DE112016005678T5

DE112016005678T5 - Ozonversorgungssteuervorrichtung und Ozonversorgungsvorrichtung.

Info

Publication number: DE112016005678T5
Application number: DE112016005678.8T
Authority: DE
Inventors: Hayato Okuda; Shigeto Yahata; Yoshihiko Matsui
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2015-12-11
Filing date: 2016-11-21
Publication date: 2018-09-13
Also published as: JP2017106420A; WO2017098906A1; JP6394581B2

Abstract

Eine Ozonversorgungsvorrichtung (30) umfasst Folgendes: einen Ozonkanal (31), der mit dem Abgaskanal (16) verbunden ist, eine Ozonerzeugungseinheit (32), die Ozon erzeugt, eine Luftpumpe (33), die die Ozonerzeugungseinheit (32) mit Luft versorgt, und ein Abgasabschaltventil (34), das den Abgasrückstrom in dem Ozonkanal (31) blockiert. In dieser Ozonversorgungsvorrichtung (30) ist eine Infiltrationseinfangeinheit (37), die in dem Abgas enthaltene Partikel (PM) sammelt, in dem Ozonkanal (31) angeordnet. Eine ECU (40) ändert eine Konzentration des von der Ozonerzeugungseinheit (32) erzeugten Ozons zwischen einer Regenerierungskonzentration zum Regenerieren der Infiltrationseinfangeinheit (37) und einer Nachbehandlungskonzentration zum Fördern der Oxidation von NOx. Das Zuführen von Ozon mit der Regenerierungskonzentration zu der Infiltrationseinfangeinheit (37) fördert die Oxidation der Partikel, die von der Infiltrationseinfangeinheit (37) gesammelt werden.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Die vorliegende Anmeldung basiert auf der am 11. Dezember 2015 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-242565 , deren Inhalt hierin durch Bezugnahme aufgenommen ist.
TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ozonversorgungssteuervorrichtung und eine Ozonversorgungsvorrichtung.
STAND DER TECHNIK
Herkömmlicherweise ist eine Ozonversorgungsvorrichtung zur Versorgung eines Verbrennungskanals mit Ozon bekannt, durch den Abgas von einem Verbrennungsmotor, wie beispielsweise einem Fahrzeugmotor, strömt. Der Verbrennungskanal umfasst nicht nur einen Abgaskanal, sondern auch einen Einlasskanal in einem Gehäuse, wobei ein Teil des Abgases von dem Abgaskanal zu dem Einlasskanal durch einen AGR-Kanal zugeführt wird. In der Konfiguration, in der ein NOx-Adsorptionskatalysator in dem Abgaskanal vorgesehen ist, wird dem Abgaskanal Ozon zugeführt, damit NO durch Ozon zu NO₂ oxidiert wird, wodurch die Adsorptionsreaktion in dem NOx-Adsorptionskatalysator aktiv wird und die NOx-Reinigungsrate erhöht wird. In der Konfiguration, in der das Ozon dem Einlasskanal zugeführt wird, neigt die Zündfähigkeit in dem Verbrennungsmotor dazu, verbessert zu werden.
Zum Beispiel umfasst in der Patentliteratur 1 eine Ozonversorgungsvorrichtung einen Luftversorgungskanal, der mit einem Abgaskanal verbunden ist, eine Luftpumpe zum Zuführen von Luft zu dem Luftversorgungskanal und eine Ozonerzeugungseinheit zum Erzeugen von Ozon unter Verwendung von Luft, die durch die Luftpumpe geblasen wird. In dieser Konfiguration wird das Ozon, das von der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, dem Abgaskanal zugeführt.
LITERATUR DES STANDS DER TECHNIK
PATENTLITERATUR
Patentliteratur 1: JP2000-54833A
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
In der Konfiguration, in der der Ozonkanal, der Ozon zuführt, mit dem Verbrennungskanal verbunden ist, kann jedoch Abgas von dem Verbrennungskanal zu dem Ozonkanal zurückströmen. In diesem Fall bestehen Bedenken, dass die Ozonversorgungsvorrichtung durch Partikel, die im Abgas enthalten sind, verunreinigt werden könnte. Bei einer Ozonversorgungsvorrichtung, in der zum Beispiel ein Abgasabsperrventil zum Absperren des Rückstroms von Abgas in einen Ozonkanal vorgesehen ist, wenn Abgas in den Ozonkanal eintritt und Partikel an dem Abgasabsperrventil anhaften, besteht die Gefahr, dass das Abgasabsperrventil nicht in den geschlossenen Zustand geschaltet werden kann. In diesem Fall strömt das Abgas durch das Abgasabsperrventil und wird von dem stromaufwärtigen Ende des Ozonkanals nach außen abgegeben.
Die vorliegende Offenbarung wurde im Hinblick auf die obigen Gesichtspunkte erstellt, wobei eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin besteht, die Kontamination einer Ozonversorgungsvorrichtung aufgrund von im Abgas enthaltenen Partikeln in einer Konfiguration, in der die Ozonversorgungsvorrichtung Ozon einem Kanal zuführt, durch den das Abgas strömt, zu verringern.
Ein erster Aspekt, der das oben beschriebene Problem betrifft, sieht eine Ozonversorgungssteuervorrichtung vor, die den Betrieb einer Ozonversorgungsvorrichtung steuert. Die Ozonversorgungsvorrichtung umfasst Folgendes: eine Ozonerzeugungseinheit, die Ozon erzeugt, einen Ozonkanal, der mit einem Verbrennungskanal verbunden ist, durch den Abgas von einem Verbrennungsmotor strömt und der das Ozon, das von der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, dem Verbrennungskanal zuführt, und eine Infiltrationseinfangeinheit, die in dem Ozonkanal angeordnet ist und Partikel sammelt, die in dem Abgas enthalten sind, das von dem Verbrennungskanal in den Ozonkanal eintritt. Die Ozonversorgungssteuervorrichtung umfasst einen Konzentrationsänderungsabschnitt, der eine Ozonkonzentration, die in der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, zwischen einer ersten Konzentration zum Oxidieren und Entfernen der in der Infiltrationseinfangeinheit gesammelten Partikel und einer zweiten Konzentration, die niedriger als die erste Konzentration ist, ändert.
Da gemäß dem ersten Aspekt die Infiltrationseinfangeinheit in dem Ozonkanal angeordnet ist, selbst wenn das Abgas von dem Verbrennungskanal in den Ozonkanal strömt, werden die in dem Abgas enthaltenen Partikel durch die Infiltrationseinfangeinheit gesammelt. Diese Konfiguration verringert somit die Verunreinigung der Ozonversorgungsvorrichtung durch die Partikel.
Wenn Ozon von der Ozonerzeugungseinheit zur Nachbehandlung von Abgas und zur Verbesserung der Zündfähigkeit in dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, strömt das Ozon durch die Infiltrationseinfangeinheit und wird dem Verbrennungskanal zugeführt. Die Erfinder haben festgestellt, dass eine relativ große Ozonkonzentration erforderlich ist, um die von der Infiltrationseinfangeinheit gesammelten Partikel zu oxidieren und unter Verwendung von Ozon zu entfernen. Gemäß dieser Feststellung können bei einer Konzentration von Ozon, das zur Nachbehandlung von Abgas und zur Verbesserung der Zündfähigkeit in dem Verbrennungsmotor erzeugt wird, die von der Infiltrationseinfangeinheit gesammelten Partikel kaum entfernt werden und selbst wenn die Partikel entfernt werden können, wird nur ein Teil der Partikel entfernt. Wenn daher in der Infiltrationseinfangeinheit die Menge an eingefangenem und gesammeltem Partikel übermäßig zunimmt, besteht die Befürchtung, dass die Ventilationsmenge durch die Infiltrationseinfangeinheit abnimmt und die Zufuhrmenge von Ozon von dem Ozonkanal zu dem Verbrennungskanal unzureichend ist.
Als eine Maßnahme dagegen wird gemäß der vorliegenden Offenbarung die Konzentration von Ozon von der Ozonerzeugungseinheit zwischen der ersten Konzentration und der zweiten Konzentration geändert. Somit wird eine Ozonkonzentration selektiv verwendet, so dass Ozon mit der ersten Konzentration verwendet wird, wenn die von der Infiltrationseinfangeinheit gesammelten Partikel entfernt werden, und Ozon mit der zweiten Konzentration wird verwendet, wenn eine Nachbehandlung des Abgases oder eine Verbesserung der Zündfähigkeit des Verbrennungsmotors angestrebt wird. Im Fall der Verwendung der ersten Ozonkonzentration ist die Ozonkonzentration ausreichend groß, wodurch die von der Infiltrationseinfangeinheit gesammelten Partikel oxidiert und entfernt werden. Diese Konfiguration verringert das Auftreten des Zustands, in dem die Zufuhrmenge von Ozon von dem Ozonkanal zu dem Verbrennungskanal unzureichend wird, wenn die Ventilationsmenge durch die Infiltrationseinfangeinheit abnimmt.
Wenn die Ozonkonzentration zu hoch ist, um eine Abgasnachbehandlung oder eine Verbesserung der Zündfähigkeit in einem Verbrennungsmotor zu erreichen, besteht die Befürchtung, dass ein übermäßiger Temperaturanstieg in einer Nachbehandlungsvorrichtung wie etwa einer PDF oder eine Abnormalität des Verbrennungszustands in dem Verbrennungsmotor auftreten wird. Im Fall des Anstrebens der Abgasnachbehandlung oder der Verbesserung der Zündfähigkeit in dem Verbrennungsmotor durch Einstellen der zweiten Konzentration, in der die Ozonkonzentration nicht übermäßig groß ist, werden die Nachbehandlung des Abgases und die Verbesserung der Zündfähigkeit in dem Verbrennungsmotor korrekt erreicht.
Ein zweiter Aspekt bezüglich der oben beschriebenen Probleme sieht Folgendes vor: eine Ozonversorgungsvorrichtung einschließlich einer Ozonerzeugungseinheit, die Ozon erzeugt, einen Ozonkanal, der mit einem Verbrennungskanal verbunden ist, durch den Abgas von dem Verbrennungsmotor strömt und der Ozon, das von der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, dem Verbrennungskanal zuführt, und eine Infiltrationseinfangeinheit, die in dem Ozonkanal angeordnet ist und Partikel sammelt, die in dem Abgas enthalten sind, das von dem Verbrennungskanal in den Ozonkanal eintritt.
Da gemäß dem zweiten Aspekt die Infiltrationseinfangeinheit in dem Ozonkanal angeordnet ist, selbst wenn das Abgas von dem Verbrennungskanal in den Ozonkanal strömt, werden die in dem Abgas enthaltenen Partikel durch die Infiltrationseinfangeinheit gesammelt. Diese Konfiguration verringert somit die Verunreinigung der Ozonversorgungsvorrichtung durch die Partikel.
Figurenliste

1 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Verbrennungssystems gemäß einer ersten Ausführungsform zeigt.
2 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration einer Peripherie einer Infiltrationseinfangeinheit zeigt.
3 ist eine Querschnittsansicht, die eine Konfiguration der Infiltrationseinfangeinheit zeigt.
4 ist ein Diagramm, das Funktionsblöcke einer ECU zeigt.
5 ist ein Graph, der eine Beziehung zwischen einer Ozonkonzentration und einer Oxidationsrate von Partikeln zeigt.
6 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren einer Ozonverwaltungsverarbeitung zeigt.
7 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Sammeldiagnoseverarbeitung zeigt.
8 ist ein Diagramm, das eine Sammelkarte zeigt.
9 ist ein Diagramm, das eine Sammelkarte zeigt.
10 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit zeigt.
11 ist ein Flussdiagramm, das den Vorgang der Verarbeitung während der Regeneration zeigt.
12 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration eines Verbrennungssystems gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
13 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren einer Ozonverwaltungsverarbeitung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
14 ist ein Flussdiagramm, das ein Verfahren der Sammeldiagnoseverarbeitung zeigt.
15 ist ein Flussdiagramm, das einen Verarbeitungsvorgang während der Regeneration zeigt.
16 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Peripherie der Infiltrationseinfangeinheit in einem zweiten Modifikationsbeispiel zeigt.
17 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Peripherie der Infiltrationseinfangeinheit in einem vierten Modifikationsbeispiel zeigt.
18 ist ein Diagramm, das eine Konfiguration der Peripherie der Infiltrationseinfangeinheit in einem fünften Modifikationsbeispiel zeigt.

AUSFÜHRUNGSFORMEN ZUR DURCHFÜHRUNG DER ERFINDUNG
Im Folgenden wird eine Vielzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. In den jeweiligen Ausführungsformen werden die gleichen Bezugszeichen für entsprechende Elemente verwendet und eine redundante Beschreibung kann ausgelassen werden. In dem Fall, in dem nur ein Teil der Konfiguration in jeder Ausführungsform beschrieben wird, kann die Konfiguration einer anderen oben beschriebenen Ausführungsform auf andere Teile der Konfiguration angewendet werden. Ferner sind nicht nur Kombinationen der Konfigurationen explizit in jeder Ausführungsform beschrieben, sondern es können auch Kombinationen verwendet werden, die durch teilweises Kombinieren von Konfigurationen einer Vielzahl von Ausführungsformen, die nicht explizit beschrieben sind, hergestellt werden können, sofern keine Interferenz auftritt.
ERSTE AUSFÜHRUNGSFORM
Ein in 1 gezeigtes Verbrennungssystem umfasst einen Motor 10, einen Lader 11, einen NOx-Reinigungskatalysator 12 und einen DPF 13. Das Verbrennungssystem ist in einem Fahrzeug montiert und dieses Fahrzeug fährt unter Verwendung der Ausgabe des Motors 10 als eine Antriebsquelle. Der Motor 10 ist ein Selbstzündungs-Dieselkompressionsmotor und Leichtöl, das eine Kohlenwasserstoffverbindung ist, wird als Brennstoff für die Verbrennung verwendet. Ein Einlasskanal 15 zum Zuführen von Luft zu dem Motor 10 und ein Abgaskanal 16 zum Abgeben von Abgas von dem Motor 10 sind mit dem Motor 10 verbunden. Der Motor 10 entspricht einem Verbrennungsmotor.
Der Lader 11 umfasst eine Abgasturbine 11a, eine Drehwelle 11b und einen Kompressor 11c. Die Abgasturbine 11a ist in dem Abgaskanal 16 des Motors 10 angeordnet und dreht sich durch die kinetische Energie des Abgases. Die rotierende Welle 11b überträgt die Rotationskraft der Abgasturbine 11a auf den Kompressor 11c durch Verbinden von Laufrädern der Abgasturbine 11a mit Laufrädern des Kompressors 11c. Der Kompressor 11c ist in dem Einlasskanal 15 angeordnet, komprimiert Einlassluft und lädt die Einlassluft zu dem Motor 10 auf.
Auf der stromabwärtigen Seite des Kompressors 11c in dem Einlasskanal 15 ist ein Zwischenkühler 21 als Kühler zum Kühlen der Einlassluft, die durch den Kompressor 11c komprimiert wird, vorgesehen. Der Einlasskanal 15 ist über einen Einlasskrümmer 22 mit der Einlassseite des Motors 10 verbunden und die durch den Kühler gekühlte verdichtete Einlassluft wird durch eine Drosselklappe 23 in der Stromrate eingestellt und auf mehrere Brennkammern des Motors 10 verteilt. Ein Luftfilter 24 zum Reinigen der Luft, die in den Motor 10 gesaugt werden soll, ist am stromaufwärtigen Ende des Einlasskanals 15 vorgesehen.
Der Abgaskanal 16 ist über einen Abgaskrümmer 25 mit der Abgasseite des Motors 10 verbunden. Der NOx-Reinigungskatalysator 12 ist auf der stromabwärtigen Seite der Abgasturbine 11a in dem Abgaskanal 16 angeordnet. Der Dieselpartikelfilter (DPF) 13 ist auf der weiter stromabwärts gelegenen Seite des NOx-Reinigungskatalysators 12 angeordnet und ist eine Einfangvorrichtung, die die in dem Abgas enthaltenen Partikel (Particulate Matter, PM) sammelt. Das durch den Abgaskanal 16 strömende Abgas strömt sowohl durch den NOx-Reinigungskatalysator 12 als auch durch den DPF 13 und wird dann von einem Abgasauslass 16a abgegeben. Der NOx-Reinigungskatalysator 12 und der DPF 13 bilden eine Abgasreinigungsvorrichtung in dem Verbrennungssystem. Die PM sind feine Partikel von Feststoffen oder Flüssigkeiten. Feste feine Partikel sind beispielsweise Ruß, und flüssige feine Partikel sind beispielsweise unverbranntes HC, wie verflüssigtes HC.
Der NOx-Reinigungskatalysator 12 weist einen Adsorptionskatalysator auf, der Stickoxid NOx im Abgas adsorbiert, einen Reduktionskatalysator, der NOx in Stickstoff N₂ verringert, und dergleichen. Der Adsorptionskatalysator weist eine Adsorptionsfähigkeit zum Adsorbieren von NOx auf und die Adsorptionsleistung zum Adsorbieren von Stickstoffdioxid NO₂ ist in dem Adsorptionskatalysator wesentlich größer als die Adsorptionsleistung zum Adsorbieren von Stickstoffmonoxid NO. Der NOx-Reinigungskatalysator 12 entspricht einem NOx-Katalysator.
Das Verbrennungssystem weist eine Ozonversorgungsvorrichtung 30 auf, die Ozon O3 der stromaufwärtigen Seite des NOx-Reinigungskatalysators 12 in dem Abgaskanal 16 zuführt. Wenn Ozon von der Ozonversorgungsvorrichtung 30 dem Abgaskanal 16 zugeführt wird, wird NO durch Ozon zu NO₂ oxidiert, so dass der Anteil von NO₂ in dem Abgas zunimmt, und als Ergebnis wird eine Adsorptionsrate von NOx in dem NOx-Reinigungskatalysator verbessert. Die Ozonversorgungsvorrichtung 30 ist zwischen einem Versorgungszustand der Zufuhr von Ozon an den Abgaskanal 16 und einem gestoppten Zustand der Nicht-Zufuhr von Ozon an den Abgaskanal 16 umschaltbar.
Die Ozonversorgungsvorrichtung 30 umfasst Folgendes: einen Ozonkanal 31, der mit dem Abgaskanal 16 verbunden ist, eine Ozonerzeugungseinheit 32 zum Erzeugen von Ozon, eine Luftpumpe 33 zum Senden von Luft zu der Ozonerzeugungseinheit 32 durch den Ozonkanal 31, ein Abgasabschaltventil 34 zum Unterbrechen des Abgasrückstroms in dem Ozonkanal 31, einen Drucksensor 35 zum Erfassen des Innendrucks des Ozonkanals 31 als Gasdruck und einen Stromratensensor 36 zum Erfassen der Stromrate der Luft, die von der Luftpumpe 33 zu dem Ozonkanal 31 geleitet wird, als eine Gasstromrate. Der Abgaskanal 16 entspricht dem Verbrennungskanal, durch den das Abgas strömt und der Ozonkanal 31 ist mit dem Verbrennungskanal verbunden. Auch der Gasdruck entspricht einem ersten Druck und die Gasstromrate entspricht einer Ventilationsmenge.
In dem Ozonkanal 31 ist die Luftpumpe 33 an ihrem stromaufwärtigen Ende vorgesehen und die Ozonerzeugungseinheit 32 ist zwischen der Luftpumpe 33 und der Abgasleitung 16 vorgesehen. Der Ozonkanal 31 wird durch Verbinden einer Vielzahl von Rohren oder dergleichen gebildet.
Die Luftpumpe 33 ist eine Luftpumpe des Zentrifugaltyps und weist eine Konfiguration auf, in der ein von einem Elektromotor angetriebenes Flügelrad in einem Gehäuse untergebracht ist. Die Luftpumpe 33 weist eine Einlassöffnung 33a zum Einlassen der Atmosphärenluft auf und die Einlassöffnung 33a ist in dem Gehäuse gebildet. Die Luftpumpe 33 entspricht einer Blaseinheit, die dafür konfiguriert ist, in einen Blaszustand zu wechseln. Die Einlassöffnung 33a der Luftpumpe 33 bildet das stromaufwärtige Ende des Ozonkanals 31.
