓄電量が減る環境となっていることから、このような場合には充電を優先する。
　（ステップＳ７）
　ステップＳ７において、ＥＣＵ５０は、各ヒータ部４３，４４への電力供給を停止してこのルーチンを終了する。この際、バッテリ２６がフル充電に達するまで時間を要する場合が想定されるため、この一連のルーチンは割り込みを含め、ステップＳ１～ステップＳ３の何れのルーチンにループ（リターン）する。
　ところで、図２のフローでは、ＥＣＵ５０は、各動力部ＤＥ，２０が停止している状態で外部電力２をバッテリ２６に充電している際に、各ヒータ部４３，４４によりＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６を加熱する場合で説明した。しかしながら、ＥＣＵ５０は、加熱の停止等においても各種制御が可能である。
　例えば、外部充電機構４０は、ＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６の温度を監視する各センサ３７，３８からの温度が所定温度以上に達したときには各ヒータ部４３，４４による加熱を停止してもよい。これにより、余分な加熱やバッテリ２６の蓄電量を無駄に消費する必要がなくなる。
　また、ＥＣＵ５０は、ユーザによりバッテリ２６への外部電力の充電が停止されたときには、これを検出するようになっている。この後、ＥＣＵ５０は、各動力部ＤＥ，２０の駆動開始を検出したときに、各センサ３７，３８からの温度が所定温度以上に達していない場合には、バッテリ２６から電力を供給して各ヒータ部４３，４４による加熱を継続するのが好ましい。これにより、より迅速な昇温を確保することができる。
　また、ＥＣＵ５０は、エンジンＤＥによる駆動開始から暖機完了状態を検出したときには、バッテリ２６から各ヒータ部４３，４４への電力供給を停止してもよい。これにより、ＥＣＵ５０によるエンジン全般の制御の簡素化に貢献することができる。
　また、ＥＣＵ５０は、各動力部ＤＥ，２０が停止し、バッテリ２６に外部電力の充電を行っていないときに、各センサ３７，３８からの温度が所定温度以下であり、かつ、バッテリ２６の蓄電量が所定値以上である場合には、予備加熱を行ってもよい。
　予備加熱は、各ヒータ部４３，４４によってＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６を加熱する際、所定温度よりも低く設定した予熱温度（例えば、１００℃～１５０°の範囲の任意の温度）となるように各ヒータ部４３，４４への電力供給を制御するものである。これにり、バッテリ２６の蓄電量に余裕がある場合における寒冷地等において、事前に加熱を行うことができる。
　なお、外部充電機構４０は、バッテリ２６の蓄電量が所定値以下となったときには、予備加熱を停止してもよい。バッテリの蓄電量がなくなってしまうことを抑制するためである。
　なお、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
　例えば、各ヒータ部４３，４４は、車両停車時に充電コネクタ３が充電ポート４１に差し込まれたときに、バッテリ２６から電力供給を受けて発熱する構成を開示したが、図３に示すように、充電ポート４１から直接電力供給を受けてもよい。
　また、エンジンＤＥは、ディーゼルエンジンに限定されず、ガソリンエンジン等の他の内燃機関にも広く適用することが可能である。
　さらに、第１ヒータ部４３及び第２ヒータ部４４は、第１排気温度センサ３７及び第２排気温度センサ３８が検出する所定温度に応じて、何れか一方を独立してＯＮ／ＯＦＦ制御することができる。この場合、例えば、加熱対象であるＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６に用いた材料（例えば、厚さ・大きさ、熱伝導特性など）や触媒活性温度に応じて設定・変更することができる。
　例えば、上記実施の形態では、バッテリ２６を充電している際に、第１ヒータ部４３及び第２ヒータ部４４は、ある程度の浄化率を確保することができる触媒活性温度（例えば、２００℃）にまでＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６を加熱する場合を例示した。これにより、バッテリ２６に対する充電効率を大幅に低減させることなく、走行前にＤＯＣ３３及びＳＣＲ３６を速やかに触媒活性温度にまで昇温させることができる。しかしながら、この所定温度は、より高い浄化率となる触媒活性温度（例えば、３００℃）に設定してもよい。
　本開示のプラグインハイブリッド車両は、バッテリ充電時にヒータ部による加熱を行うことで触媒活性温度への昇温時間を短縮させ、よって、燃費性能の向上を図るという効果を有し、排気浄化部を備えたプラグインハイブリッド車両全般に適用可能である。
　本出願は、2017年4月19日付で出願された日本国特許出願（特願2017-082607）に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。
　本開示によれば、バッテリ充電時にヒータ部による加熱を行うことで触媒活性温度への昇温時間を短縮させ、燃費性能の向上を図ることができる。
　　１　プラグインハイブリッド車両
　　２　外部電力（商用電源）
　　３　充電コネクタ
　ＤＥ　エンジン
　２０　動力取出機構（ＰＴＯ）
　２４　モータジェネレータ
　２６　バッテリ
　３０　排気処理部
　３３　酸化触媒（ＤＯＣ）
　３４　ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）
　３６　選択的還元触媒（ＳＣＲ）
　３７　第１排気温度センサ
　３８　第２排気温度センサ
　４０　外部充電機構
　４３　第１ヒータ部
　４４　第２ヒータ部
　５０　ＥＣＵ

