JP6375680B2 - ハイブリッドシステム、ハイブリッドシステム車両、及び、ハイブリッドシステムのｅｇｒ方法 - Google Patents

ハイブリッドシステム、ハイブリッドシステム車両、及び、ハイブリッドシステムのｅｇｒ方法 Download PDF

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Description

本発明は、内燃機関の排気ガスに含有されるＮＯｘ量をより効率よく低減することができるとともに、過給システムのコンプレッサの耐久性を向上させることができるハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及び、ハイブリッドシステムのＥＧＲ方法に関する。
一般に、ディーゼルエンジンを搭載した車両では、エンジンの燃焼効率を向上させるために、エンジンの排気エネルギーを利用して排気通路の排気タービンを回転させ、この回転力で排気タービンに接続する吸気通路の吸気コンプレッサを稼動させて吸気を圧縮し、エンジンの各気筒内への吸気量を増量させる過給システムが備えられている。また、近年では、この過給システムを複数備えた多段過給システムも実用化されており、特に、低圧段過給システムと高圧段過給システムを備えた２段過給システムが使用されている。
また、エンジンより排出される排気ガス中のＮＯｘ量を低減するために、排気ガスの一部を吸気通路に還流して吸気の酸素濃度を低下させることで、エンジンの気筒内（シリンダ内）の燃焼温度を抑制し、ＮＯｘ発生量を低減させるＥＧＲシステムも備えられている。
近年では、よりＮＯｘを低減させるため，高圧ＥＧＲシステムと低圧ＥＧＲシステムの２つのＥＧＲシステムを備えている。この高圧ＥＧＲシステムでは、高圧ＥＧＲガスとして過給システムのタービンより上流側の排気通路を通過する比較的高温の排気ガスの一部を高圧ＥＧＲ通路の高圧ＥＧＲクーラーにより冷却してから吸気通路に還流させている。また、低圧ＥＧＲシステムでは、低圧ＥＧＲガスとして過給システムのタービンより下流側の排気通路を通過する比較的低温の排気ガスの一部を低圧ＥＧＲ通路の低圧ＥＧＲクーラーにより冷却してから吸気通路に還流させている。
この低圧ＥＧＲガスは、過給システムのコンプレッサで過給されてから気筒内に入るが、排気ガスの一部であるため、低圧ＥＧＲクーラーに入る温度は大気の温度に比べれば高い温度（例えば１００℃〜５００℃程度）となっており、このまま、低圧ＥＧＲガスが吸気と混合した混合ガスをコンプレッサで過給のために圧縮すると温度が高くなり、コンプレッサの中を高い温度の混合気が通過するために、ＥＧＲ量が減少し十分にＮＯｘを低減できない、また、コンプレッサの熱負荷が大きくなり、その耐久性が低下するという問題がある。
そのため、この低圧ＥＧＲシステムでは、排気通路と吸気通路を連結する低圧ＥＧＲ通路に低圧ＥＧＲクーラーを設けて、低圧ＥＧＲガスを冷却してから吸気通路に供給している。例えば、ターボチャージャのタービン下流の排気の一部を低圧ＥＧＲガスとしてターボチャージャのコンプレッサ上流の吸気通路へ還流させる低圧ＥＧＲ通路と、低圧ＥＧＲガスの流量を調節する手段と、低圧ＥＧＲガスとエンジン用の冷却水との間で熱交換させる低圧ＥＧＲクーラーと、低圧ＥＧＲクーラーを流れる冷却水の流量を調節する手段と、排気通路に配置された排気浄化触媒と、排気浄化触媒の温度を上昇させる手段と、を備え、内燃機関の冷間始動時において、排気浄化触媒の温度を上昇させ、排気浄化触媒が活性温度以上の場合に、低圧ＥＧＲガスの流量を増大させ且つ低圧ＥＧＲクーラーを流れる冷却水の流量を増大させる内燃機関の制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この低圧ＥＧＲクーラーでは、冷却媒体として、エンジンを冷却するためのエンジン用の冷却水を用いているが、熱交換で熱を受け取る側のエンジン用の冷却水の温度は約８０℃と比較的高い温度であり、一方の熱交換で熱を出して冷却される側の低圧ＥＧＲガスも排気浄化装置を通過しているため低い温度になっているので、低圧ＥＧＲクーラーにおける低圧ＥＧＲガスの冷却効率が悪いという問題がある。
特開２０１１−２２０１７１号公報
そこで、本発明者等は、内燃機関と電動発電機を備えたハイブリッドシステムを搭載したハイブリッド車両においては、電動発電機、インバーター、バッテリー等の電気機器を冷却する必要があり、エンジン用の冷却水の冷却水通路とは、独立した電動発電機用の冷却水通路を設けている。この電気機器の冷却に用いられる電動発電機用の冷却水の温度は５０℃程度と、エンジン用の冷却水の約８０℃の温度と比較すると低い温度になっているので、ハイブリッドシステムのエンジンに過給システムと低圧ＥＧＲシステムを備えたハイブリッド車両では、低圧ＥＧＲクーラーの冷却媒体として、従来技術のエンジン用の冷却水ではなく、電気機器用の冷却水を使用することで、低圧ＥＧＲクーラーの冷却性能を向上させ、低圧ＥＧＲガスの冷却効率を向上させることができるとの知見を得た。
本発明は、上記のことを鑑みてなされたものであり、その目的は、ハイブリッドシステムの内燃機関に過給システムと低圧ＥＧＲシステムを備えたハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及び、ハイブリッドシステムのＥＧＲ方法において、十分なＥＧＲ量を確保できて気筒内で発生するＮＯｘ量を低減できるとともに、コンプレッサの熱負荷を低減して耐久性を向上できるハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及び、ハイブリッドシステムのＥＧＲ方法を提供することである。
上記の目的を達成するための本発明のハイブリッドシステムは、電動発電機と、過給システムと低圧ＥＧＲシステムを有する内燃機関を備えたハイブリッドシステムにおいて、前記過給システムのタービンより下流側の排気通路と、前記過給システムのコンプレッサより上流側の吸気通路を接続する低圧ＥＧＲ通路に、低圧ＥＧＲクーラーを設けると共に、該低圧ＥＧＲクーラーでは、前記電動発電機を冷却する冷却水で低圧ＥＧＲガスを冷却するように構成し、さらに、前記低圧ＥＧＲクーラーに供給する冷却水の流量を調整する冷却水量調整装置と、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する低圧ＥＧＲガスの温度を検出する排気ガス温度検出装置と、前記冷却水量調整装置を制御する制御装置を備え、該制御装置を、低圧ＥＧＲを停止しているとき、若しくは、前記排気ガス温度検出装置の検出温度が予め設定した第１設定温度以下であるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量をゼロよりも大きい値に予め設定した最低流量にすると共に、前記検出温度が前記第１設定温度を超えるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量を前記検出温度に応じて変化する予め設定した設定量にするように前記冷却水量調整装置を制御するように構成する。
