JP2014040826A - ディーゼル酸化触媒装置再生周期決定方法及び再生方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 混合気の濃度を濃厚に調節する濃厚条件印加段階、混合気の濃度が稀薄な状態となれば、DOC前段の温度を測定する温度測定段階、混合気の濃度が稀薄な状態となった後から温度測定段階で測定された温度に基づいて熱負荷値を算出し、算出された熱負荷値を一定時間ごとに累積し、累積された熱負荷値を所定の臨界値と比較して、累積された熱負荷値が臨界値を超えるかどうかを判断する判断段階、及び判断段階で累積された熱負荷値が臨界値以下であるうちに温度測定段階を繰り返し実施し、累積された熱負荷値が臨界値を超えれば段階を全て実行するのにかかった時間に基づいて繰り返して濃厚条件印加段階を実行する周期を決める周期決定段階、を含んでなることを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
る。
また、2014年からEURO−6の自動車排気ガス規制が適用されるが、EURO−6の基準では平均排気温は140℃以下に適用されるため、EURO−5の排気ガス温度より低くなるため、低温でも触媒がよく作動するように触媒の活性を向上させなければならない。
低温活性を向上させるためには、触媒内の貴金属量を増加させる必要があるが、貴金属量を増加させれば費用が増加し、貴金属量を一定量以上増加させても触媒の低温活性が増加しないため、他の方法による改善が必要となる。
前記再生判断段階(S110)でDOC再生が必要であると判断されれば、混合気の濃度を濃厚に調節する濃厚条件印加段階(S130)、
前記濃厚条件印加段階(S130)を実行して、混合気の濃度が濃厚な状態となれば、濃厚な混合気が維持される時間の濃厚維持時間と所定の濃厚維持値を比較し、前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値を超えるかどうかを判断する濃厚維持判断段階(S190)、及び
前記濃厚維持判断段階(S190)で前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値以下であるうちに前記濃厚条件印加段階(S130)を繰り返し実施し、前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値を超えれば、繰り返してDOC再生が必要であるかを判断する前記再生判断段階(S110)を行う繰り返し実行段階、を含んでなることを特徴とする。
低温状態でのDOC活性を向上させるためには、DOC内の貴金属量を増加させる方法がある。しかし、貴金属量を増加させれば費用が増加し、貴金属量を増加させたものに比べてDOC活性度の増加幅がますます減少するため、DOC活性向上のための他の方法が必要となる。
ディーゼルエンジンは通常稀薄な混合気状態で作動するため濃厚な混合気を印加すれば、触媒に吸着されたHC、SOF、SOOT、硫酸化物を効果的に除去して触媒表面をきれいにするので、DOCの活性は増大する。しかし、混合気が再び稀薄な状態に戻り、時間の経過と共に濃厚な混合気の効果が失われDOCの活性が徐々に悪くなって濃厚な混合気を印加する前の状態に戻る。したがって、DOCの活性が悪くならないようにする範囲で繰り返し濃厚条件を印加すれば、DOCは活性状態を維持できる。
したがって、濃厚な混合気による活性改善効果がある程度残っているとき、再び濃厚な混合気を印加する場合に最適のDOC活性改善の効果を示すので、濃厚な混合気の印加周期を適切に決めることが非常に重要である。
濃厚条件印加段階(S130)では濃厚な混合気の条件を印加する。この際、10秒以内でDOC前段の温度を250℃〜750℃の範囲に、DOCベッドの温度は800℃未満に、空気過剰率を0.8〜1.0の範囲に各々維持する。この過程は後述する条件によって1回実行することもでき、多数回実行することもできる。
濃厚条件を印加する際、排気温が高いほど、空気過剰率が低いほど、かつ濃厚条件を維持する時間が長いほど、DOCの活性改善効果は増加するが、これらの値が一定値以上になれば改善効率が飽和状態になって改善効果に限界が発生する。よって、酸素センサーとDOC前後の温度センサーによって空気過剰率を適切に調節して混合気の濃厚程度を調節する。
前述の通り、濃厚条件印加段階(S130)において濃厚条件を印加してから稀薄な状態の混合気となれば、時間が経つにつれて濃厚な混合気の影響がなくなってDOCの活性化程度もますます低くなる。本発明においては、稀薄な混合気の条件を、排気温度は750度未満に、空気過剰率は1より大きく維持し、混合気の稀薄な状態となった後から稀薄な混合気が維持されるうちにDOC前段の温度を測定する。この段階が温度測定段階(S150)である。