Die Ozonerzeugungseinheit 32 weist ein Gehäuse auf, das einen Strompfad im Inneren bildet und eine Vielzahl von Elektroden ist in dem Strompfad angeordnet. Diese Elektroden sind Platten, die jeweils eine flache Form aufweisen und so angeordnet sind, dass sie einander parallel gegenüberliegen, und Elektroden, an die eine hohe Spannung angelegt wird, und Elektroden, die auf einer Massespannung liegen, sind abwechselnd angeordnet. Luft, die von der Luftpumpe 33 geblasen wird, strömt in das Gehäuse der Ozonerzeugungseinheit 32. Diese Luft strömt in den Strompfad innerhalb des Gehäuses und strömt durch einen Zwischenelektrodenkanal, der ein Kanal zwischen den Elektroden ist.
Wenn die Elektroden der Ozonerzeugungseinheit 32 erregt werden, kollidieren die von den Elektroden emittierten Elektronen mit Sauerstoffmolekülen, die in dem Zwischenelektrodenkanal in der Luft enthalten sind. Daraufhin wird Ozon aus den Sauerstoffmolekülen erzeugt. Das heißt, die Ozonerzeugungseinheit 32 wandelt Sauerstoffmoleküle durch elektrische Entladung in einen Plasmazustand um und erzeugt Ozon. Wenn die Ozonerzeugungseinheit 32 mit Energie versorgt wird, ist daher Ozon in der Luft enthalten, die von der Ozonerzeugungseinheit 32 zu dem Abgaskanal 16 strömt. Die Ozonerzeugungsrate steigt an, wenn die Menge an Strom, die zu den Elektroden fließt, in der Ozonerzeugungseinheit 32 ansteigt. Die Ozonerzeugungseinheit 32 kann auch als Ozonerzeugungseinheit oder Ozonisator bezeichnet werden.
Das Abgasabsperrventil 34 ist ein Absperrventil des elektromagnetischen Antriebstyps und ist zwischen der Ozonerzeugungseinheit 32 und dem Abgaskanal 16 in dem Ozonkanal 31 vorgesehen. In diesem Fall ist das Abgasabsperrventil 34 an einer Position angeordnet, die stromaufwärts von dem stromabwärtigen Ende des Ozonkanals 31 angeordnet ist. Das Abgasabsperrventil 34 kann zwischen einem offenen Zustand, der einen Luftstrom zulässt, und einem geschlossenen Zustand, in dem der Luftstrom unterbrochen ist, umgeschaltet werden, und der geschlossene Zustand entspricht einem Absperrzustand. Wenn sich das Abgasabsperrventil 34 in dem offenen Zustand befindet, wird die Ventilationsmenge, die durch den Ozonkanal 31 hindurchströmt, gemäß dem Öffnungsgrad des Abgasabsperrventils 34 eingestellt. Die Ventilationsmenge des Ozonkanals 31 wird maximiert, wenn das Abgasabsperrventil 34 vollständig geöffnet ist. Das Abgasabschaltventil 34 entspricht einer Luftstromabschalteinheit.
Der Drucksensor 35 ist zwischen der Ozonerzeugungseinheit 32 und dem Abgasabsperrventil 34 in dem Ozonkanal 31 vorgesehen. Genauer ausgedrückt ist der Drucksensor 35 an einer Position nahe der Ozonerzeugungseinheit 32 angeordnet. In diesem Fall spiegelt das Erfassungsergebnis des Drucksensors 35 leicht die Druckänderung aufgrund des Öffnens und Schließens des Abgasabschaltventils 34 wider. Der Drucksensor 35 entspricht einer Druckerfassungseinheit.
Der Stromratensensor 36 ist zwischen der Luftpumpe 33 und der Ozonerzeugungseinheit 32 in dem Ozonkanal 31 vorgesehen und kann die Abgabemenge von Luft von der Luftpumpe 33 erfassen. Genauer ausgedrückt ist der Stromratensensor 36 an einer Position nahe der Luftpumpe 33 angeordnet. In diesem Fall spiegelt das Erfassungsergebnis des Stromratensensors 36 leicht die Änderung der Stromrate der Luft aufgrund des Antreibens und Anhaltens der Luftpumpe 33 wider. Der Stromratensensor 36 entspricht einer Stromratenerfassungseinheit.
Obwohl das Abgasabsperrventil 34 in dem Ozonkanal 31 vorgesehen ist, wird hier angenommen, dass das Abgas, das durch den Abgaskanal 16 strömt, abhängig von den Betriebszuständen des Motors 10 und der Luftpumpe 33 und dem Öffnungs-/Schließzeitpunkt des Abgasabschaltventils 34 in den Ozonkanal 31 eintreten kann. Im Gegensatz dazu ist in der Ozonversorgungsvorrichtung 30 eine Infiltrationseinfangeinheit 37 zum Sammeln von Partikeln, die in dem Abgas enthalten sind, in dem Ozonkanal 31 vorgesehen. Die Infiltrationseinfangeinheit 37 ist am stromabwärtigen Ende des Ozonkanals 31 auf der stromabwärtigen Seite des Abgasabsperrventils 34 angeordnet.
Wie in 2 gezeigt, weist der Ozonkanal 31 einen eindringenden Kanalabschnitt 31a auf, der in das Innere des Abgaskanals 16 eindringt. Das stromabwärtige Ende des eindringenden Kanalabschnitts 31a ist das stromabwärtige Ende des Ozonkanals 31 und dieses stromabwärtige Ende ist zu der stromabwärtigen Seite des Abgaskanals 16 hin geöffnet. Der eindringende Kanalabschnitt 31a weist Folgendes auf: einen Kreuzungsabschnitt 31b, der sich in einer Richtung erstreckt, die die Abgasstromrichtung in dem Abgaskanal 16 kreuzt, und einen Verlängerungsabschnitt 31c, der sich vom Kreuzungsabschnitt 31b zur stromabwärtigen Seite des Abgaskanals 16 erstreckt. Die Infiltrationseinfangeinheit 37 ist am stromabwärtigen Ende des Verlängerungsabschnitts 31c vorgesehen. Der gesamte Verlängerungsabschnitt 31c ist von der inneren Umfangsoberfläche des Ozonkanals 31 beabstandet, so dass die Wärme des durch den Abgaskanal 16 strömenden Abgases leicht auf die Infiltrationseinfangeinheit 37 aufgebracht wird.
Wie in 3 gezeigt, hat die Infiltrationseinfangeinheit 37 eine Konfiguration, in der ein Strompfad von Gas, wie etwa Ozon, in dem Ozonkanal 31 mäandert, und diese Konfiguration wird durch eine Labyrinthstruktur erreicht. Insbesondere umfasst die Infiltrationseinfangeinheit 37 Folgendes: einen Kanalbildungsabschnitt 37a, wie etwa ein Rohr, das den Ozonkanal 31 bildet, einen Speicher 37b, der ein stromabwärtiges Ende des Kanalbildungsabschnitts 37a aufnimmt, und eine Abdeckung 37c, die die Grenze zwischen dem Kanalbildungsabschnitt 37a und dem Speicher 37b abdeckt. Sowohl der Speicher 37b als auch die Abdeckung 37c sind ein Element mit einer rohrförmigen Form, dessen eines Ende offen ist, und ein Spalt, durch den Gas strömt, ist zwischen dem Kanalbildungsabschnitt 37a, dem Speicher 37b und der Abdeckung 37c gebildet. Der Kanalbildungsabschnitt 37a, der Speicher 37b und die Abdeckung 37c sind aus einem wärmebeständigen metallischen Material gebildet.
Wenn Ozon vom Ozonkanal 31 dem Abgaskanal 16 zugeführt wird, strömt das Ozon, das die Infiltrationseinfangeinheit 37 erreicht hat, von dem Kanalbildungsabschnitt 37a in den Speicher 37b und erreicht den Spalt zwischen dem Speicher 37b und der Abdeckung 37c durch den Spalt zwischen dem Kanalbildungsabschnitt 37a und dem Speicher 37b. Daraufhin strömt das Ozon von dem Spalt zwischen dem Speicher 37b und der Abdeckung 37c zu dem Abgaskanal 16. Wenn das Abgas, das durch den Abgaskanal 16 strömt, in den Ozonkanal 31 eintritt, bewegt sich das Abgas in der entgegengesetzten Richtung zu dem Ozonstrom. Da der Strompfad durch den Kanalbildungsabschnitt 37a, den Speicher 37b und die Abdeckung 37c gebildet wird, um eng und mäandrierend zu sein, neigen die in dem Abgas enthaltenen Partikel in diesem Fall dazu, an dem Kanalbildungsabschnitt 37a, dem Speicher 37b und der Abdeckung 37c anzuhaften. Das heißt, es wird eine Konfiguration erreicht, in der die Partikel von der Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt werden.
Wenn die Menge der gesammelten Partikel zunimmt, verengt sich der Strompfad und es wird für das Gas schwierig, in der Infiltrationseinfangeinheit 37 zu strömen. Wenn zum Beispiel die Luft durch die Luftpumpe 33 dem Ozonkanal 31 zugeführt wird, wird es, wenn die Infiltrationseinfangeinheit 37 mehr Partikel sammelt, für die Luft schwieriger, die Infiltrationseinfangeinheit 37 zu passieren, und die Stromrate im Ozonkanal 31 nimmt ab und der Druck auf der stromaufwärtigen Seite der Infiltrationseinfangeinheit 37 steigt an. Der Sammelzustand ändert sich, wenn die Menge der gesammelten Partikel in der Infiltrationseinfangeinheit 37 ansteigt.
Als nächstes wird die elektrische Konfiguration des Verbrennungssystems beschrieben. Wie in 1 gezeigt, weist das Verbrennungssystem eine ECU 40 als Steuervorrichtung auf. Die ECU 40 weist einen Prozessor 41a, einen RAM 41b, einen Speicher 41c und eine Schnittstelle 41d zum Eingeben und Ausgeben von Informationen auf. Der Speicher 41c ist ein wiederbeschreibbares nichtflüchtiges Speichermedium und entspricht einem Speicherabschnitt.