この構成によれば、従来技術で低圧ＥＧＲクーラーで冷却水として用いていた、約８０℃程度の比較的高温のエンジン用の冷却水に対して、５０℃程度の低温の電動発電機用の冷却水を低圧ＥＧＲクーラーの冷却媒体として用いることで、低圧ＥＧＲクーラーの冷却効率及び冷却性能を向上させることができるので、低圧ＥＧＲガスの体積を低減でき、吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガス量を増量させて、気筒で発生するＮＯｘ量を低減できると共に、低圧ＥＧＲガスの温度を低下させて、下流側のコンプレッサの熱負荷を低減して耐久性を向上させることができる。
また、上記のハイブリッドシステムにおいて、前記低圧ＥＧＲ通路を前記排気通路に配置された排気ガス浄化装置よりも下流側の排気通路から分岐して構成すると、低圧ＥＧＲガスは、排気ガス中の未燃炭化水素（ＨＣ、黒煙）等が排気ガス浄化装置により除去されてから、低圧ＥＧＲクーラーを経由して吸気通路に還流されるので、低圧ＥＧＲクーラー、コンプレッサ、吸気通路への未燃炭化水素の堆積量を低減することができ、これらの機器の性能を良好な状態のまま維持することができる。
また、この構成によれば、排気ガスの温度に従って、低圧ＥＧＲクーラーへの冷却水の流量を変化させていくことで、低圧ＥＧＲクーラーの冷却量をエンジンの運転状態に応じて最適化することができる。
そして、上記の目的を達成するための本発明のハイブリッド車両は、上記のハイブリッドシステムを備えて構成され、上記のハイブリッドシステムと同様の効果を奏することができる。
そして、上記の目的を達成するための本発明のハイブリッドシステムのＥＧＲ方法は、電動発電機と、過給システムと低圧ＥＧＲシステムを有する内燃機関を備えたハイブリッドシステムのＥＧＲ方法において、前記過給システムのタービンより下流側の排気通路と、前記過給システムのコンプレッサより上流側の吸気通路を接続する低圧ＥＧＲ通路に設けた低圧ＥＧＲクーラーで、前記電動発電機を冷却する冷却水で低圧ＥＧＲガスを冷却し、さらに、低圧ＥＧＲを停止しているとき、若しくは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する低圧ＥＧＲガスの温度が予め設定した第１設定温度以下であるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量をゼロよりも大きい値に予め設定した最低流量にすると共に、前記低圧ＥＧＲガスの温度が前記第１設定温度を超えるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量を前記検出温度に応じて変化する予め設定した設定量にすることを特徴とする方法である。この方法によれば、上記のハイブリッドシステム及びハイブリッド車両と同様な効果を奏することができる。
本発明のハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及び、ハイブリッドシステムのＥＧＲ方法によれば、約８０℃程度の比較的高い温度のエンジン用の冷却水を用いることなく、５０℃程度の比較的低い温度の電動発電機用の冷却水を低圧ＥＧＲクーラーの冷却媒体として用いることで、低圧ＥＧＲガスの冷却効率及び冷却性能を向上させることができるので、低圧ＥＧＲガスの体積を低減でき、吸気通路に還流する低圧ＥＧＲガス量を増量させて、気筒内で発生するＮＯｘ量を低減することができると共に、低圧ＥＧＲガスの温度を低下させて、コンプレッサの熱負荷を低減して耐久性を向上させることができる
