JP2018017142A - Pm purifier of internal combustion engine - Google Patents
Pm purifier of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2018017142A JP2018017142A JP2016146533A JP2016146533A JP2018017142A JP 2018017142 A JP2018017142 A JP 2018017142A JP 2016146533 A JP2016146533 A JP 2016146533A JP 2016146533 A JP2016146533 A JP 2016146533A JP 2018017142 A JP2018017142 A JP 2018017142A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- parameter
- electrode
- discharge electrode
- collected
- exhaust
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、内燃機関のPM浄化装置に関する。 The present invention relates to a PM purification device for an internal combustion engine.
内燃機関において排気中の粒子状物質(以下、「PM」と称する場合もある。)が外部に放出されることを抑制すべく、排気通路にフィルタが設けられる。 In the internal combustion engine, a filter is provided in the exhaust passage in order to prevent particulate matter (hereinafter also referred to as “PM”) in the exhaust from being discharged to the outside.
特許文献1には、PMを捕集するフィルタとして電気集塵装置を用いる技術が開示されている。当該技術では、排気通路において行われるコロナ放電によって帯電されたPMが、クーロン力によって排気通路に設けられた集塵電極と集塵フィルタとから成る集塵フィルタ装置に捕集される。そして、このような電気集塵装置では、ヒータを加熱することにより捕集されたPMが酸化除去される(特許文献2参照。)。
コロナ放電を行う放電用電極と、これと対をなし帯電されたPMを捕集する捕集用電極と、を有するPM浄化装置に関する従来技術では、PMの酸化除去のための電圧印加が常に実行されると電力消費が過大になってしまう。また、当該従来技術では、放電用電極にPMが堆積していくと、放電用電極と捕集用電極との間に短絡が生じる虞がある。そして、これら電極間に短絡が生じるとPM浄化装置におけるPM浄化率が大幅に低下してしまう。 In the prior art relating to a PM purification device having a discharge electrode for performing corona discharge and a collection electrode for collecting charged PM that is paired with the discharge electrode, voltage application for oxidation removal of PM is always performed. If it is done, power consumption will become excessive. In the related art, when PM is deposited on the discharge electrode, there is a possibility that a short circuit occurs between the discharge electrode and the collection electrode. And if a short circuit arises between these electrodes, the PM purification rate in a PM purification apparatus will fall significantly.
本発明は、上記のような問題に鑑みてなされたものであって、PM浄化装置において、電力の消費を可及的に抑制したうえで、排気温度に応じて好適にPMを浄化することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the PM purification device, after suppressing the consumption of electric power as much as possible, the PM is suitably purified according to the exhaust temperature. Objective.
上記課題を解決するために本発明に係る内燃機関のPM浄化装置は、内燃機関の排気通路に配置される放電用電極と、前記排気通路において前記放電用電極を取り囲むように配置され前記放電用電極と対になる電極を形成する捕集用電極と、を備える流れ発生装置であって、該放電用電極に対する電圧印加により排気中の粒子状物質に対して該放電用電極側から該捕集用電極側への粒子状物質の流れを生じさせることで、該捕集用電極に粒子状物質を捕集する流れ発生装置と、前記流れ発生装置の前記放電用電極と前記捕集用電極との間に配置される処理用電極と、前記放電用電極と前記捕集用電極との間で該処理用電極の少なくとも一部を取り囲むように配置される誘電体と、を備える捕集PM除去装置であって、該処理用電極に対する電圧印加により前記排気通路における該誘電体の外側で酸化促進成分を生じさせることで、前記捕集用電極に捕集された粒子状物質である捕集PMを酸化除去する捕集PM除去装置と、前記放電用電極に配置される加熱手段を有する放電電極堆積PM除去装置であって、該加熱手段を加熱させることで、前記放電用電極に堆積した排気中の粒子状物質である放電電極堆積PMを酸化除去する放電電極堆積PM除去装置
と、を有するPM浄化装置であって、前記捕集PMの量に対応するパラメータである第一パラメータを算出する第一算出部と、前記第一パラメータが第一所定値以上となる場合に、前記捕集PM除去装置によって前記捕集PMを酸化除去する第一処理を実行する第一処理実行部と、前記放電電極堆積PMの量に対応するパラメータである第二パラメータを算出する第二算出部と、前記第二パラメータが第二所定値以上となる場合に、前記放電電極堆積PM除去装置によって前記放電電極堆積PMを酸化除去する第二処理を実行する第二処理実行部と、を有する制御手段を備え、前記第一算出部及び前記第二算出部は、排気温度が高いときは低いときよりも前記第一パラメータ及び前記第二パラメータを大きくなるように算出し、又は、前記第一処理及び前記第二処理において、排気温度が高いときは低いときよりも前記第一所定値及び前記第二所定値は小さくされる。
In order to solve the above problems, a PM purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention includes a discharge electrode disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, and the discharge electrode disposed so as to surround the discharge electrode in the exhaust passage. A collecting electrode that forms an electrode paired with the electrode, the collecting device from the discharge electrode side for particulate matter in the exhaust gas by applying a voltage to the discharge electrode A flow generating device that collects particulate matter on the collecting electrode by causing a flow of the particulate matter to the electrode for collecting, the discharge electrode and the collecting electrode of the flow generating device, And a dielectric disposed to surround at least a part of the processing electrode between the discharge electrode and the collecting electrode, and the collected PM removal. An apparatus for supplying power to the processing electrode. A collection PM removing device that oxidizes and removes collected PM, which is particulate matter collected by the collection electrode, by generating an oxidation promoting component outside the dielectric in the exhaust passage by application; A discharge electrode deposition PM removing apparatus having a heating means disposed on the discharge electrode, the discharge electrode deposition PM being particulate matter in exhaust gas deposited on the discharge electrode by heating the heating means. A discharge electrode deposition PM removal device that oxidizes and removes, a first purification unit that calculates a first parameter that is a parameter corresponding to the amount of the collected PM, and the first parameter is A first processing execution unit for executing a first processing for oxidizing and removing the collected PM by the collected PM removal device when the first predetermined value is exceeded, and a parameter corresponding to the amount of the discharge electrode deposition PM. A second calculation unit for calculating the second parameter, and a second process for oxidizing and removing the discharge electrode deposition PM by the discharge electrode deposition PM removal device when the second parameter is equal to or greater than a second predetermined value. A control means having a second process execution unit to execute, wherein the first calculation unit and the second calculation unit increase the first parameter and the second parameter when the exhaust gas temperature is high than when the exhaust temperature is low. In the first process and the second process, the first predetermined value and the second predetermined value are made smaller when the exhaust temperature is high than when the exhaust temperature is low.