Ein Motordrehzahlsensor 42, ein Einlassdrucksensor 43, ein Luftdurchflussmesser 44, ein Gaspedalöffnungssensor 45 und ein Drosselöffnungssensor 46 sind mit der ECU 40 verbunden. Die Motordrehzahl wird durch den Motordrehzahlsensor 42 erfasst, der an einer Stelle in der Nähe einer Ausgangswelle 10a des Motors 10 angebracht ist. Beispiele für physikalische Größen, die die Motorlast repräsentieren, umfassen einen Einlassdruck, eine Einlassluftmenge, einen Gaspedalbetätigungswert und dergleichen. Der Einlassdruck wird durch den Einlassdrucksensor 43 erfasst, der an einem Abschnitt auf der stromabwärtigen Seite des Kompressors 11c in dem Einlasskanal 15 angebracht ist. Die Einlassluftmenge wird durch den Luftmengenmesser 44 erfasst, der an einem Abschnitt auf der stromaufwärtigen Seite des Kompressors 11c in dem Einlasskanal 15 angebracht ist. Der Gaspedalbetätigungswert wird durch den Gaspedalöffhungssensor 45 erfasst, der an dem Gaspedal angebracht ist. Der Öffnungsgrad der Drosselklappe 23 wird durch den Drosselöffnungssensor 46 erfasst, der an der Drosselklappe 23 angebracht ist.
Ferner sind ein Abgastemperatursensor 51, ein Abgasdrucksensor 52, ein Katalysatortemperatursensor 53, der Drucksensor 35 und der Stromratensensor 36 mit der ECU 40 verbunden. Zusätzlich zu den erfassten Werten des Betriebszustands des Motors 10, wie der Motordrehzahl und der Motorlast, erfasst die ECU 40 die physikalischen Größen, die von den Sensoren 51 bis 53, 35 und 36 erfasst werden. Die ECU 40 steuert den Betrieb der Ozonversorgungsvorrichtung 30 basierend auf diesen physikalischen Größen.
Der Abgastemperatursensor 51 ist an dem Abgaskanal 16 angebracht und erfasst die Abgastemperatur. Der Abgasdrucksensor 52 ist an dem Abgaskanal 16 angebracht und erfasst den Abgasdruck. Der Abgastemperatursensor 51 und der Abgasdrucksensor 52 sind zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator 12 und der Abgasturbine 11a in dem Abgaskanal 16 angeordnet. Der Abgasdruck entspricht einem zweiten Druck.
Der Katalysatortemperatursensor 53 ist zwischen dem NOx-Reinigungskatalysator 12 und dem DPF 13 im Abgaskanal 16 vorgesehen und erfasst die Innentemperatur des NOx-Reinigungskatalysators 12 durch Erfassen der Temperatur des Abgases, das den NOx-Reinigungskatalysator 12 passiert hat. Der Katalysatortemperatursensor 53 kann an dem NOx-Reinigungskatalysator 12 angebracht sein.
Ferner sind die Ozonerzeugungseinheit 32, die Luftpumpe 33 und das Abgasabschaltventil 34 als Stellglieder mit der ECU 40 verbunden. Die ECU 40 steuert den Betrieb dieser Stellglieder durch Ausgabe von Befehlssignalen. Zum Beispiel wird in Bezug auf die Ozonerzeugungseinheit 32 durch Steuern des Anlegens der Spannung an die Elektroden die Ozonmenge eingestellt, die von der Ozonerzeugungseinheit 32 erzeugt wird. In Bezug auf die Luftpumpe 33 wird die Luftmenge eingestellt, die von der Luftpumpe 33 zugeführt wird, indem die Menge an elektrischer Energie gesteuert wird, die der Luftpumpe 33 durch die Leistungssteuerung zugeführt wird.
Durch Ausführen des Steuerprogramms, das in dem Speicher 41c durch den Prozessor 41a gespeichert wird, konstruiert die ECU 40 folgende Funktionsblöcke: einen NOx-Oxidationsabschnitt 61, einen DPF-Regenerierungsabschnitt 62, einen Einfangregenerierungsabschnitt 63 und einen Konzentrationsänderungsabschnitt 64, die jeweils in 4 gezeigt sind.
Die ECU 40 umfasst Folgendes: den NOx-Oxidationsabschnitt 61, der die Oxidation von NOx im Abgas fördert, den DPF-Regenerierungsabschnitt 62, der die DPF-Regeneration durchführt, um durch den DPF 13 gesammelte Partikel zu entfernen, und den Einfangregenerierungsabschnitt 63 zum Regenerieren der Infiltrationseinfangeinheit 37, um die von der Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelten Partikel zu entfernen. Der DPF-Regenerierungsabschnitt 62 beschleunigt die Verbrennung von Partikeln im DPF 13 durch Ausführen eines Prozesses zum Erhöhen der Abgastemperatur. Beispiele für den Prozess zum Erhöhen der Abgastemperatur umfassen einen Prozess zum Erhöhen der Kraftstoffeinspritzmenge in den Motor 10 und einen Prozess des Versetzens der Ozonversorgungsvorrichtung 30 in den Versorgungszustand, um dem DPF 13 Ozon zuzuführen. Der NOx-Oxidationsabschnitt 61 und der Einfangregenerierungsabschnitt 63 führen beide einen Prozess zum Verschieben der Ozonversorgungsvorrichtung 30 in den Versorgungszustand durch.
Die ECU 40 weist darüber hinaus den Konzentrationsänderungsabschnitt 64 auf, der in der Lage ist, die Konzentration des von der Ozonerzeugungseinheit 32 erzeugten Ozons zu ändern. Der Konzentrationsänderungsabschnitt 64 ist in der Lage, die Strommenge zu den Elektroden für die Ozonerzeugungseinheit 32 einzustellen, und die Ozonerzeugungseinheit 32 erzeugt Ozon mit einer Konzentration, die der Menge des Stromflusses entspricht. Der Konzentrationsänderungsabschnitt 64 kann die Ozonkonzentration in mehreren Stufen ändern, die eine Regenerierungskonzentration Da zum Regenerieren der Infiltrationseinfangeinheit 37 und eine Nachbehandlungskonzentration Db zum Fördern der Oxidation von NOx umfassen.
Hier haben die Erfinder beispielsweise durch Tests herausgefunden, dass die Oxidationsrate von Partikeln größer wird, wenn die Ozonkonzentration größer wird. In der vorliegenden Ausführungsform wird die Ozonkonzentration, bei der die Oxidationsrate von Partikeln relativ hoch ist, als Regenerierungskonzentration Da eingestellt, und die Ozonkonzentration, bei der die Oxidationsrate von Partikeln relativ niedrig ist, als Nachbehandlungskonzentration Db eingestellt, wie in 5 gezeigt. Die Oxidation von NOx kann jedoch in einem solchen Ausmaß gefördert werden, dass die NOx-Adsorptionsrate im NOx-Reinigungskatalysator 12 selbst bei einer geringen Konzentration von Ozon wie der Nachbehandlungskonzentration Db verbessert wird.
Die Regenerierungskonzentration Da wird zum Beispiel auf eine Ozonkonzentration eingestellt, bei der die Oxidationsrate von Partikeln beispielsweise 50 % bis 60 % beträgt, und die Nachbehandlungskonzentration Db wird auf eine Konzentration von 1/5 bis 1/4 der Regenerierungskonzentration Da eingestellt. Darüber hinaus entspricht die Regenerierungskonzentration Da einer ersten Konzentration und die Nachbehandlungskonzentration Db entspricht einer zweiten Konzentration.
Die ECU 40 führt eine Ozonverwaltungsverarbeitung zum Verwalten der Ozonerzeugung durch die Ozonversorgungsvorrichtung 30 durch. Diese Ozonverwaltungsverarbeitung wird wiederholt in einem vorbestimmten Zyklus während der Betriebsperiode des Motors 10 ausgeführt. Die ECU 40 weist eine Funktion zum Ausführen der Ozonverwaltungsverarbeitung durch den Prozessor 41a auf und diese Funktion entspricht dem Einfangregenerierungsabschnitt 63. Ferner entspricht die ECU 40 einer Ozonversorgungssteuervorrichtung.
In 6 wird in Schritt S101 bestimmt, ob die Regenerierung der Infiltrationseinfangeinheit 37 als Einfangeinheitsregeneration ausgeführt wird. Wenn die Einfangeinheit nicht regeneriert wird, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S102 voran, und es wird bestimmt, ob sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 im Versorgungszustand befindet. In einem Fall, in dem die Einfangeinheit nicht regeneriert wird und sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 im Versorgungszustand befindet, gibt es Fälle, in denen der NOx-Oxidationsabschnitt 61 und der DPF-Regenerierungsabschnitt 62 die Ozonversorgungsvorrichtung 30 in den Versorgungszustand versetzt haben.
Wenn sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 nicht im Versorgungszustand befindet, geht die Verarbeitung zu Schritt S103 über, und es wird bestimmt, ob der DPF regeneriert wird. Wenn der DPF regeneriert wird, führt der DPF-Regenerierungsabschnitt 62 einen Prozess zum Erhöhen der Abgastemperatur durch, so dass der DPF 13 eine hohe Temperatur aufweist (zum Beispiel 500 °C oder mehr). Wenn der DPF nicht regeneriert wird, fährt die Verarbeitung mit Schritt S104 fort.
In Schritt S104 wird bestimmt, ob eine Sammeldiagnose durchzuführen ist. Hier wird bestimmt, ob eine Fluktuation im Abgaszustand, wie Abgastemperatur oder Druck, relativ klein ist, und eine Sammeldiagnose wird durchgeführt, wenn die Fluktuation im Abgaszustand relativ klein ist. Ein Zustand, in dem eine Schwankung des Abgaszustands relativ klein ist, tritt ein, wenn sich der Motor 10 in einem Leerlaufzustand befindet, wenn der Motor 10 angehalten wird, weil sich das Verbrennungssystem in einem Leerlaufstoppzustand befindet, wenn das Fahrzeug konstant mit hoher Geschwindigkeit fährt und dergleichen. Wenn das Fahrzeug konstant mit hoher Geschwindigkeit fährt, weist der Motor 10 eine hohe Drehzahl in einem Zustand auf, in dem die Fluktuation der Drehzahl relativ klein ist.