Claims (6)

  1. 　液体燃料の燃焼を利用する燃料動力部と、
    　充電可能なバッテリから供給した電力を利用する電気動力部と、
    　前記燃料動力部と連通して前記液体燃料の燃焼に伴って発生する排出ガスを排気する排気部と、
    　前記排気部の中途部に配置して排出ガスに含まれる不純物を除去する排気浄化部と、
    　前記バッテリと電気的に接続して外部電力を充電する充電部と、を備え、
    　前記充電部は、
    　前記燃料動力部と前記電気動力部が停止している状態で外部電力を前記バッテリに充電している際に、前記バッテリに蓄電した電力又は外部電力により前記排気浄化部を加熱するヒータ部を備える、
    プラグインハイブリッド車両。
  2. 　前記充電部は、
    　前記排気浄化部の温度を監視する温度検出部からの温度が所定温度以上に達したときには前記ヒータ部による加熱を停止する、請求項１に記載のプラグインハイブリッド車両。
  3. 　前記充電部は、
    　前記バッテリへの外部電力の充電が停止され、前記燃料動力部と前記電気動力部が停止している状態から駆動を開始した状態となったときに、前記排気浄化部の温度を監視する温度検出部からの温度が所定温度以上に達していない場合には、前記バッテリから電力を供給して前記ヒータ部による加熱を継続する、請求項１又は請求項２に記載のプラグインハイブリッド車両。
  4. 　前記充電部は、
    　前記燃料動力部による駆動開始からの暖機状態を監視する暖機監視部が暖機完了状態を検出したときには、前記バッテリから前記ヒータ部への電力供給を停止する、請求項３に記載のプラグインハイブリッド車両。
  5. 　前記充電部は、
    　前記燃料動力部と前記電気動力部が停止し、かつ、前記バッテリに外部電力の充電を行っていないときに、前記排気浄化部の温度を監視する温度検出部からの温度が所定温度以下であり、かつ、前記バッテリの蓄電量が所定値以上である場合には、前記バッテリから前記ヒータ部に電力を供給して前記排気浄化部を予備加熱する、請求項１に記載のプラグインハイブリッド車両。
  6. 　前記充電部は、
    　前記バッテリの蓄電量が所定値以下となったときには、前記予備加熱を停止する、請求項５に記載のプラグインハイブリッド車両。
PCT/JP2018/015808 2017-04-19 2018-04-17 プラグインハイブリッド車両 WO2018194046A1 (ja)

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