本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステムの構成の一例を示す図である。
以下、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステム、ハイブリッド車両、及び、ハイブリッドシステムのＥＧＲ方法について、図面を参照しながら説明する。なお、ここでは、過給システムを二段過給システムの構成で説明するが、本発明では、必ずしも二段過給システムである必要はなく、単段の過給システムでも多段の過給システムでもよく、過給システムを有していればよい。
図１に示すように、本発明の実施の形態のハイブリッドシステム１は、エンジン（内燃機関）１０と電動発電機３０を備えて構成され、また、本発明の実施の形態のハイブリッド車両（図示しない）は、ハイブリッドシステム１のエンジン１０の動力と電動発電機３０の動力を車輪（図示しない）に伝達することで走行する車両である。
また、このエンジン１０は、エンジン本体１１と吸気通路１２と排気通路１３と高圧ＥＧＲ通路１４と低圧ＥＧＲ通路１５を備えている。この吸気通路１２には、上流側より順に、エアクリーナ１６、低圧段過給システム４の低圧段ターボチャージャ１７の低圧段コンプレッサ１７ｂ、ターボ間冷却装置１８、高圧段過給システム３の高圧段ターボチャージャ１９の高圧段コンプレッサ１９ｂ、インタークーラー２０、吸気絞り弁２１等が設けられる。また、排気通路１３には、上流側より順に、高圧段過給システム３の高圧段ターボチャージャ１９の高圧段タービン１９ａ、低圧段過給システム４の低圧段ターボチャージャ１７の低圧段タービン１７ａ、排気ガス浄化装置２２、排気絞り弁２３等が設けられる。
この高圧段過給システム３は、高圧段タービン１９ａと高圧段コンプレッサ１９ｂを備える高圧段ターボチャージャ１９で構成される過給システムであり、エンジン本体１１の排気ガスＧａのエネルギーを利用して高圧段タービン１９ａを回転させ、この回転力で高圧段タービン１９ａに接続する高圧段コンプレッサ１９ｂを稼動させて吸気Ａ＋Ｇｅｌを圧縮し、エンジン本体１１の各気筒内への吸気量を増量させるシステムである。
同様に、低圧段過給システム４は、低圧段タービン１７ａと低圧段コンプレッサ１７ｂを備える低圧段ターボチャージャ１７で構成される過給システムであり、エンジン本体１１の排気ガスＧａのエネルギーを利用して低圧段タービン１７ａを回転させ、この回転力で低圧段タービン１７ａに接続する低圧段コンプレッサ１７ｂを稼動させて吸気Ａ＋Ｇｅｌを圧縮し、エンジン本体１１の各気筒内への吸気量を増量させるシステムである。
なお、図１に示すように、この高圧段過給システム３の高圧段タービン１９ａの上流側の排気通路１３から分岐し、高圧段タービン１９ａの下流側の排気通路１３に合流する高圧段タービン用バイパス通路１９ｃを設け、この高圧段タービン用バイパス通路１９ｃに高圧段タービン用開閉バルブ１９ｅを設ける。同様に、高圧段コンプレッサ１９ｂの上流側の吸気通路１２より分岐し、高圧段コンプレッサ１９ｂの下流側の吸気通路１２に合流する高圧段コンプレッサ用バイパス通路１９ｄを設け、この高圧段コンプレッサ用バイパス通路１９ｄに高圧段コンプレッサ用開閉バルブ１９ｆを設ける。
エンジン１０への要求トルクが大きく、高圧段過給システム３及び低圧段過給システム４の両方で吸気Ａ＋Ｇｅｌを過給するときは、この開閉バルブ１９ｅ、１９ｆを両方とも閉状態にして、排気ガスＧａ及び吸気Ａ＋Ｇｅｌが高圧段タービン１９ａ及び高圧段コンプレッサ１９ｂを通過するようにして、高圧段過給システム３による吸気Ａ＋Ｇｅｌの過給を行う。