Wenn eine Sammeldiagnose durchgeführt werden soll, geht die Verarbeitung zu Schritt S105 über, und die Sammeldiagnoseverarbeitung wird durchgeführt. Die Sammeldiagnoseverarbeitung wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In 7 wird der Betrieb der Luftpumpe 33 in Schritt S201 gestartet, woraufhin das Abgasabschaltventil 34 in Schritt S202 in den offenen Zustand geschaltet wird.
Der Gasdruck P1 des Ozonkanals 31 wird basierend auf dem Erfassungssignal des Drucksensors 35 in Schritt S203 erfasst. Die Gasstromrate V1 des Ozonkanals 31 wird basierend auf dem Erfassungssignal des Stromratensensors 36 in Schritt S204 erfasst. In Schritt S205 wird der Abgasdruck P2 des Abgaskanals 16 basierend auf dem Erfassungssignal des Abgasdrucksensors 52 erfasst. Die Erfassungsverarbeitung in Schritt S203 bis S205 wird unter der Bedingung durchgeführt, dass eine vorbestimmte Zeit verstrichen ist, bis die Luftblasmenge durch die Luftpumpe 33 stabil wird, beispielsweise einige Sekunden, nachdem der Betrieb der Luftpumpe 33 in Schritt S201 gestartet wurde.
In Schritt S206 wird ein Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 basierend auf dem Gasdruck P1, der Gasflussrate V1 und des Abgasdrucks P2 berechnet. Hier ist eine Sammelkarte, die die Beziehung des Gasdrucks P1, der Gasstromrate V1 und des Abgasdrucks P2 mit dem Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 zeigt, in dem Speicher 41c gespeichert. Hier wird die Sammelkarte aus dem Speicher 41c ausgelesen und das Sammelniveau, das dem Gasdruck P1, der Gasstromrate V1 und dem Abgasdruck P2 entspricht, die in Schritt S203 bis S205 erfasst wurden, wird als Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 verwendet.
Es sei angemerkt, dass die ECU 40 eine Funktion zum Ausführen der Schritte S203 bis S206 aufweist. Die Funktion des Ausführens von Schritt S203 entspricht einem ersten Druckerfassungsabschnitt, die Funktion des Ausführens von Schritt S204 entspricht dem Luftstromerfassungsabschnitt, die Funktion des Ausführens von Schritt S205 entspricht einem zweiten Druckerfassungsabschnitt und die Funktion des Ausführens von Schritt S206 entspricht dem Sammelberechnungsabschnitt.
In der Sammelkarte ist die Beziehung zwischen dem Gasdruck P1, der Gasstromrate V1 und dem Abgasdruck P2 für jedes Sammelniveau gezeigt. Das Sammelniveau umfasst ein Niveau 0, wie in 8 gezeigt, und ein Niveau X, wie in 9 gezeigt, und der Gasdruck P1, die Gasstromrate V1 und/oder der Abgasdruck P2 weisen bei jedem Sammelniveau einen unterschiedlichen Wert auf. In der vorliegenden Ausführungsform nimmt das Sammelniveau zu, wenn die Menge an Partikeln zunimmt, die von der Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt wird.
Zu 6 zurückkehrend schreitet die Verarbeitung nach der Beendigung der Sammeldiagnoseverarbeitung zu Schritt S106 fort und es wird bestimmt, ob es notwendig ist, die Einfangeinheit zu regenerieren. Hier wird bestimmt, ob sich das Sammelniveau auf einem vorbestimmten Regenerationsniveau befindet, und es wird angenommen, dass es notwendig ist, die Sammeleinheit zu regenerieren, wenn sie sich auf dem Regenerationsniveau befindet. Wenn bestimmt wird, dass die Regeneration der Einfangeinheit notwendig ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S107 fort, um die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit durchzuführen. Die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit wird unter Bezugnahme auf 10 beschrieben.
In 10 wird die Abgastemperatur des Abgaskanals 16 basierend auf dem Erfassungssignal des Abgastemperatursensors 51 in Schritt S301 erfasst. Die Temperatur der Infiltrationseinfangeinheit 37 wird in Schritt S302 als Einfangeinheitstemperatur geschätzt. Die Temperatur der Einfangeinheit wird basierend auf der Abgastemperatur geschätzt. Aufgrund der Anordnung der Infiltrationseinfangeinheit 37 in dem Verlängerungsabschnitt 31c ändert sich die Temperatur der Einfangeinheit wahrscheinlich auf eine Temperatur nahe der Abgastemperatur. Eine sich ändernde Art der Abgastemperatur, eine sich ändernde Art der Außenlufttemperatur und dergleichen, nachdem das Fahrzeug zu fahren beginnt, werden in dem Speicher 41c gespeichert Die Temperatur der Einfangeinheit kann basierend auf der sich ändernden Art der Abgastemperatur, der sich verändernden Art der Außenlufttemperatur und dergleichen geschätzt werden.
Die Temperatur der Einfangeinheit kann basierend auf der sich ändernden Art der Abgastemperatur, der sich verändernden Art der Außenlufttemperatur und dergleichen geschätzt werden. Die Regenerationstemperatur wird auf 150 ° C eingestellt. Wenn die Temperatur der Einfangeinheit höher als die Regenerationstemperatur ist, schreitet die Verarbeitung zu Schritt S304 fort.
Durch Bestimmen, ob die Temperatur der Einfangeinheit niedriger als eine vorbestimmte obere Grenztemperatur ist, kann eine Bedingung, dass die Temperatur der Einfangeinheit niedriger als die obere Grenztemperatur ist, als Bedingung zum Fortschreiten zu Schritt S304 hinzugefügt werden. Hier wird Ozon durch Hitze bei etwa über 200 °C leicht zersetzt. Daher wird durch Einstellen der oberen Grenztemperatur auf beispielsweise 200 °C in der Ozonerzeugungseinheit 32 in diesem Fall kein Ozon erzeugt, wobei Ozon zersetzt wird, bevor das Ozon die Infiltrationseinfangeinheit 37 erreicht, so dass elektrische Energieverschwendung vermieden wird.
In Schritt S304 wird die Ozonkonzentration, die von der Ozonerzeugungseinheit 32 erzeugt wird, auf die Regenerierungskonzentration Da eingestellt. In Schritt S305 wird die Regeneration der Einfangeinheit gestartet, indem Ozon mit der Regenerationskonzentration Da verwendet wird, indem die Ozonversorgungsvorrichtung 30 in den Versorgungszustand versetzt wird. Hier wird die Ozonerzeugung in der Ozonerzeugungseinheit 32 gestartet, indem die Energiezufuhr zu der Ozonerzeugungseinheit 32 gestartet wird. In diesem Fall werden die durch die Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelten Partikel leicht durch das Ozon mit der Regenerationskonzentration Da oxidiert und die oxidierten Partikel werden durch die Wärme der Infiltrationseinfangeinheit 37 leicht verbrannt und entfernt.
Zurück zu 6, wenn in Schritt S101 bestimmt wird, dass die Einfangeinheit regeneriert wird, geht die Verarbeitung zu Schritt S108 über, um die Verarbeitung während der Regeneration durchzuführen. Die Verarbeitung während der Regeneration wird unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Die gleiche Verarbeitung wie in Schritt S203 bis S206 aus 7 wird in Schritt S401 bis S404 in 11 durchgeführt. Genauer ausgedrückt werden der Gasdruck P1, die Gasstromrate V1 und der Abgasdruck P2 erfasst und der Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 wird basierend auf dem Gasdruck P1, der Gasstromrate V1 und dem Abgasdruck P2 berechnet.
In Schritt S405 wird bestimmt, ob die Einfangeinheitsregeneration abgeschlossen wurde. Hier wird bestimmt, ob der Sammelzustand ein vorbestimmtes Vervollständigungsniveau aufweist und es wird angenommen, dass die Einfangeinheitsregeneration abgeschlossen ist, wenn der Sammelzustand das Vervollständigungsniveau aufweist. In der vorliegenden Ausführungsform wird angenommen, dass der Beendigungsgrad näher an dem 0-Pegel als der Regenerationspegel liegt.
Wenn die Regenerierung der Einfangeinheit nicht abgeschlossen ist, wird die Verarbeitung während der Regenerierung beendet und die Regenerierung der Einfangeinheit wird fortgesetzt. Wenn andererseits die Regenerierung der Einfangeinheit abgeschlossen ist, wird die Ozonversorgungsvorrichtung 30 in Schritt S406 bis S408 in den gestoppten Zustand versetzt. Genauer ausgedrückt wird die Ozonerzeugung in der Ozonerzeugungseinheit 32 bei Schritt S406 gestoppt, das Abgasabsperrventil 34 wird bei Schritt S407 in den geschlossenen Zustand geschaltet und der Betrieb der Luftpumpe 33 wird bei Schritt S408 gestoppt.
Der Betriebseffekt gemäß der ersten Ausführungsform, der soweit beschrieben wurde, wird nachstehend beschrieben.
Da die Infiltrationseinfangeinheit 37 gemäß der ersten Ausführungsform in dem Ozonkanal 31 vorgesehen ist, selbst wenn das Abgas von der Abgasleitung 16 in den Ozonkanal 31 strömt, werden die im Abgas enthaltenen Partikel durch die Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt. Diese Konfiguration verringert somit die Kontamination der Ozonversorgungsvorrichtung 30 aufgrund von PM. Wenn die Ozonversorgungsvorrichtung 30 mit Partikeln verunreinigt ist, ist zu befürchten, dass das Öffnen und Schließen des Abgasabsperrventils 34 nicht ordnungsgemäß durchgeführt wird, und Ozon kann von der Ozonerzeugungseinheit 32 nicht ordnungsgemäß erzeugt werden. Wenn beispielsweise das Abgasabschaltventil 34 aufgrund von Partikeln im offenen Zustand fixiert ist, kann das Abgasabschaltventil 34 den Abgasrückstrom in den Ozonkanal 31 nicht verhindern. Da die Infiltrationseinfangeinheit 37 auf der stromabwärtigen Seite des Abgasabsperrventils 34 in dem Ozonkanal 31 gemäß der ersten Ausführungsform angeordnet ist, kann als Gegenmaßnahme verhindert werden, dass das Abgasabschaltventil 34 durch Partikel fixiert wird, oder es kann verhindert werden, dass Ozon durch die Ozonerzeugungseinheit 32 nicht in geeigneter Weise erzeugt wird.