本発明によれば、PM浄化装置において、電力の消費を可及的に抑制したうえで、排気温度に応じて好適にPMを浄化することができる。 According to the present invention, in the PM purification device, it is possible to suitably purify PM according to the exhaust gas temperature while suppressing power consumption as much as possible.
以下に図面を参照して、本発明に係る内燃機関のPM浄化装置の具体的な実施態様について、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている
構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
Hereinafter, specific embodiments of a PM purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified.
<実施例1>
以下、図面を用いて本発明の実施例について説明する。図1は、本実施例に係るPM浄化装置1の概略構成を示す図である。PM浄化装置1は、ディーゼル機関の排気通路2に設けられる。なお、ガソリン機関の排気通路に設けることもできる。ここで、図1において、排気の流れが矢印2aによって表され、図1中左側が排気の流れ方向において上流側であり、図1中右側が排気の流れ方向において下流側である。
<Example 1>
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a
PM浄化装置1は、流れ発生装置10と、捕集PM除去装置20と、を備える。流れ発生装置10は、コロナ放電によって帯電されたPMの流れを生じさせることでPMを捕集するので、捕集装置と称されてもよい。そして、流れ発生装置10によって捕集されたPMは、捕集PM除去装置20によって酸化除去される。
The
流れ発生装置10は、放電用電極11を備える。放電用電極11は、排気通路2の長手方向に沿って延在する主部11aと、該主部11aから排気通路2の長手方向に直交する方向に延びるように各々が突き出る複数の放電突出部11bとを有する。複数の放電突出部11bは、排気の流れ方向において上流側から下流側にかけて、主部11aの軸線方向に沿って略一定の間隔をおいて設けられている。また、主部11aの軸線方向に沿って同一位置では、放電突出部11bは略等間隔で複数設けられている。例えば、主部11aの軸線方向に沿った同一位置での放電突出部11bの数が4つの場合、主部11aの周りに放射状に略90°間隔で放電突出部11bが設けられる。更に、放電用電極11は、碍子11cとシリコーン栓11dとを有し、主部11aの排気の流れ方向における上流側の端部が碍子11cと接続されている。そして、碍子11cはシリコーン栓11dで排気通路2を形成する排気管3に固定されている。ただし、碍子11cはシリコーン栓以外の種々の絶縁材で構成される栓によって固定されてもよい。また、碍子11cは、絶縁性部材が導電性部材を取り囲んで構成され、当該絶縁性部材がシリコーン栓11dで排気管3に固定されている。当該絶縁性部材は、例えば、セラミックまたはガラス製であり、また、種々の絶縁材で構成されることもできる。
The
また、流れ発生装置10は、放電用電極11と対になる捕集用電極12を形成する排気管3を含む。本実施例では、排気管3が導電性を有することにより、排気管3は排気通路2を形成するだけでなく捕集用電極12としての機能をも担う。ここで、排気管3は、全体が導電性を有するように形成されてもよいし、一部のみが導電性を有するように形成されてもよい。なお、排気管3の一部のみを導電性を有する捕集用電極12とする場合には、捕集用電極12に相当する部分は放電用電極11の放電突出部11bの先端が方向付けられた位置に位置するとよく、また、排気管3の鉛直方向下方の部分に少なくとも位置するとよい。
In addition, the
また、流れ発生装置10は、放電用電極11と捕集用電極12との間に電圧を印加するために、第1電圧発生装置13を更に備える。第1電圧発生装置13は、直流電圧を発生するように構成されている。なお、電圧の大きさは、排気中のPMを負に帯電させることができる電圧として実験等により予め定められ、例えば、7.5kV以上であるとよい。ただし、本実施例では、電圧の大きさをこの範囲に限定する意図はない。そして、第1電圧発生装置13は、導線13aを介して放電用電極11の碍子11cに接続され、一方で(不図示部分が)アースされている。ここで、絶縁性部材が導電性部材を取り囲んで構成される碍子11cは、該絶縁性部材によって放電用電極11の主部11aと捕集用電極12を形成する排気管3とが絶縁され、該導電性部材によって第1電圧発生装置13から主部11aおよび放電突出部11bに電圧が印加されるように構成されている。また、第1
電圧発生装置13がアースされている一方で、捕集用電極12を形成する排気管3もアースされている。このことにより、第1電圧発生装置13による高電圧印加で、放電用電極11と捕集用電極12との間に電位差を確実に生じさせることができる。
The
While the
次に、捕集PM除去装置20は、放電部材21を備える。放電部材21は、処理用電極21a、誘電体21b、碍子21c、シリコーン栓21d、および繊維状体21e(図3参照)を有し、処理用電極21aは誘電体21bによって覆われている。処理用電極21aは導線部材であり、排気通路2の長手方向に沿って延び、後述の図2における折れ曲がり部を除いて排気通路2の長手方向に概ね平行になるように配置されている。また、処理用電極21aは、排気管3のうちの鉛直方向下方の部分に対して設けられていて、排気通路2の長手方向に沿った方向において複数の放電突出部11bが配置された領域を少なくともカバーするように設けられている。なお、排気通路2においてPMは排気の流れの影響を受けて下流側に流される傾向を有し得るので、処理用電極21aは最下流側の放電突出部11bよりも更に下流側にまで延長されるとよい。ここで、図1における放電部材21を鉛直方向上側からみた模式図を図2に示す。図2に示すように、放電部材21は2つの処理部22Aおよび22Bを有する。これら処理部は処理用電極21aおよび誘電体21bで構成され、第1処理部22Aはもう1つの処理部である第2処理部22Bと隣り合うように配置されている。そして、第1処理部22Aは折れ曲がった1本の帯状部として構成され、第2処理部22Bも同様である。これら処理部が有する各々の処理用電極21aが碍子21cと接続されている。そして、碍子21cはシリコーン栓21dで排気管3に固定されている。ただし、碍子21cはシリコーン栓以外の種々の絶縁材で構成される栓によって固定されてもよい。また、碍子21cは、絶縁性部材が導電性部材を取り囲んで構成され、当該絶縁性部材がシリコーン栓21dで排気管3に固定されている。当該絶縁性部材は、例えば、セラミックまたはガラス製であり、また、種々の絶縁材で構成されることもできる。