一方、エンジン１０への要求トルクが小さく、低圧段過給システム４のみで吸気Ａ＋Ｇｅｌを十分過給できるときは、開閉バルブ１９ｅを開状態にして、排気ガスＧａがバイパス通路１９ｃを通過するようにして、高圧段過給システム３による吸気Ａ＋Ｇｅｌの過給が行われないようにするとともに、開閉バルブ１９ｆを開状態にして、吸気Ａ＋Ｇｅｌがバイパス通路１９ｄを通過するようにして、高圧段コンプレッサ１９ｂが吸気Ａ＋Ｇｅｌの抵抗とならないようにする。
また、高圧ＥＧＲシステム５は、高圧ＥＧＲ通路１４と高圧ＥＧＲクーラー２４と高圧ＥＧＲバルブ２５で構成されるＥＧＲシステムであり、この高圧ＥＧＲ通路１４は、高圧段タービン１９ａより上流側の排気通路１３と高圧段コンプレッサ１９ｂより下流側の吸気通路１２を接続していて、上流側より順に、高圧ＥＧＲクーラー２４と高圧ＥＧＲバルブ２５が設けられている。この高圧ＥＧＲバルブ２５で、吸気通路１２に還流する高圧ＥＧＲガスＧｅｈの流量を調整する。
そして、この高圧段タービン１９ａより上流側の排気通路１３を通過する高温の排気ガスＧの一部を高圧ＥＧＲガスＧｅｈとして高圧ＥＧＲ通路１４の高圧ＥＧＲクーラー２４により冷却してから吸気通路１２に還流して、吸気の酸素濃度を低下させることで、気筒内での燃焼温度を抑制し、ＮＯｘ発生量を低減する。
同様に、低圧ＥＧＲシステム６は、低圧ＥＧＲ通路１５と低圧ＥＧＲクーラー２６と低圧ＥＧＲバルブ２７で構成されるＥＧＲシステムであり、この低圧ＥＧＲ通路１５は、低圧段タービン１７ａより下流側の排気通路１３と低圧段コンプレッサ１７ｂより上流側の吸気通路１２を接続していて、上流側より順に、低圧ＥＧＲクーラー２６と低圧ＥＧＲバルブ２７が設けられている。この低圧ＥＧＲバルブ２７で、吸気通路１２に還流する低圧ＥＧＲガスＧｅｌの流量を調整する。
そして、低圧段タービン１７ａより下流側の排気通路１３を通過する低温の排気ガスＧａの一部を低圧ＥＧＲガスＧｅｌとして低圧ＥＧＲ通路１５の低圧ＥＧＲクーラー２６により冷却してから吸気通路１２に還流して、吸気の酸素濃度を低下させることで、エンジン本体１１での燃焼濃度を抑制し、ＮＯｘ発生量を低減する。
また、排気ガス温度センサ（排気ガス温度検出装置）３３を低圧段タービン１７ａより下流側でかつ低圧ＥＧＲ通路１５との接続点より上流側の排気通路１３に備える。この排気ガス温度センサ３３は、図１に示すように排気ガス浄化装置２２より上流側に設けてもよいし、排気ガス浄化装置２２より下流側に設けてもよい。
そして、大気から導入されエアクリーナ１６を経由した新気Ａが低圧ＥＧＲクーラー２６及び低圧ＥＧＲバルブ２７を経由して低圧ＥＧＲ通路１５より還流される低圧ＥＧＲガスＧｅｌと合流後、吸気Ａ＋Ｇｅｌとして、低圧段コンプレッサ１７ｂ、ターボ間冷却装置１８、高圧段コンプレッサ１９ｂ、インタークーラー２０、吸気絞り弁２１を経由し、さらに、この吸気Ａ＋Ｇｅｌが、高圧ＥＧＲクーラー２４及び高圧ＥＧＲバルブ２５を経由して高圧ＥＧＲ通路１４より還流される高圧ＥＧＲガスＧｅｈと合流後、吸気Ａ＋Ｇｅｌ＋Ｇｅｈとして、エンジン本体１１の各気筒内に送られる。
この気筒内では、吸気Ａ＋Ｇｅｌ＋Ｇｅｈは、燃料噴射装置（図示しない）より噴射された燃料と混合圧縮されて、燃料が着火及び燃焼する。この燃焼により発生した排気ガスＧは、排気通路１３に流出し、その一部が高圧ＥＧＲ通路１４に高圧ＥＧＲガスＧｅｈとして分岐され、残りの排気ガスＧａ（＝Ｇ−Ｇｅｈ）は高圧段タービン１９ａ及び低圧段タービン１７ａを経由して排気ガス浄化装置２２により浄化される。この浄化処理された排気ガスＧｃは、その一部が低圧ＥＧＲ通路１５に低圧ＥＧＲガスＧｅｌとして分岐され、残りの排気ガスＧｂ（＝Ｇｃ−Ｇｅｌ）は、排気絞り弁２３及びマフラー（図示しない）を経由して大気へ放出される。