前記算出された熱負荷値は重要な指標となる。DOCが一定以上の熱負荷を受ければ濃厚条件による改善効果がなくなるため、前記算出された熱負荷値が一定値を超えないようにDOC前段の温度を測定し、測定された温度に基づいて熱負荷値を算出し、算出された熱負荷値を一定時間ごとに累積し、前記累積された熱負荷値と所定の臨界値を比較する。この段階が判断段階(S170)である。
判断段階(S170)で比較した結果、前記累積された熱負荷値が前記臨界値以下であれば、温度測定段階(S150)を繰り返し実施して前記熱負荷値を累積し続ける。反対に、判断段階(S170)で比較した結果、前記累積された熱負荷値が前記臨界値を超えれば、DOCの濃厚条件印加周期を決めるサイクルが完成され、前記段階を全て実行するのにかかった時間に基づいて繰り返して前記濃厚条件印加段階(S130)を実行するDOC再生周期が決まる。
DOCの再生が必要であるかを判断する再生判断段階(S110)でDOCの再生が必要であると判断すれば、濃厚な混合気を印加する濃厚条件印加段階(S130)を実行する。
濃厚条件印加段階(S130)では、DOC前段の温度を250℃〜750℃の範囲に、DOCベッドの温度は800℃未満に、空気過剰率は0.8〜1.0の範囲に維持する。DOC活性の改善効果が飽和しないように酸素センサーとDOC前後の温度センサーによって空気過剰率を適宜調節して混合気の濃厚程度を調節する。
濃厚維持判断段階(S190)で前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値以下であれば、濃厚条件印加段階(S130)を繰り返し行って混合気の状態を濃厚に維持する。しかし、前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値を超えれば、DOC再生が完了し、再びDOCの再生が必要であるかを判断する再生判断段階(S110)を繰り返し実行する。
S130 濃厚条件印加段階
S150 温度測定段階
S170 判断段階
S190 濃厚維持判断段階
Claims (22)
- 混合気の濃度を濃厚に調節する濃厚条件印加段階(S130)、
前記濃厚条件印加段階(S130)を完了した後、混合気の濃度が稀薄な状態となれば、DOC前段の温度を測定する温度測定段階(S150)、
混合気の濃度が稀薄な状態となった後から前記温度測定段階(S150)で測定した温度に基づいて熱負荷値を算出し、算出された熱負荷値を一定時間ごとに累積し、前記累積された熱負荷値を所定の臨界値と比較して、前記累積された熱負荷値が前記臨界値を超えるかどうかを判断する判断段階(S170)、及び
前記判断段階(S170)で前記累積された熱負荷値が前記臨界値以下であるうちに前記温度測定段階(S150)を繰り返し実施し、前記累積された熱負荷値が前記臨界値を超えれば前記段階を全て実行するのにかかった時間に基づいて繰り返して前記濃厚条件印加段階(S130)を実行する周期を決める周期決定段階、
を含んでなることを特徴とする車両のDOC再生周期決定方法。 - 前記濃厚条件印加段階(S130)において、DOC前段の温度を250℃〜750℃の範囲に維持することを特徴とする請求項1に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、DOCベッドの温度を800℃未満に維持することを特徴とする請求項1に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、空気過剰率を0.8〜1.0の範囲に維持することを特徴とする請求項1に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、DOC前段の温度を250℃〜750℃の範囲に、DOCベッドの温度を800℃未満に、空気過剰率を0.8〜1.0の範囲に維持することを特徴とする請求項1に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記判断段階(S170)において、熱負荷値はt*exp(−R/T)の式によって算出され、前記式で、Rは触媒の特性値、Tは前記温度測定段階(S150)で測定された温度で、絶対温度に変換したものであり、tは前記熱負荷値を累積する時間間隔を意味することを特徴とする請求項1に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記判断段階(S170)において、前記所定の臨界値は、前記濃厚条件印加段階(S130)で印加された濃厚な混合気がDOCが劣化しない範囲に維持されるように前記濃厚条件印加段階(S130)の再実施時点を決める値に設定されることを特徴とする請求項1に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 車両のDOC再生が必要であるかを判断する再生判断段階(S110)、