Next, the collected
更に、放電部材21の断面模式図を図3に示す。図3は、図2のS−S線に沿った第1処理部22Aおよび第2処理部22Bの断面模式図である。図3に示すように、処理用電極21aおよび誘電体21bは略円形断面を有する。また、誘電体21bの表面には繊維状体21eが設けられている。繊維状体21eは、いわゆる静電植毛装置を用いて、複数本の繊維が方向付けられて取り付けられることができる。また、繊維状体21eは他の方法で設けられてもよく、例えば、複数本の繊維が手あるいは機械で所定位置に埋設されてもよい。このように、複数本の繊維を有して構成される繊維状体21eの各繊維は、セラミック・ウィスカーからなり、本実施例におけるセラミック・ウィスカーはSiCウィスカーであるが、他の材料から構成されてもよい。また、繊維状体21eは、水分保持機能を有するとともにPM捕捉機能を有する。
Furthermore, the cross-sectional schematic diagram of the
そして、上記構成を有する放電部材21は、その誘電体21bが排気管3の内面に接して配置される。排気管3は上述したように導電性を有していて、処理用電極21aの対となる電極(以下、「放電部材対電極」と称する場合もある。)として機能する。このように、本実施例では、排気管3は、放電用電極11と対になる捕集用電極12として機能するだけでなく、処理用電極21aの対となる放電部材対電極としても機能する。なお、排気管3の一部のみを導電性を有する放電部材対電極とする場合には、放電部材対電極に相当する部分は誘電体21bに接する位置にするとよい。
The
また、捕集PM除去装置20は、処理用電極21aと放電部材対電極との間に電圧を印加するために、第2電圧発生装置23を更に備える。第2電圧発生装置23は、交流電圧を発生するように構成されている。なお、電圧の大きさは、実験等により予め定められ、例えば、約12kV、周波数1kHzであり得るが、本実施例ではこれに限定する意図はない。そして、第2電圧発生装置23は、導線23aおよび切替装置23bを介して放電
部材21の碍子21cに接続され、一方で(不図示部分が)アースされている。ここで、切替装置23bでその接続を切替えることで、図2に示した第1処理部22Aと第2処理部22Bとは、選択的に第2電圧発生装置23に接続される。また、絶縁性部材が導電性部材を取り囲んで構成される碍子21cは、該絶縁性部材によって処理用電極21aと放電部材対電極を形成する排気管3とが絶縁され、該導電性部材によって第2電圧発生装置23から処理用電極21aに電圧が印加されるように構成されている。また、第2電圧発生装置23がアースされている一方で、放電部材対電極を形成する排気管3もアースされているので、第2電圧発生装置23による電圧印加で、処理用電極21aと放電部材対電極との間に電位差を生じさせることができる。なお、第2電圧発生装置23は、パルス直流電圧を発生するように構成されてもよい。
In addition, the collected
そして、PM浄化装置1は、放電電極堆積PM除去装置30を更に備える。放電電極堆積PM除去装置30は、電熱線31および電源32を有し、電熱線31は導線32aを介して電源32に接続されている。ここで、電熱線31は、放電用電極11の碍子11cの表面に沿って巻かれている巻き線であって、排気通路2における碍子11cの排気管3への固定部の近傍に設けられている。
The
ここで、上述した第1電圧発生装置13、第2電圧発生装置23、および電源32は、本実施例に係るPM浄化装置1が設けられるディーゼル機関(以下、「本実施例のディーゼル機関」と称する場合もある。)の運転状態等を制御するユニットとして該ディーゼル機関に併設された電子制御ユニット(ECU)40に電気的に接続されている。そして、ECU40によってこれら各種装置が制御される。
Here, the
また、ECU40には、アクセルポジションセンサ41、クランクポジションセンサ42、図示しない吸気通路に設けられたエアフローメータ43、およびPM浄化装置1よりも上流側の排気通路2に設けられた排気温センサ44等の各種センサが電気的に接続されている。アクセルポジションセンサ41は、図示しないアクセルペダルの操作量(アクセル開度)に相関した電気信号を出力するセンサである。クランクポジションセンサ42は、本実施例のディーゼル機関の機関出力軸(クランクシャフト)の回転位置に相関する電気信号を出力するセンサである。エアフローメータ43は、図示しない吸気通路内を流れる吸気(空気)の量(質量)に応じた電気信号を出力するセンサである。排気温センサ44は、PM浄化装置1よりも上流側の排気通路2内を流れる排気の温度に応じた電気信号を出力するセンサである。そして、これらのセンサの出力信号がECU40に入力される。ECU40は、アクセルポジションセンサ41の出力信号に基づいて本実施例のディーゼル機関の機関負荷を導出する。また、ECU40は、クランクポジションセンサ42の出力信号に基づいて本実施例のディーゼル機関の機関回転速度を導出する。また、ECU40は、エアフローメータ43の出力信号に基づいてPM浄化装置1に流入する排気の流量を推定する。また、ECU40は、排気温センサ44の出力信号に基づいてPM浄化装置1に流入する排気の温度(以下、「排気温度」と称する場合もある。)を検出する。
The
ここで、上記構成を有するPM浄化装置1の作用に関して以下説明する。まず、流れ発生装置10では、第1電圧発生装置13からの高電圧が放電用電極11に印加されると、放電用電極11、好ましくは放電突出部11bから排気管3に向けてイオンが飛び出し、排気管3内の排気通路2を流れているPMが負に帯電する。そして、当該イオンに誘起されたイオン風(不図示)が生じ、放電用電極11側から排気管3側への流れが生じる。これによって、排気中に含まれるPMの大部分は排気通路2において排気管3側に向けて導かれ、PMの大部分が排気管3の内面に集められる。そして、このようにして集められたPMは、好ましくは第1処理部22Aおよび第2処理部22Bに至る。PMの一部は、重力の影響を受け、鉛直方向下側のこれら処理部に導かれ得る。また、PMの一部は、繊維状体21eによって捕捉される。
Here, the operation of the