そして、本発明においては、図１に示すように、低圧ＥＧＲクーラー２６において、電動発電機３０を冷却する冷却水で低圧ＥＧＲガスＧｅｌを冷却するように構成する。つまり、電動発電機３０を冷却する冷却水Ｗが循環する冷却水循環通路３１の電動発電機３０より下流側の分岐点Ｐ１から冷却水Ｗの一部である冷却水Ｗｂを分岐し、低圧ＥＧＲクーラー２６を経由してから、冷却水循環通路３１の合流点Ｐ２に合流するバイパス通路３２を設ける。また、分岐点Ｐ１に流量調整弁（冷却水量調整装置）３４を設け、バイパス通路３２を流れる冷却水Ｗｂの流量を調整できるように構成する。
これにより、従来技術において、低圧ＥＧＲクーラー２６で冷却水として用いていた、約８０℃程度の比較的高温のエンジン用の冷却水の替りに、５０℃程度の低温の電動発電機用の冷却水Ｗｂを低圧ＥＧＲクーラー２６の冷却媒体として用いることで、低圧ＥＧＲクーラー２６の冷却効率及び冷却性能を向上させることができる。
また、低圧段タービン１７ａより下流側でかつ低圧ＥＧＲ通路１５との接続点より上流側の排気通路１３に、排気ガス浄化装置２２を配設して構成する。つまり、低圧ＥＧＲ通路１５を排気通路１３に配置された排気ガス浄化装置２２よりも下流側の排気通路１３から分岐して構成する。
この排気ガス浄化装置２２は、排気ガスＧａに含有される窒素酸化物（ＮＯｘ）、未燃炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、微粒子物質（ＰＭ）等の浄化対象成分を除去する装置であり、酸化触媒装置（ＤＯＣ）や微粒子捕集装置（ＤＰＤ）や選択還元型触媒装置（ＳＣＲ）等で構成される。
この構成により、排気ガスＧａは、未燃炭化水素（ＨＣ、黒煙）等が排気ガス浄化装置２２により除去されてから、その一部である低圧ＥＧＲガスＧｅｌが低圧ＥＧＲクーラー２６を経由して吸気通路１２に還流されるので、低圧ＥＧＲクーラー２６、低圧段コンプレッサ１７ｂ、高圧段コンプレッサ１９ｂ、吸気通路１２への未燃炭化水素が付着及び堆積することを防止することができ、これらの機器の性能を良好な状態のまま維持することができる。
さらに、流量調整弁３４を制御する制御装置４１を設ける。この制御装置４１は、アクセル開度センサ（図示しない）等の各種センサの情報に基づいて、ハイブリッドシステム１の全般の制御を行う全体システム制御装置４０に組み込んでもよいし、独立して設けてもよい。
そして、この制御装置４１で、低圧ＥＧＲクーラー２６に流入する低圧ＥＧＲガスＧｅｌの温度を検出する排気ガス温度センサ（排気ガス温度検出装置）３３の検出値を入力して、低圧ＥＧＲクーラー２６に供給する冷却水Ｗｂの流量Ｖｗを調整する流量調整弁（冷却水量調整装置）３４を制御するように構成する。
つまり、この制御装置４１を、低圧ＥＧＲを停止しているとき、若しくは、排気ガス温度センサ３３の検出温度Ｔｍが予め設定した第１設定温度Ｔ１（例えば、５０℃〜２００℃の範囲内の温度）以下であるときは、低圧ＥＧＲクーラー２６に流入する冷却水Ｗｂの流量Ｖｗを予め設定した最低流量Ｖｍｉｎにすると共に、検出温度Ｔｍが第１設定温度Ｔ１を超えるときは、低圧ＥＧＲクーラー２６に流入する冷却水Ｗｂの流量Ｖｗを検出温度Ｔｍに応じて変化する予め設定した設定量Ｖ（Ｔｍ）にするように流量調整弁３４を制御するように構成する。なお、この第１設定温度Ｔ１と最低流量Ｖｍｉｎは、実験などにより予め設定し制御装置４１に記憶させておいたり、制御装置４１で算定できるようにしておいたりする。