Da das in der Ozonerzeugungseinheit 32 erzeugte Ozon zwischen der Regenerierungskonzentration Da und der Nachbehandlungskonzentration Db umgeschaltet werden kann, wird Ozon mit der Regenerationskonzentration Da zur Regenerierung der Einfangeinheit verwendet, und Ozon mit der Nachbehandlungskonzentration Db wird zur Oxidation von NOx und zur Regeneration des DPF verwendet. In Bezug auf die Regeneration der Einfangeinheit werden, da die Regenerationskonzentration Da ausreichend hoch ist, Partikel in der Infiltrationseinfangeinheit 37 oxidiert, so dass das Auftreten von Verstopfung aufgrund der Partikel, die von der Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt werden, verhindert wird oder ein Verstopfen beseitigt wird, selbst wenn die Verstopfung auftritt.
Hinsichtlich der Nachbehandlung des Abgases in dem NOx-Reinigungskatalysator 12 bestehen Bedenken, dass, wenn die Ozonkonzentration zu hoch ist, Ozon in einer größeren Menge als NOx vorhanden ist und das verbleibende Ozon durch den NOx-Reinigungskatalysator 12 strömt und aus dem Abgasauslass 16a abgegeben wird. Als Gegenmaßnahme wird die Ozonkonzentration des NOx-Oxidationsabschnitts 61 auf die Nachbehandlungskonzentration Db eingestellt, so dass die Menge an Ozon verglichen mit der von NOx weniger wahrscheinlich groß ist. Folglich wird verhindert, dass Ozon von dem Abgasauslass 16a nach außen abgegeben wird.
Wenn die DPF-Regeneration durchgeführt wird, bestehen hinsichtlich der Abgasnachbehandlung Bedenken, dass Abnormalitäten auftreten, wie beispielsweise ein übermäßig großer Temperaturanstieg aufgrund der PM-Verbrennung in dem DPF 13, da die Ozonkonzentration übermäßig hoch ist und die PM-Einfangfähigkeit des DPF 13 abnimmt. Da als Gegenmaßnahme die Ozonkonzentration in dem DPF-Regenerierungsabschnitt 62 auf die Nachbehandlungskonzentration Db eingestellt wird, ist es unwahrscheinlich, dass ein übermäßiger Anstieg der Temperatur des DPF 13 während der DPF-Regeneration auftritt. In diesem Fall wird die DPF-Regeneration ordnungsgemäß verwaltet und das Auftreten einer Abnormalität in dem DPF 13 wird verringert.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird Ozon mit der Regenerationskonzentration Da in der Ozonerzeugungseinheit 32 unter der Bedingung erzeugt, dass die Temperatur der Infiltrationseinfangeinheit 37 höher als die Regenerationstemperatur ist. In diesem Fall verbrennen die durch Ozon oxidierten Partikel aufgrund der Wärme der Infiltrationseinfangeinheit 37 wahrscheinlicher, so dass die Entfernungseffizienz der durch die Infiltrationseinfangeinheit 37 eingefangenen Partikel verbessert wird. Die Verringerung der Zeit, die die Ozonerzeugungseinheit 32 benötigt, um Ozon mit der Regenerationskonzentration Da zu erzeugen, bringt somit eine Energieeinsparung zum Zeitpunkt der Ozonerzeugung.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird, da die Einfangeinheitsregeneration durchgeführt wird, wenn die Infiltrationseinfangeinheit 37 das Regenerationsniveau durch Erhöhung des gesammelten Partikel erreicht, die Situation, in der Ozon bei einer hohen Konzentration der Regenerierungskonzentration Da erzeugt wird, obwohl die gesammelte Menge an Partikel vergleichsweise klein ist, vermieden. In diesem Fall wird der größte Teil des Ozons mit der Regenerierungskonzentration Da für die Oxidation der Partikel in der Infiltrationseinfangeinheit 37 verwendet, so dass verhindert wird, dass Ozon von dem Abgasauslass 16a nach außen abgegeben wird.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird der Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 basierend auf dem Gasdruck P1, der Gasstromrate V1 und dem Abgasdruck P2 unter Verwendung des Prinzips geschätzt, dass das Gas weniger wahrscheinlich durch die Infiltrationseinfangeinheit 37 strömt, wenn die Menge an Partikeln, die durch die Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt wird, größer ist. Aus diesem Grund werden Sensoren zum Durchführen einer Abgasnachbehandlung, wie etwa der Drucksensor 35, der Stromratensensor 36 und der Abgasdrucksensor 52, zum Schätzen des Sammelzustands verwendet. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, dedizierte Sensoren zum Schätzen des Sammelzustands der Infiltrationseinfangeinheit 37 vorzusehen, so dass die Kosten für das Hinzufügen der dedizierten Sensoren verringert werden können.
Gemäß der ersten Ausführungsform wird eine Karte, die die Beziehung des Gasdrucks P1, der Gasstromrate V1 und des Abgasdrucks P2 mit dem Sammelzustand zeigt, für die Schätzung des Sammelzustands verwendet, so dass die Verarbeitungslast an der ECU 40 verringert werden kann, wenn der Sammelzustand geschätzt wird.
Da gemäß der ersten Ausführungsform die Infiltrationseinfangeinheit 37 in dem Verlängerungsabschnitt 31c des Ozonkanals 31 angeordnet ist, wird die Wärme des Abgases leicht auf die Infiltrationseinfangeinheit 37 aufgebracht. Wenn somit die Regenerierung der Einfangeinheit durchgeführt wird, wird die Wärme des Abgases effizient genutzt. Da in diesem Fall keine spezielle Wärmequelle zum Heizen der Infiltrationseinfangeinheit 37 in der Ozonversorgungsvorrichtung 30 installiert werden muss, werden die Kosten, die einer Zunahme der zugeordneten Wärmequelle entsprechen, verringert.
ZWEITE AUSFÜHRUNGSFORM
In der ersten Ausführungsform wird Ozon von der Ozonversorgungsvorrichtung 30 dem Abgaskanal 16 zugeführt, in der zweiten Ausführungsform wird Ozon von der Ozonversorgungsvorrichtung 30 jedoch dem Einlasskanal 15 zugeführt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Ozonkanal 31 mit dem Einlasskanal 15 verbunden, wie in 12 gezeigt. Ein Verbindungsabschnitt des Ozonkanals 31 ist zwischen dem Luftmengenmesser 44 und dem Kompressor 11c in dem Einlasskanal 15 angeordnet. Wenn Ozon von der Ozonversorgungsvorrichtung 30 dem Einlasskanal 15 zugeführt wird, kann, da die der Brennkammer zuzuführende Einlassluft Ozon umfasst, die Zündfähigkeit im Motor 10 leicht verbessert werden. In der zweiten Ausführungsform entspricht der Einlasskanal 15 dem Verbrennungskanal, durch den das Abgas strömt und der Ozonkanal 31 ist mit dem Verbrennungskanal verbunden.
Das Verbrennungssystem der vorliegenden Ausführungsform weist eine AGR-Vorrichtung 70 auf, die einen Teil des Abgases als AGR-Gas zu der Einlassseite einführt. Die AGR-Vorrichtung 70 weist einen AGR-Kanal 71, ein AGR-Ventil 72 und einen AGR-Kühler 73 auf. Der AGR-Kanal 71 verbindet den Einlasskanal 15 und den Abgaskanal 16 und ist durch Rohrleitungen oder dergleichen gebildet. Ein Verbindungsabschnitt des AGR-Kanals 71 ist zwischen dem Luftstrommesser 44 und dem Ozonkanal 31 in dem Einlasskanal 15 angeordnet und ein Verbindungsabschnitt des AGR-Kanals 71 ist auf der stromabwärtigen Seite des DPF 13 in dem Abgaskanal 16 angeordnet. Das AGR-Ventil 72 ist eine Einstelleinheit zum Einstellen der Menge an AGR-Gas, die durch den AGR-Kanal 71 strömt, und ist beispielsweise ein elektromagnetisch angetriebenes Ventil. Der AGR-Kühler 73 ist eine Kühleinheit zum Kühlen des AGR-Gases und ist auf der stromaufwärtigen Seite des AGR-Ventils 72 in dem AGR-Kanal 71 angeordnet. Der AGR-Kühler 73 ist beispielsweise ein wassergekühlter Wärmetauscher und zirkuliert Kühlwasser, um einen Wärmeaustausch zwischen dem Kühlwasser und dem AGR-Gas durchzuführen.
Die AGR-Vorrichtung 70 umfasst einen Vorkühlersensor 74 zum Erfassen der Temperatur des AGR-Gases vor dem Kühlen durch den AGR-Kühler 73 und einen Nachkühlersensor 75 zum Erfassen der Temperatur des AGR-Gases, das durch den AGR-Kühler 73 gekühlt wird. Der Vorkühlersensor 74 ist stromaufwärts des AGR-Kühlers 73 in dem AGR-Kanal 71 angeordnet und der Nachkühlersensor 75 ist stromabwärts des AGR-Kühlers 73 in dem AGR-Kanal 71 angeordnet. Die Sensoren 74 und 75 sind elektrisch mit der ECU 40 verbunden. In der vorliegenden Ausführungsform ist der Katalysatortemperatursensor 53 nicht in dem Abgaskanal 16 vorgesehen. Die ECU 40 kann jedoch die Innentemperatur des NOx-Reinigungskatalysators 12 basierend auf dem Erfassungssignal des Vorkühlersensors 74 schätzen.