次に、捕集PM除去装置20では、第2電圧発生装置23からの交流高電圧が放電部材21の処理用電極21aに印加されると、放電部材21と排気管3との間で、特に誘電体21bと排気管3との接触部近傍において放電現象が生じる。このことにより、排気管3内の排気通路2において、誘電体21bの周囲でオゾンや活性酸素といったPMの酸化促進成分が生じ、流れ発生装置10によって排気管3の内面に捕集され第1処理部22Aおよび第2処理部22Bに至ったPMの酸化が促される。つまり、PMを酸化除去(燃焼除去)することができる。ここで、上述したように、繊維状体21eは水分保持機能を有し、繊維状体21eによって保持され得る排気中の水分が誘電体21bの表面に広がり得る。そして、誘電体21bの周囲に水分が広がると、上記の放電現象は、誘電体21bと排気管3との接触部近傍だけでなく、この水分存在領域に沿ってより広い範囲で生じ得る。つまり、誘電体21bの周囲の水分によって放電領域の拡大がもたらされる。
Next, in the collected
更に、このような放電現象では、イオン流が生じ得る。ここで、上述したように、繊維状体21eは誘電体21bの表面において方向付けられて設けられていて、図3に示すように、誘電体21bの少なくとも一部の繊維が隣りの処理部側に方向付けられて設けられている。したがって、例えば、第1処理部22Aにおける放電現象で生じたイオン流に乗ってPMが飛散してしまった場合でも、該PMは繊維状体21eによって隣りの第2処理部22Bに方向付けられ得ることになる。すなわち、第2電圧発生装置23による第1処理部22Aへの電圧印加を所定時間行った後、切替装置23bで第2電圧発生装置23の接続を第1処理部22Aから第2処理部22Bへ切替えることにより、第1処理部22Aにおける放電現象で生じたイオン流に乗って飛散してしまったPMを、第2処理部22Bにおける放電現象で上記の如く酸化除去することができる。そして、本実施例に係る捕集PM除去装置20では、切替装置23bにより、第2電圧発生装置23への第1処理部22Aの接続と、第2電圧発生装置23への第2処理部22Bの接続とが交互に切替えられることによって、流れ発生装置10によって捕集されたPMが第1処理部22Aおよび第2処理部22Bで段階的に酸化除去される。更に、このように処理部が切替えられることで、排気管3における作動状態にない処理部の放電部材対電極に相当する部分は、流れ発生装置10における捕集用電極12としてPMの捕集を続けることができる。したがって、処理部近傍において、流れ発生装置10でのPMの捕集と、捕集PM除去装置20でのPMの酸化除去とを並行して行うことができる。
Further, in such a discharge phenomenon, an ion flow can occur. Here, as described above, the
ここで、上述したように、本実施例では、捕集PM除去装置20が有する処理用電極21aに対する電圧印加により酸化促進成分を生じさせ、流れ発生装置10によって捕集されたPMを酸化除去するが、PMの酸化除去のための電圧印加が常に実行されると電力消費が過大になってしまう。そこで、本実施例に係るPM浄化装置1では、ECU40によって、流れ発生装置10により排気管3の内面に捕集されたPM(以下、「捕集PM」と称する場合もある。)の推定量(以下、「捕集PM推定量」と称する場合もある。)が算出される。更に、ECU40によって、捕集PM推定量に対応するパラメータである「第一パラメータ」が算出される。なお、第一パラメータは、後述するように、捕集PM推定量に、排気温度に応じて変化する第一補正係数を乗じることによって算出される。そして、第一パラメータが第一所定値以上となる場合に、ECU40は、第2電圧発生装置23を用いて処理用電極21aに対して電圧印加を行い誘電体21bの周囲で酸化促進成分を生じさせることで、第1処理部22Aおよび第2処理部22B周辺の捕集PMを酸化除去する。以下の説明において、ECU40が捕集PM除去装置20を用いて捕集PMを酸化除去する処理を「第一処理」と称する。なお、本実施例においては、ECU40が第一パラメータを算出することで、本発明に係る第一算出部として機能する。また、ECU40が第一処理を実行することで、本発明に係る第一処理実行部として機能する。
Here, as described above, in this embodiment, an oxidation promoting component is generated by applying a voltage to the
そして、本実施例に係るPM浄化装置1における、第一パラメータと、PM浄化装置1
に単位時間当たりに流入するPM量(以下、「流入PM量」と称する場合もある。)に対する流れ発生装置10によって単位時間当たりに捕集されるPM量の比率(以下、「PM捕集効率」と称する場合もある。)と、の相関を図4に示す。図4に示すように、第一パラメータが大きいほどPM捕集効率は低くなる。これは、第一パラメータが大きい場合には、PM浄化装置1に流入して流れ発生装置10により捕集されないPMの量が相対的に多くなることを意味しており、このような場合には、流れ発生装置10により捕集されないPMがPM浄化装置1から下流側の排気通路2に流出し、PM浄化率が低下する。そこで、本実施例に係るPM浄化装置1では、第一パラメータが第一所定値以上となる場合に、ECU40が第一処理を実行することで捕集PMを酸化除去する。その結果、捕集PM推定量が比較的少なくなり、該捕集PM推定量と相関する第一パラメータが比較的小さくなることになる。このときには、PM捕集効率の低下が回復する。ここで、図4における値Q1は前記第一所定値に相当する第一パラメータの閾値を示していて、前記第一所定値は、本実施例のディーゼル機関が搭載された車両のエミッションとして許容される排出PM量に基づいて定められるPM捕集効率(図4に示す効率R1)に対応する第一パラメータとして実験等に基づき予め定められた値である。このように、第一処理が実行されることによって、捕集PM除去装置20が有する処理用電極21aに対する電圧印加が適切な時期に実行されることになり、電力の消費を可及的に抑制したうえでPMを浄化することが可能となる。
And in
The ratio of the amount of PM collected per unit time by the flow generator 10 (hereinafter referred to as “PM collection efficiency”) to the amount of PM that flows in per unit time (hereinafter also referred to as “inflow PM amount”). 4) is shown in FIG. As shown in FIG. 4, the PM collection efficiency decreases as the first parameter increases. This means that when the first parameter is large, the amount of PM that flows into the