これにより、エンジン１０が始動時や低負荷状態などで、低圧ＥＧＲクーラー２６に流入する低圧ＥＧＲガスＧｅｌの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１以下であるときは、低圧ＥＧＲガスＧｅｌの熱量も少ないので、冷却水Ｗｂの流量Ｖｗを最低流量Ｖｍｉｎにして、循環用駆動ポンプ（図示しない）の消費電力を抑制して省エネルギー化を図る。
なお、エンジン１０が低負荷運転などで排気ガス温度が低いときには、冷却を再開する場合の冷却の開始のタイミング等を考慮して、最低流量Ｖｍｉｎの冷却水Ｗｂを流しておき、冷却開始からある程度の冷却が可能なようにする。
また、エンジン１０が中負荷運転や高負荷運転で、低圧段タービン１７ａを通過後の排気ガスＧａの温度Ｔが第１設定温度Ｔ１を超えるときには、排気ガスＧａの温度Ｔに従って、例えば、第１設定温度Ｔ１と検出温度Ｔｍとの差が大きくなると冷却水Ｗｂの流量Ｖｗを多くする等して、冷却水Ｗｂの流量Ｖｗを変化させていく。
これらにより、冷却水Ｗの循環用駆動ポンプの消費電力を、エンジン１０の運転状態に応じて最適化することができ、省エネルギー化を図ることができる。
そして、本発明に係る実施の形態のハイブリッドシステムのＥＧＲ方法は、電動発電機３０と、過給システム（ここでは二段過給システム）３、４と低圧ＥＧＲシステム６を有するエンジン１０を備えたハイブリッドシステム１のＥＧＲ方法であり、過給システム３、４のタービン（ここでは、低圧段過給システム４の低圧段タービン１７ａ）より下流側の排気通路１３と、過給システム３、４のコンプレッサ（ここでは、低圧段過給システム４の低圧段コンプレッサ１７ｂ）より上流側の吸気通路１２を接続する低圧ＥＧＲ通路１５に設けた低圧ＥＧＲクーラー２６で、電動発電機３０を冷却する冷却水Ｗで低圧ＥＧＲガスＧｅｌを冷却することを特徴とする方法である。
上記の構成のハイブリッドシステム１、ハイブリッド車両、及び、ハイブリッドシステムのＥＧＲ方法によれば、約８０℃程度の比較的高い温度のエンジン用の冷却水を用いることなく、５０℃程度の比較的低い温度の電動発電機用の冷却水Ｗ（Ｗｂ）を低圧ＥＧＲクーラー２６の冷却媒体として用いることで、低圧ＥＧＲガスＧｌの冷却効率及び冷却性能を向上させることができるので、低圧ＥＧＲガスＧｅｌの体積を低減でき、吸気通路１２に還流する低圧ＥＧＲガス量を増量させて、気筒内で発生するＮＯｘ量を低減することができると共に、低圧ＥＧＲガスＧｅｌの温度を低下させて、低圧段コンプレッサ１７ｂと高圧段コンプレッサ１９ｂの熱負荷を低減して耐久性を向上させることができる
１ ハイブリッドシステム
３ 高圧段過給システム
４ 低圧段過給システム
５ 高圧ＥＧＲシステム
６ 低圧ＥＧＲシステム
１０ エンジン（内燃機関）
１１ エンジン本体
１２ 吸気通路
１３ 排気通路
１４ 高圧ＥＧＲ通路
１５ 低圧ＥＧＲ通路
１６ エアクリーナ
１７ 低圧段ターボチャージャ
１７ａ 低圧段タービン
１７ｂ 低圧段コンプレッサ
１８ ターボ間冷却装置
１９ 高圧段ターボチャージャ
１９ａ 高圧段タービン
１９ｂ 高圧段コンプレッサ
１９ｃ 高圧段タービン用バイパス通路
１９ｄ 高圧段コンプレッサ用バイパス通路
１９ｅ 高圧段タービン用開閉バルブ
１９ｆ 高圧段コンプレッサ用開閉バルブ
２０ インタークーラー
２１ 吸気絞り弁
２２ 排気ガス浄化装置
２３ 排気絞り弁
２４ 高圧ＥＧＲクーラー
２５ 高圧ＥＧＲバルブ
２６ 低圧ＥＧＲクーラー
２７ 低圧ＥＧＲバルブ
３０ 電動発電機