Wenn das AGR-Gas dem Einlasskanal 15 zugeführt wird, nimmt die Sauerstoffkonzentration des Einlassgases ab, so dass die Menge an NOx, die mit der Verbrennung des Kraftstoffs einhergeht, dazu neigt, im Motor 10 abzunehmen. Das Ozon, das von der Ozonversorgungsvorrichtung 30 dem Einlasskanal 15 zugeführt wird, wird durch NOx, das in dem AGR-Gas enthalten ist, zersetzt, um leicht Sauerstoff zu erzeugen. Da der Ozonkanal 31 mit dem Einlasskanal 15 an einer Position so nahe wie möglich am Motor 10 verbunden ist, wird daher die Zeitspanne verkürzt, in der sowohl Ozon als auch NOx im Einlasskanal 15 vorhanden sind. Folglich wird das dem Einlasskanal 15 zugeführte Ozon nicht leicht durch das NOx des AGR-Gases zersetzt.
In der vorliegenden Ausführungsform ist der Verbindungsabschnitt des Ozonkanals 31 zu dem Einlasskanal 15 an einer Position nahe dem Kompressor 11c zwischen dem AGR-Kanal 71 und dem Kompressor 11c angeordnet, jedoch kann dieser Verbindungsabschnitt weiter auf der stromabwärtigen Seite in dem Einlasskanal 15 angeordnet sein. Beispielsweise kann der Ozonkanal 31 zwischen dem Kompressor 11c und dem Zwischenkühler 21 in dem Einlasskanal 15 verbunden sein oder er kann mit dem Einlasskrümmer 22 verbunden sein.
In der Ozonverwaltungsverarbeitung der vorliegenden Ausführungsform wird die Temperatur der Infiltrationseinfangeinheit 37 basierend auf der Temperatur des AGR-Gases geschätzt. Genauer ausgedrückt werden zum Abschätzen der Temperatur der Einfangeinheit in Schritt S302 bei der Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit in Schritt S107 der ersten Ausführungsform die Erfassungsergebnisse des Vorkühlersensors 74 und des Nachkühlersensors 75 verwendet. Zusätzlich zu der Temperatur des AGR-Gases, die basierend auf den Erfassungssignalen der Sensoren 74 und 75 erhalten wird, werden die Einlassluftmenge, die basierend auf dem Erfassungssignal des Luftmengenmessers 44 erfasst wird, und die AGR-Menge, die basierend auf dem Öffnungsgrad des AGR-Ventils 72 erfasst wird, verwendet, um die Temperatur der Infiltrationseinfangeinheit 37 zu schätzen. Daraufhin wird die Verarbeitung in Schritt S303 bis S305 in der Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit ähnlich wie in der ersten Ausführungsform ausgeführt.
DRITTE AUSFÜHRUNGSFORM
In der oben beschriebenen ersten Ausführungsform werden die Sammeldiagnoseverarbeitung und die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit der Ozonverwaltungsverarbeitung ausgeführt, wenn sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 in einem gestoppten Zustand befindet, in der dritten Ausführungsform werden die Sammeldiagnoseverarbeitung und die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit jedoch durchgeführt, wenn sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 in einem Versorgungszustand befindet. Hier wird die Ozonverwaltungsverarbeitung unter Bezugnahme auf 13 bis 15 beschrieben, wobei auf Unterschiede gegenüber der ersten Ausführungsform eingegangen wird.
In 13 wird die gleiche Verarbeitung wie in Schritt S101 und S102 der ersten Ausführungsform in Schritt S501 und S502 durchgeführt. Wenn jedoch in Schritt S502 Ozon zugeführt wird, wird die vorliegende Ozonverwaltungsverarbeitung nicht im gegenwärtigen Zustand beendet, sondern geht stattdessen zu Schritt S503 über, um zu bestimmen, ob eine Sammeldiagnose durchzuführen ist. Wie oben beschrieben, wird in der vorliegenden Ausführungsform eine Sammeldiagnose durchgeführt, indem die Zeitspanne verwendet wird, während der sich die Luftpumpe 33 in einem Betriebszustand befindet. Da in diesem Fall die Luftpumpe 33 nicht nur zum Durchführen der Sammeldiagnoseverarbeitung betrieben wird, wird Energie für den Betrieb der Luftpumpe 33 gespart. Ferner wird die Ozonkonzentration in diesem Fall durch den NOx-Oxidationsabschnitt 61 und den DPF-Regenerierungsabschnitt 62 auf die Nachbehandlungskonzentration Db eingestellt.
In Schritt S504 bis S507 wird die gleiche Verarbeitung wie in Schritt S105 bis S108 der ersten Ausführungsform durchgeführt.
Die Sammeldiagnoseverarbeitung in Schritt S504 wird jedoch unter Bezugnahme auf 14 beschrieben. Bei der Sammeldiagnoseverarbeitung ist es nicht notwendig, den Prozess des Startens des Betriebs der Luftpumpe 33 und den Prozess des Schließens des Abgasabschaltventils 34 durchzuführen, da sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 im Versorgungszustand befindet. Das heißt, die Verarbeitung in Schritt S201 und S202 der ersten Ausführungsform wird nicht durchgeführt. In Schritt S601 bis S604 wird die gleiche Verarbeitung wie in Schritt S203 bis S206 der obigen Ausführungsform durchgeführt.
Die ECU 40 weist eine Funktion zum Ausführen der Schritte S601 bis S604 auf. Die Funktion des Ausführens von Schritt S601 entspricht dem ersten Druckerfassungsabschnitt, die Funktion des Ausführens von Schritt S602 entspricht dem Luftstrom-Erfassungsabschnitt, die Funktion des Ausführens von Schritt S603 entspricht dem zweiten Druckerfassungsabschnitt und die Funktion des Ausführens von Schritt S604 entspricht dem Sammelberechnungsabschnitt.
Die Verarbeitung während der Regeneration in Schritt S507 wird unter Bezugnahme auf 15 beschrieben. In Schritt S701 bis S705 in 15 wird die gleiche Verarbeitung wie in Schritt S401 bis S405 der ersten Ausführungsform durchgeführt. In Schritt S706 wird die Ozonkonzentration auf die Nachbehandlungskonzentration Db für den Zweck eingestellt, die Ozonversorgungsvorrichtung 30 nach Abschluss der Regeneration der Einfangeinheit in den Versorgungszustand zurückzuführen. In diesem Fall wird die gleiche Verarbeitung wie in Schritt S406 bis S408 der ersten Ausführungsform nicht durchgeführt. Durch Verwenden der Periode, während der sich die Ozonversorgungsvorrichtung 30 im Versorgungszustand befindet, wird die Regeneration der Infiltrationseinfangeinheit 37 somit nur durch Ändern der Ozonkonzentration von der Nachbehandlungskonzentration Db zu der Regenerierungskonzentration Da durchgeführt.
WEITERE AUSFÜHRUNGSFORMEN
Obwohl die Vielzahl von Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung vorstehend beschrieben wurde, ist die vorliegende Offenbarung nicht so auszulegen, dass sie nur auf diese Ausführungsformen beschränkt ist, und kann auf verschiedene Ausführungsformen und Kombinationen angewendet werden, ohne vom Umfang der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Als ein erstes Modifikationsbeispiel kann sich der Verlängerungsabschnitt 31c zur stromaufwärtigen Seite des Abgaskanals 16 in dem eindringenden Kanalabschnitt 31a der Infiltrationseinfangeinheit 37 erstrecken, oder er kann sich in einer Richtung erstrecken, die den Abgasstrom von dem Kreuzungsabschnitt 31b kreuzt. Ferner muss der eindringende Kanalabschnitt 31a nicht den Verlängerungsabschnitt 31c aufweisen. Selbst in diesem Fall ist die Infiltrationseinfangeinheit 37 in dem eindringenden Kanalabschnitt 31a angeordnet, indem sie an dem Kreuzungsabschnitt 31b angeordnet ist.
Als zweites Modifikationsbeispiel kann die Infiltrationseinfangeinheit 37 auf der stromaufwärtigen Seite des eindringenden Kanalabschnitts 31a in dem Ozonkanal 31 angeordnet sein, wie in 16 gezeigt. In dieser Konfiguration ist es schwierig, Wärme vom Abgas, das durch den Abgaskanal 16 strömt, an die Infiltrationseinfangeinheit 37 abzugeben. Selbst wenn die Wärmebeständigkeit der Infiltrationseinfangeinheit 37 in einem gewissen Ausmaß niedrig ist, ist es daher weniger wahrscheinlich, dass eine Anomalie in der Infiltrationseinfangeinheit 37 auftritt. Ferner wird erwartet, dass das Abgas weniger wahrscheinlich die Infiltrationseinfangeinheit 37 erreicht, wenn die Platzierungsposition der Infiltrationseinfangeinheit 37 näher am stromaufwärtigen Ende in dem Ozonkanal 31 liegt, und die Häufigkeit, mit der die Regeneration der Einfangeinheit durchgeführt wird, nimmt ab.
Als drittes Modifikationsbeispiel muss der Ozonkanal 31 nicht den eindringenden Kanalabschnitt 31a aufweisen. Da die Infiltrationseinfangeinheit 37 am stromabwärtigen Ende des Ozonkanals 31 angeordnet ist, kann eine Konfiguration, bei der die Wärme des Abgases, das durch den Abgaskanal 16 strömt, sogar in diesem Fall leicht an die Infiltrationseinfangeinheit 37 abgegeben werden. Bei dieser Konfiguration ist jedoch zu erwarten, dass das Abgas die Infiltrationseinfangeinheit 37 leicht erreicht und die Häufigkeit der Durchführung der Einfangeinheitsregeneration höher ist.
Als viertes Modifikationsbeispiel kann die Infiltrationseinfangeinheit 37 einen Filter 81 zum Entfernen von Partikeln aus dem Abgas aufweisen, wie in 17 gezeigt. Der Filter 81 ist aus einem wärmebeständigen metallischen Material hergestellt und ist ein Element mit einer Netzform, die eine große Anzahl von Maschen umfasst. Der Filter 81 ist in einem Zustand vorgesehen, in dem sich der Umfang des Filters 81 entlang der inneren Umfangsoberfläche des Ozonkanals 31 erstreckt und das Abgas durch den Filter 81 strömt, damit Partikel aus dem Abgas herausgefiltert werden. Die durch den Filter 81 gesammelten Partikel werden durch Ozon oxidiert und durch die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit wie in der ersten Ausführungsform entfernt.