また、本実施例に係るPM浄化装置1では、放電電極堆積PM除去装置30が有する電源32から電熱線31への電力供給によって電熱線31が加熱され、放電用電極11の碍子11cに堆積したPMが酸化除去される。なお、本実施例においては電熱線31が、本発明における加熱手段に相当する。
Further, in the
ここで、上述したように、放電用電極11にPMが堆積していくことで、放電用電極11と捕集用電極12との間に短絡が生じ得る。本実施例に係るPM浄化装置1では、放電用電極11の主部11aと、捕集用電極12を形成する排気管3と、をつなぐ放電用電極11の碍子11cの近傍に、特にPMが堆積し易くなる。そして、これら電極間に短絡が生じると流れ発生装置10によるPMの捕集能が失われ得るため、PM浄化率が大幅に低下してしまう。そこで、本実施例に係るPM浄化装置1では、ECU40によって、放電用電極11に堆積したPM(以下、「放電電極堆積PM」と称する場合もある。)の推定量(以下、「堆積PM推定量」と称する場合もある。)が算出される。更に、ECU40によって、堆積PM推定量に対応するパラメータである「第二パラメータ」が算出される。なお、第二パラメータは、後述するように、堆積PM推定量に、排気温度に応じて変化する第二補正係数を乗じることによって算出される。そして、第二パラメータが第二所定値以上となる場合に、ECU40は、電源32を用いて電熱線31を加熱させることで、放電電極堆積PMを酸化除去する。以下の説明において、ECU40が放電電極堆積PM除去装置30を用いて放電電極堆積PMを酸化除去する処理を「第二処理」と称する。なお、本実施例においては、ECU40が第二パラメータを算出することで、本発明に係る第二算出部として機能する。また、ECU40が第二処理を実行することで、本発明に係る第二処理実行部として機能する。
Here, as described above, when PM is deposited on the
そして、本実施例に係るPM浄化装置1における、第二パラメータと、PM捕集効率と、の相関を図5に示す。図5に示すように、第二パラメータがある値(図5に示す値Q2)を超えている場合には、PM捕集効率は大幅に低くなる。すなわち、このような場合には、本実施例のディーゼル機関が搭載された車両のエミッションが大幅に悪化することになる。そこで、本実施例に係るPM浄化装置1では、第二パラメータが第二所定値以上となる場合に、ECU40が第二処理を実行することで放電電極堆積PMを酸化除去する。その結果、堆積PM推定量が比較的少なくなり、該堆積PM推定量と相関する第二パラメータが比較的小さくなることになる。このときには、PM捕集効率の大幅な低下が回避さ
れる。ここで、図5における値Q2は前記第二所定値に相当する第二パラメータの閾値を示していて、前記第二所定値は実験等に基づき予め定められる。このように、第二処理が実行されることによって、放電用電極11と捕集用電極12との間に短絡が生じることが回避され、PM浄化率の大幅な低下が抑制される。
And the correlation of the 2nd parameter and PM collection efficiency in
また、流れ発生装置10によってPMが捕集されているときのPM捕集効率の時間推移を図6に示す。ここで、図6では、排気温度が低い場合(低排気温時)のPM捕集効率の時間推移(図6に示す線L1)、排気温度が高い場合(高排気温時)のPM捕集効率の時間推移(図6に示す線L3)、および排気温度が上記の低排気温時と高排気温時との間の温度の場合のPM捕集効率の時間推移(図6に示す線L2)の比較を併せて示している。図6に示すように、時間の経過とともにPM捕集効率は低下していき、線L1に例示されるように時刻t3におけるPM捕集効率は時刻t1におけるPM捕集効率よりも低くなる。また、線L2についても、時刻t1から時刻t3の期間において上記の線L1と同様の傾向を示す。これは、排気温度が同一の場合には時間の経過とともに第一パラメータが大きくなること、および上記の図4に示したように第一パラメータが大きいほどPM捕集効率は低くなることが影響している。ここで、流れ発生装置10においては、放電用電極11からのコロナ放電によって帯電されイオン風の流れで排気管3側に向けて導かれたPMが既に排気管3の内面に集められた捕集PMに衝突し、捕集PMは再飛散してしまう。そして、捕集PM推定量が多い場合には、PM同士の衝突に起因する捕集PMの再飛散が起こり易くなるため、PM捕集効率が比較的低くなってしまう。
Moreover, the time transition of PM collection efficiency when PM is collected by the
ここで、本発明の発明者は鋭意検討を行った結果、排気温度の影響を受けて捕集PMの再飛散の起こり易さが変化することを見出した。そして、このことを説明するために、本実施例に係るPM浄化装置1における、PMの粒子径分布の変化の概念について図7Aおよび図7Bに基づいて説明する。図7Aは、上記の図6に示した線L1に対応したPMの粒子径分布の変化の概念を示していて、時刻t1、時刻t2、および時刻t3におけるPMの粒子径分布を粒子径と粒子数との相関として表している。図7Aに示すように、時刻t1、時刻t2、および時刻t3における粒子径と粒子数との相関は、何れにおいても粒子径d1近傍の粒子数が最も多くなっている。このように、排気温度が低い場合には、粒子数が最も多くなる粒子径について、時間の経過とともに変化し難くなっている。一方で、図7Bは、上記の図6に示した線L3に対応したPMの粒子径分布の変化の概念を示している。図7Bに示すように、時刻t1における粒子径と粒子数との相関では、粒子径d2近傍の粒子数が最も多くなり、時刻t3における粒子径と粒子数との相関では、粒子径d3近傍の粒子数が最も多くなっている。このように、排気温度が高い場合には、流れ発生装置10によるPMの捕集の初期において粒子径が相対的に小さいPMが多く存在し、流れ発生装置10によるPMの捕集が進行すると粒子径が相対的に大きいPMが多く存在することになる。これは、排気温度が高い場合には、PM浄化装置1に流入した際のPMの粒子径が相対的に小さいことを表している。そして、このときには、流れ発生装置10によるPMの捕集の過程においてPM同士が衝突し易くなり、該PM同士の衝突に起因して捕集PMの再飛散が比較的高い頻度で起こっていると考えられる。このように、図7Bは、排気温度が高い場合には、捕集PMの再飛散が起こり易くなっていることを示している。そして、PMの捕集、衝突、再飛散が繰り返し行われることでPMが凝集し、PMの粒子径が相対的に大きくなる。以上をまとめると、排気温度が低い場合には、PM浄化装置1に流入するPMの粒子径は相対的に大きくて、捕集PMの再飛散の発生頻度は比較的低いと考えられる。一方で、排気温度が高い場合には、粒子径が相対的に小さいPM同士が衝突することで、捕集PMの再飛散が比較的高い頻度で起こっていると考えられる。そして、排気温度が高い場合には低い場合よりも捕集PMの再飛散が高い頻度で起こり得るので、図6に示すように、時刻t1から時刻t3の期間におけるPM捕集効率の低下代は、線L1よりも線L2、更には線L3の方が大きくなる。