３１ 冷却水循環通路
３２ バイパス通路
３３ 排気ガス温度センサ（排気ガス温度検出装置）
３４ 流量調整弁（冷却水量調整装置）
４０ 全体システム制御装置
４１ 制御装置
Ａ 新気
Ｇ 気筒から出た排気ガス、
Ｇａ 高圧段タービン通過後の排気ガス
Ｇｂ 大気中に排出される排気ガス
Ｇｃ 浄化処理された排気ガス
Ｇｅｈ 高圧ＥＧＲガス
Ｇｅｌ 低圧ＥＧＲガス
Ｐ１ 分岐点
Ｐ２ 合流点
Ｔ 排気ガスの温度
Ｔｍ 排気ガス温度センサの検出温度
Ｔ１ 第１設定温度
Ｖｗ 冷却水の流量
Ｖｍｉｎ 最低流量
Ｗ 冷却水
Ｗｂ バイパス通路を通過する冷却水

Claims (4)

  1. 電動発電機と、過給システムと低圧ＥＧＲシステムを有する内燃機関を備えたハイブリッドシステムにおいて、
    前記過給システムのタービンより下流側の排気通路と、前記過給システムのコンプレッサより上流側の吸気通路を接続する低圧ＥＧＲ通路に、低圧ＥＧＲクーラーを設けると共に、
    該低圧ＥＧＲクーラーでは、前記電動発電機を冷却する冷却水で低圧ＥＧＲガスを冷却するように構成し、
    さらに、前記低圧ＥＧＲクーラーに供給する冷却水の流量を調整する冷却水量調整装置と、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する低圧ＥＧＲガスの温度を検出する排気ガス温度検出装置と、前記冷却水量調整装置を制御する制御装置を備え、該制御装置を、低圧ＥＧＲを停止しているとき、若しくは、前記排気ガス温度検出装置の検出温度が予め設定した第１設定温度以下であるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量をゼロよりも大きい値に予め設定した最低流量にすると共に、前記検出温度が前記第１設定温度を超えるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量を前記検出温度に応じて変化する予め設定した設定量にするように前記冷却水量調整装置を制御するように構成したことを特徴とするハイブリッドシステム。
  2. 前記低圧ＥＧＲ通路を前記排気通路に配置された排気ガス浄化装置よりも下流側の排気通路から分岐したことを特徴とする請求項１に記載のハイブリッドシステム。
  3. 請求項１又は２に記載のハイブリッドシステムを備えたことを特徴とするハイブリッド車両。
  4. 電動発電機と、過給システムと低圧ＥＧＲシステムを有する内燃機関を備えたハイブリッドシステムのＥＧＲ方法において、
    前記過給システムのタービンより下流側の排気通路と、前記過給システムのコンプレッサより上流側の吸気通路を接続する低圧ＥＧＲ通路に設けた低圧ＥＧＲクーラーで、前記電動発電機を冷却する冷却水で低圧ＥＧＲガスを冷却し、
    さらに、低圧ＥＧＲを停止しているとき、若しくは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する低圧ＥＧＲガスの温度が予め設定した第１設定温度以下であるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量をゼロよりも大きい値に予め設定した最低流量にすると共に、前記低圧ＥＧＲガスの温度が前記第１設定温度を超えるときは、前記低圧ＥＧＲクーラーに流入する冷却水の流量を前記検出温度に応じて変化する予め設定した設定量にすることを特徴とするハイブリッドシステムのＥＧＲ方法。
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