Als fünftes Modifikationsbeispiel kann die Infiltrationseinfangeinheit 37 Elektroden 82 und 83 zum elektrischen Entfernen der Partikel aus dem Abgas aufweisen, wie in 18 gezeigt. Die Elektroden 82 und 83 liegen einander in dem Ozonkanal 31 gegenüber und die erste Elektrode 82 ist eine Auftragselektrode, an die eine Hochspannung V von beispielsweise 3 kV angelegt wird, während die zweite Elektrode 83 eine geerdete Elektrode ist. Wenn durch die Elektroden 82 und 83 eine hohe Spannung V an das Abgas angelegt wird, werden die Partikel in dem Abgas zu der zweiten Elektrode 83 auf der Masseseite hin angezogen und durch die zweite Elektrode 83 gesammelt. Die von der zweiten Elektrode 83 gesammelten Partikel werden durch Ozon oxidiert und durch die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit wie in der ersten Ausführungsform entfernt.
Als sechstes Modifikationsbeispiel kann die ECU 40 eine Funktion, ein Modell oder dergleichen verwenden, die bzw. das eine Korrelation des Gasdrucks P1, der Gasstromrate V1 und des Abgasdrucks P2 mit dem gesammelten Zustand anstelle der Sammelkarte umfasst, wenn der Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 berechnet wird.
Als siebentes Modifikationsbeispiel kann die ECU 40 den Luftstromzustand des Ozonkanals 31 als Sammelzustand anstelle der Partikelmenge, die durch die Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt wurde, berechnen. In diesem Fall wird das Vorhandensein einer Korrelation zwischen der Partikelmenge, die von der Infiltrationseinfangeinheit 37 gesammelt wurde, und dem Luftstromzustand des Ozonkanals 31 verwendet.
Als achtes Modifikationsbeispiel kann die ECU 40 bestimmen, ob die Einfangeinheitsregeneration basierend auf der Abgastemperatur durchzuführen ist, obwohl die ECU 40 basierend auf der Temperatur der Infiltrationseinfangeinheit 37 bestimmt hat, ob die Einfangeinheitsregeneration durchzuführen ist. Es wird beispielsweise angenommen, dass die Änderungsart der Abgastemperatur erfasst wurde und die Einfangeinheit regeneriert wird, wenn die Abgastemperatur für eine vorbestimmte Zeitdauer weiterhin höher als eine vorbestimmte Temperatur ist. Selbst in diesem Fall kann die Partikel in geeigneter Weise durch die in der Infiltrationseinfangeinheit 37 gespeicherte Wärme entfernt werden.
Als neuntes Modifikationsbeispiel kann die ECU 40 die Sammeldiagnoseverarbeitung oder die Regenerationsverarbeitung der Einfangeinheit unabhängig von dem Sammlungszustand der Infiltrationseinfangeinheit 37 periodisch durchführen. Zum Beispiel gibt es als eine Konfiguration zum periodischen Durchführen der Verarbeitung eine Konfiguration, in der die Verarbeitung in einem vorbestimmten Zyklus wie etwa 24 Stunden oder 48 Stunden wiederholt wird, oder eine Konfiguration, bei der die Verarbeitung jedes Mal wiederholt wird, wenn die Fahrtstrecke des Fahrzeugs eine vorbestimmte Entfernung wie etwa 1000 km erreicht.
Als zehntes Modifikationsbeispiel können die von dem Prozessor 41a der ECU 40 ausgeführten Funktionen durch Hardware und Software, die sich von den obigen unterscheiden, oder eine Kombination davon bereitgestellt werden. Zum Beispiel kann in einem Fahrzeug, in dem die ECU 40 ausgelassen ist, eine Steuerschaltung, wie etwa eine Steuerschaltung der Fahrzeugsteuer-ECU, einen Teil oder die gesamte Ozonverwaltungsverarbeitung ausführen. Darüber hinaus kann jede Funktion durch Hardware und Software, die sich von den obigen unterscheiden, oder eine Kombination davon bereitgestellt werden. Als Speicher 41c zum Speichern des Programms, das durch den Prozessor 41a auszuführen ist, können verschiedene nicht-flüchtige und physikalische Speichermedien wie ein Flash-Speicher und eine Festplatte verwendet werden.
In einem elften Modifikationsbeispiel kann der Verbrennungsmotor 10 des Verbrennungssystems ein Benzinmotor anstelle eines Dieselmotors sein, solange der Motor ein Verbrennungsmotor ist.
Als zwölftes Modifikationsbeispiel ist das Verbrennungssystem, das dafür konfiguriert ist, die Ozonversorgungsvorrichtung 30 zu umfassen, nicht darauf beschränkt, das ein Verbrennungsmotor an einem Fahrzeug montiert ist, und kann einen Verbrennungsmotor aufweisen, der an einem Schiff, einem Eisenbahnfahrzeug, einem Flugzeug oder dergleichen angebracht ist. Darüber hinaus kann das Verbrennungssystem einen Verbrennungsmotor zur Erzeugung elektrischer Energie aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2015242565 [0001]
JP 2000054833 A [0005]

Claims

Ozonversorgungssteuervorrichtung (40) zum Steuern des Betriebs einer Ozonversorgungsvorrichtung (30) umfassend: eine Ozonerzeugungseinheit (32), die Ozon erzeugt, einen Ozonkanal (31), der mit einem Verbrennungskanal (15, 16) verbunden ist, durch den Abgas von einem Verbrennungsmotor (10) strömt, wobei der Ozonkanal das Ozon, das von der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, dem Verbrennungskanal zuführt, und eine Infiltrationseinfangeinheit (37), die in dem Ozonkanal angeordnet ist und Partikel sammelt, die in dem Abgas enthalten sind, das von dem Verbrennungskanal in den Ozonkanal eintritt, wobei die Ozonversorgungssteuervorrichtung Folgendes umfasst: einen Konzentrationsänderungsabschnitt (64), der eine Konzentration des Ozons, das in der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, zwischen einer ersten Konzentration (Da) zum Oxidieren und Entfernen der in der Infiltrationseinfangeinheit gesammelten Partikel und einer zweiten Konzentration (Db), die niedriger als die erste Konzentration ist, ändert.
Ozonversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Konzentrationsänderungsabschnitt die Konzentration des Ozons auf die erste Konzentration ändert, wenn eine Temperatur der Infiltrationseinfangeinheit höher als eine vorbestimmte Regenerationstemperatur ist.
Ozonversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner Folgendes umfasst: einen Sammelberechnungsabschnitt (S206, S604), der einen Sammelzustand der Infiltrationseinfangeinheit berechnet, der sich ändert, wenn die Infiltrationseinfangeinheit die Partikel sammelt, wobei der Konzentrationsänderungsabschnitt die Konzentration des Ozons auf die erste Konzentration ändert, wenn sich der Sammelzustand, der durch den Sammelberechnungsabschnitt berechnet wird, in einem vorbestimmten spezifischen Zustand befindet.
Ozonversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 3, die ferner Folgendes umfasst: einen ersten Druckerfassungsabschnitt (S203, S601), der einen Innendruck des Ozonkanals als ersten Druck (P1) erfasst; einen Luftstromerfassungsabschnitt (S204, S602), der eine Ventilationsmenge (V1) in dem Ozonkanal erfasst; und einen zweiten Druckerfassungsabschnitt (S205, S603), der einen Innendruck eines Abgaskanals (16) als zweiten Druck (P2) erfasst, wobei der Abgaskanal der Verbrennungskanal ist, der sich von einer Abgasseite des Verbrennungsmotors erstreckt, wobei der Sammelberechnungsabschnitt den Sammelzustand basierend auf jeweiligen Erfassungsergebnissen des ersten Druckerfassungsabschnitts, des Luftstromerfassungsabschnitts und des zweiten Druckerfassungsabschnitts schätzt.
Ozonversorgungssteuervorrichtung nach Anspruch 4, die ferner Folgendes umfasst: einen Speicherabschnitt (41c), der eine Sammelkarte speichert, die eine Beziehung zwischen dem Sammelzustand und dem ersten Druck, dem zweiten Druck und der Ventilationsmenge in dem Ozonkanal anzeigt, wobei der Sammelberechnungsabschnitt unter Verwendung der Sammelkarte den Sammelzustand basierend auf jeweiligen Erfassungsergebnissen des ersten Druckerfassungsabschnitts, des Luftstromerfassungsabschnitts und des zweiten Druckerfassungsabschnitts schätzt.
Ozonversorgungssteuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein NOx-Katalysator (12), der in dem Abgas enthaltenes NOx adsorbiert, in dem Verbrennungskanal angeordnet ist; und die zweite Konzentration eine Ozonkonzentration zum Oxidieren des NOx ist, um eine Adsorptionsrate des NOx zum NOx-Katalysator zu erhöhen.
Ozonversorgungsvorrichtung, die Folgendes umfasst: eine Ozonerzeugungseinheit (32), die Ozon erzeugt, einen Ozonkanal (31), der mit einem Verbrennungskanal (15, 16) verbunden ist, durch den Abgas von einem Verbrennungsmotor (10) strömt, wobei der Ozonkanal das Ozon, das von der Ozonerzeugungseinheit erzeugt wird, dem Verbrennungskanal zuführt; und eine Infiltrationseinfangeinheit (37), die in dem Ozonkanal angeordnet ist und Partikel sammelt, die in dem Abgas enthalten sind, das von dem Verbrennungskanal in den Ozonkanal eintritt.
Ozonversorgungsvorrichtung nach Anspruch 7, wobei der Ozonkanal einen eindringenden Kanalabschnitt (31a) aufweist, der in einem Zustand vorgesehen ist, in dem er in das Innere des Verbrennungskanals eindringt; und die Infiltrationseinfangeinheit in dem eindringenden Kanalabschnitt angeordnet ist.