Here, as a result of intensive studies, the inventors of the present invention have found that the likelihood of re-scattering of the collected PM changes under the influence of the exhaust temperature. In order to explain this, the concept of the change in the particle size distribution of PM in the
また、図6における線L3によって示されるように、排気温度が高い場合には、ある時刻においてPM捕集効率が急峻に低下する。このときには、放電用電極11と捕集用電極12との間に短絡が起こっている。そして、このこともまた、上述した捕集PMの再飛散の起こり易さが影響していると考えられる。すなわち、排気温度が高い場合には、捕集PMの再飛散が起こり易くなっていて、再飛散したPMは放電用電極11の碍子11cに堆積し得るため、再飛散したPMに起因して放電電極堆積PMが増加し、第二パラメータが第二所定値を超えると、PM捕集効率が大幅に低下することになる。なお、排気温度が低い場合には、捕集PMの再飛散の発生頻度は比較的低いと考えられるので、放電電極堆積PMは増加し難く、放電用電極11と捕集用電極12との間の短絡も起こり難くなっている(図6に示す線L1)、または短絡が起こるとしても短絡発生までの時間が長くなる(図6に示す線L2)。
Further, as indicated by a line L3 in FIG. 6, when the exhaust gas temperature is high, the PM collection efficiency sharply decreases at a certain time. At this time, a short circuit occurs between the
そこで、本実施例に係るPM浄化装置1では、ECU40は、排気温度が高いときは低いときよりも第一パラメータおよび第二パラメータを大きくなるように算出する。以下に、第一パラメータおよび第二パラメータの算出手法についてそれぞれ説明する。
Therefore, in the
図8は、ECU40における第一パラメータ算出部の機能を示すブロック図である。本発明における第一算出部に相当する第一パラメータ算出部110は、第一パラメータを算出するための機能部であり、ECU40において所定のプログラムが実行されることによって実現される。
FIG. 8 is a block diagram illustrating the function of the first parameter calculation unit in the
第一パラメータ算出部110においては、先ず、PM浄化装置1において単位時間当たりに捕集されるPM量(以下、「PM捕集量」と称する場合もある。)が算出される。詳細には、PM捕集量は、流入PM量にPM捕集効率を乗じることによって算出される。ここで、流入PM量は、本実施例のディーゼル機関の運転状態(機関回転速度および機関負荷)と関係がある。したがって、この関係を予め実験またはシミュレーション等により求めておけば、運転状態から流入PMを算出することができる。なお、流入PM量はセンサによって検出することもできる。また、PM捕集効率は、捕集PM推定量と相関を有していて、例えば捕集PM推定量が多いほどPM捕集効率は低くなるという傾向を反映してもよい。また、PM捕集効率は、排気温度とも相関を有していて、例えば排気温度が高いほどPM捕集効率は低くなるという傾向を反映してもよい。このことは、上述した捕集PMの再飛散が影響していて、捕集PM推定量が多いほど、または排気温度が高いほど捕集PMの再飛散が起こり易くなり、その結果としてPM捕集効率が低くなるという傾向になる。ECU40のROMには、このような相関がマップまたは関数として予め記憶されていて、このマップまたは関数を用いてPM捕集効率が算出される。そして、第一パラメータ算出部110においては、次に、このようにして算出されたPM捕集量の値に捕集PM推定量の前回値を積算することにより、捕集PM推定量の値が更新される。
In the first
更に、第一パラメータ算出部110は、第一補正係数算出部111を有していて、第一補正係数算出部111では、捕集PM推定量を補正するための係数である第一補正係数が算出される。ここで、第一補正係数は、排気温度と相関を有する係数であって、上記図7Aおよび図7Bを示して説明した排気温度に応じて捕集PMの再飛散の起こり易さが変化することを考慮した係数である。すなわち、排気温度が高い場合には、捕集PMの再飛散が起こり易くなり、PM捕集効率が低下するので、第一補正係数算出部111は、排気温度が高いときは低いときよりも第一補正係数が大きくなるように算出する。そして、捕集PM推定量に第一補正係数を乗じることによって第一パラメータが算出される。したがって、第一補正係数によって補正された第一パラメータは、捕集PM推定量が同一の場合でも、排気温度が高いときは低いときよりも大きくなる。
Furthermore, the first
以上のように、第一パラメータが算出されることによって、第一パラメータが第一所定
値以上となる場合に実行される第一処理が、排気温度に応じてより適切な時期に実行されることになり、電力の消費を可及的に抑制したうえで、好適にPMを浄化することが可能となる。
As described above, by calculating the first parameter, the first process that is executed when the first parameter is equal to or greater than the first predetermined value is executed at a more appropriate time according to the exhaust gas temperature. Thus, it is possible to suitably purify PM while suppressing power consumption as much as possible.