前記再生判断段階(S110)でDOC再生が必要であると判断されれば、混合気の濃度を濃厚に調節する濃厚条件印加段階(S130)、
前記濃厚条件印加段階(S130)を実行して、混合気の濃度が濃厚な状態となれば、濃厚な混合気が維持される時間の濃厚維持時間と所定の濃厚維持値を比較し、前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値を超えるかどうかを判断する濃厚維持判断段階(S190)、及び
前記濃厚維持判断段階(S190)で前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値以下であるうちに前記濃厚条件印加段階(S130)を繰り返し実施し、前記濃厚維持時間が前記濃厚維持値を超えれば、繰り返してDOC再生が必要であるかを判断する前記再生判断段階(S110)を行う繰り返し実行段階、を含んでなることを特徴とする車両のDOC再生周期決定方法。 - 前記再生判断段階(S110)において、車両のDPFの再生が完了したかを判断し、再生完了の際に前記一連の段階を実行することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記DPFの再生が多数回実行されるごとに前記一連の段階を実行することを特徴とする請求項9に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記再生判断段階(S110)において、所定の走行距離臨界値と車両が走行した走行距離を比較し、前記走行距離が前記走行距離臨界値を超えれば、前記一連の段階を実行することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記再生判断段階(S110)において、所定の燃料消耗量臨界値と車両の運行するうちに消耗した燃料消耗量を比較し、前記燃料消耗量が前記燃料消耗量臨界値を超えれば、前記一連の段階を実行することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、DOC前段の温度を250℃〜750℃の範囲に維持することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、DOCベッドの温度を800℃未満に維持することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、空気過剰率を0.8〜1.0の範囲に維持することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚条件印加段階(S130)において、DOC前段の温度を250℃〜750℃の範囲に、DOCベッドの温度を800℃未満に、空気過剰率を0.8〜1.0の範囲に維持することを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記濃厚維持値は、前記濃厚条件印加段階(S130)で印加された濃厚な混合気がDOCが劣化しない範囲に維持されるように前記濃厚条件印加段階(S130)の再実施時点を決める値に設定されることを特徴とする請求項8に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記走行距離臨界値は、前記再生判断段階(S110)でDOCが劣化しない範囲に維持されるように前記濃厚条件印加段階(S130)の再実施時点を決める値に設定されることを特徴とする請求項11に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記所定の走行距離臨界値と前記走行距離を比較することは、車両のDPFに捕集されたSOOTの量が一定量以下であるときに実施することを特徴とする請求項11に記載の車両がDOC再生周期決定方法。
- 前記燃料消耗量臨界値は、前記再生判断段階(S110)でDOCが劣化しない範囲に維持されるように前記濃厚条件印加段階(S130)の再実施時点を決める値に設定されることを特徴とする請求項12に記載の車両のDOC再生周期決定方法。
- 前記所定の燃料消耗量臨界値と前記燃料消耗量の比較は、車両のDPFに捕集されたSOOTの量が一定量以下であるときに実施することを特徴とする請求項12に記載の車両がDOC再生周期決定方法。
- 濃厚な混合気を繰り返し印加して車両のDOCを再生させることを含んでなることを特徴とする車両のDOC再生方法。
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