また、図9は、ECU40における第二パラメータ算出部の機能を示すブロック図である。本発明における第二算出部に相当する第二パラメータ算出部210は、第二パラメータを算出するための機能部であり、ECU40において所定のプログラムが実行されることによって実現される。
FIG. 9 is a block diagram showing the function of the second parameter calculation unit in the
第二パラメータ算出部210においては、先ず、PM浄化装置1において単位時間当たりに放電用電極11に堆積するPM量(以下、「PM堆積量」と称する場合もある。)が算出される。詳細には、PM堆積量は、流入PM量にPM堆積率を乗じることによって算出される。ここで、流入PM量は、第一パラメータ算出部110と同様にして算出される。また、PM堆積率は、ECU40のROMにマップまたは関数として予め記憶されているPM堆積率と、捕集PM推定量および排気温度と、の相関を用いて算出される。そして、第二パラメータ算出部210においては、次に、このようにして算出されたPM堆積量の値に堆積PM推定量の前回値を積算することにより、堆積PM推定量の値が更新される。
First, the second
更に、第二パラメータ算出部210は、第二補正係数算出部211を有していて、第二補正係数算出部211では、堆積PM推定量を補正するための係数である第二補正係数が算出される。ここで、第二補正係数は、上述した第一補正係数と同様に、排気温度と相関を有する係数であって、第二補正係数算出部211は、排気温度に応じて捕集PMの再飛散の起こり易さが変化することを考慮して、排気温度が高いときは低いときよりも第二補正係数が大きくなるように算出する。そして、堆積PM推定量に第二補正係数を乗じることによって、第二パラメータが算出される。したがって、第二補正係数によって補正された第二パラメータは、堆積PM推定量が同一の場合でも、排気温度が高いときは低いときよりも大きくなる。
Furthermore, the second
以上のように、第二パラメータが算出されることによって、第二パラメータが第二所定値以上となる場合に実行される第二処理が、排気温度に応じてより適切な時期に実行されることになり、放電用電極11と捕集用電極12との間に短絡が生じることが回避され、PM浄化率の大幅な低下が抑制される。
As described above, by calculating the second parameter, the second process executed when the second parameter is equal to or greater than the second predetermined value is executed at a more appropriate time according to the exhaust gas temperature. Thus, the occurrence of a short circuit between the
ここで、本実施例に係るPM浄化装置1において実行される制御フローについて図10および図11に基づいて説明する。
Here, the control flow executed in the
図10は、本実施例に係る第一処理が実行される際の制御フローを示すフローチャートである。本実施例では、本フローが、ECU40によって、本実施例のディーゼル機関の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
FIG. 10 is a flowchart illustrating a control flow when the first process according to the present embodiment is executed. In this embodiment, this flow is repeatedly executed by the
本フローでは、先ず、S101において、ECU40が、クランクポジションセンサ42の出力信号に基づいて本実施例のディーゼル機関の機関回転速度を取得し、アクセルポジションセンサ41の出力信号に基づいて本実施例のディーゼル機関の機関負荷を取得し、排気温センサ44の出力信号に基づいて排気温度を取得する。
In this flow, first, in S101, the
次に、S102において、第一パラメータPr1が算出される。S102では、上述した第一パラメータ算出部110によって第一パラメータPr1が算出される。
Next, in S102, the first parameter Pr1 is calculated. In S102, the first parameter Pr1 is calculated by the first
次に、S103において、ECU40のROMに記憶されている第一パラメータの閾値
Pr1thが読込まれる。この閾値Pr1thは、上述した第一所定値に相当する値であり、実験等に基づき予め定められECU40のROMに記憶されている。そして、S103の処理の後にS104において、第一パラメータPr1が閾値Pr1th以上であるか否かが判別される。S104において肯定判定された場合、ECU40はS105の処理へ進み、S104において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。
Next, in S103, the threshold Pr1th of the first parameter stored in the ROM of the
S104において肯定判定された場合、次に、S105において、第一処理実行時間ts1が算出される。S105では、捕集PMの酸化除去を可能とするように、第一処理実行時間ts1が算出される。この値は、S102における第一パラメータPr1の算出の過程で第一パラメータ算出部110により算出される捕集PM推定量Qtr、第一処理の終了時における捕集PM推定量Qtr0、第一処理による捕集PMの酸化速度、およびPM浄化装置1において単位時間当たりに捕集されるPM量であるPM捕集量に基づいて算出され、例えば、ECU40のROMにはこれらの相関が予め記憶されている。
If an affirmative determination is made in S104, then a first process execution time ts1 is calculated in S105. In S105, the first processing execution time ts1 is calculated so that the collected PM can be oxidized and removed. This value is the collected PM estimated amount Qtr calculated by the first
次に、S106において、第一処理が実行される。第一処理が実行されることによって捕集PMが酸化除去されるが、S106では、第一処理による捕集PMの酸化速度がPM捕集量よりも大きくなるように、捕集PM除去装置20が有する処理用電極21aに印加される電圧の大きさが制御される。このことにより、捕集PMを確実に減らすことができる。
Next, in S106, the first process is executed. The collected PM is oxidized and removed by executing the first process, but in S106, the collected
次に、S107において、第一処理の実行が開始されてから第一処理実行時間ts1が経過したか否かが判別される。S107において肯定判定された場合、ECU40はS108の処理へ進み、S107において否定判定された場合、ECU40はS106の処理へ戻る。
Next, in S107, it is determined whether or not the first process execution time ts1 has elapsed since the execution of the first process was started. If an affirmative determination is made in S107, the
S107において肯定判定された場合、次に、S108において、捕集PM推定量Qtrの値が第一処理の終了時における捕集PM推定量Qtr0の値に更新され、S108の処理の後、本フローの実行が終了される。 If an affirmative determination is made in S107, then in S108, the value of the collected PM estimated amount Qtr is updated to the value of the collected PM estimated amount Qtr0 at the end of the first process. The execution of is terminated.
また、図11は、本実施例に係る第二処理が実行される際の制御フローを示すフローチャートである。本実施例では、本フローが、ECU40によって、本実施例のディーゼル機関の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
FIG. 11 is a flowchart showing a control flow when the second process according to the present embodiment is executed. In this embodiment, this flow is repeatedly executed by the
本フローでは、先ず、S201において、ECU40が、クランクポジションセンサ42の出力信号に基づいて本実施例のディーゼル機関の機関回転速度を取得し、アクセルポジションセンサ41の出力信号に基づいて本実施例のディーゼル機関の機関負荷を取得し、排気温センサ44の出力信号に基づいて排気温度を取得する。
In this flow, first, in S201, the
次に、S202において、第二パラメータPr2が算出される。S202では、上述した第二パラメータ算出部210によって、第二パラメータPr2が算出される。
Next, in S202, the second parameter Pr2 is calculated. In S202, the second parameter Pr2 is calculated by the second
次に、S203において、ECU40のROMに記憶されている第二パラメータの閾値Pr2thが読込まれる。この閾値Pr2thは、上述した第二所定値に相当する値であり、実験等に基づき予め定められECU40のROMに記憶されている。そして、S203の処理の後にS204において、第二パラメータPr2が閾値Pr2th以上であるか否かが判別される。S204において肯定判定された場合、ECU40はS205の処理へ進み、S204において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。
Next, in S203, the second parameter threshold value Pr2th stored in the ROM of the
S204において肯定判定された場合、次に、S205において、第二処理実行時間ts2が算出される。S205では、放電電極堆積PMの酸化除去を可能とするように、第
二処理実行時間ts2が算出される。この値は、S202における第二パラメータPr2の算出の過程で第二パラメータ算出部210により算出される堆積PM推定量Qdp、第二処理の終了時における堆積PM推定量Qdp0、第二処理による放電電極堆積PMの酸化速度、およびPM浄化装置1において単位時間当たりに放電用電極11に堆積するPM量であるPM堆積量に基づいて算出され、例えば、ECU40のROMにはこれらの相関が予め記憶されている。
If an affirmative determination is made in S204, the second process execution time ts2 is then calculated in S205. In S205, the second processing execution time ts2 is calculated so that the discharge electrode deposition PM can be oxidized and removed. This value is the accumulated PM estimated amount Qdp calculated by the second
次に、S206において、第二処理が実行される。第二処理が実行されることによって放電電極堆積PMが酸化除去されるが、S206では、第二処理による放電電極堆積PMの酸化速度がPM堆積量よりも大きくなるように、放電電極堆積PM除去装置30が有する電熱線31に印加される電圧の大きさが制御される。このことにより放電電極堆積PMを確実に減らすことができる。
Next, in S206, the second process is executed. The discharge electrode deposition PM is removed by oxidation by executing the second process, but in S206, the discharge electrode deposition PM removal is performed so that the oxidation rate of the discharge electrode deposition PM by the second process is larger than the PM deposition amount. The magnitude | size of the voltage applied to the
次に、S207において、第二処理の実行が開始されてから第二処理実行時間ts2が経過したか否かが判別される。S207において肯定判定された場合、ECU40はS208の処理へ進み、S207において否定判定された場合、ECU40はS206の処理へ戻る。
Next, in S207, it is determined whether or not the second process execution time ts2 has elapsed since the execution of the second process was started. If an affirmative determination is made in S207, the
S207において肯定判定された場合、次に、S208において、堆積PM推定量Qdpの値が第二処理の終了時における堆積PM推定量Qdp0の値に更新され、S208の処理の後、本フローの実行が終了される。 If an affirmative determination is made in S207, then, in S208, the value of the accumulated PM estimated amount Qdp is updated to the value of the accumulated PM estimated amount Qdp0 at the end of the second process, and after the process of S208, execution of this flow is performed. Is terminated.
本実施例によれば、図10に示した制御フローにおいて第一処理が実行されることによって、捕集PM除去装置20が有する処理用電極21aに対する電圧印加が、排気温度が高いときは低いときよりも早期に実行されることになり、電力の消費を可及的に抑制したうえで、好適にPMを浄化することが可能となる。更に、本実施例では、第一処理とは独立して第二処理が実行される。ただし、第二処理の実行によって酸化除去される放電電極堆積PMは、第一処理の実行によって酸化除去され得る捕集PMの再飛散に起因して生じ得るものであるので、第二処理の実行については第一処理の実行状況が影響するといえる。そして、図11に示した制御フローにおいて第二処理が実行されることによって、排気温度が高いときは低いときよりも早期に第二処理が実行されることになり、放電用電極11と捕集用電極12との間に短絡が生じることが回避され、PM浄化率の大幅な低下が抑制される。
According to the present embodiment, when the first process is executed in the control flow shown in FIG. 10, the voltage application to the
<変形例1>
実施例1は、排気温度が高いときは低いときよりも第一パラメータおよび第二パラメータを大きくなるように算出する例である。これに対し、本変形例は、排気温度が高いときは低いときよりも第一所定値および第二所定値が小さくされる例である。本変形例において、上記実施例1と実質的に同一の構成、実質的に同一の制御処理については、その詳細な説明を省略する。
<
In the first embodiment, when the exhaust temperature is high, the first parameter and the second parameter are calculated to be larger than when the exhaust temperature is low. On the other hand, this modification is an example in which the first predetermined value and the second predetermined value are made smaller when the exhaust gas temperature is high than when it is low. In this modification, the detailed description of the substantially same configuration and substantially the same control processing as in the first embodiment will be omitted.
ここで、本変形例に係るPM浄化装置1において実行される制御フローについて図12および図14に基づいて説明する。
Here, the control flow executed in the
図12は、本変形例に係る第一処理が実行される際の制御フローを示すフローチャートである。本変形例では、本フローが、ECU40によって、本変形例に係るPM浄化装置1が設けられたディーゼル機関の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
FIG. 12 is a flowchart showing a control flow when the first process according to this modification is executed. In this modification, this flow is repeatedly executed by the
本フローでは、S101の処理の後に、S302において、第一パラメータPr1´が算出される。S302では、上記実施例1の第一パラメータ算出部110に相当する第一
パラメータ算出部310によって第一パラメータPr1´が算出される。ここで、第一パラメータ算出部310の機能を示すブロック図を図13に示す。図13に示すように、第一パラメータ算出部310においては、上記実施例1の第一パラメータ算出部110と異なり、捕集PM推定量の補正は行われない。つまり、捕集PM推定量が第一パラメータとして算出される。
In this flow, after the process of S101, the first parameter Pr1 ′ is calculated in S302. In S302, the first parameter Pr1 ′ is calculated by the first
次に、S303において、第一パラメータの閾値Pr1´thが算出される。S303では、上記実施例1と同様にして第一パラメータの閾値Pr1thが読込まれる。そして、この閾値Pr1thが排気温度に応じて変化する補正係数である第三補正係数によって補正されることで、第一パラメータの閾値Pr1´thが算出される。詳細には、第一パラメータの閾値Pr1´thは、ECU40のROMに記憶されている閾値Pr1thに第三補正係数を乗じることによって算出される。ここで、第三補正係数は、排気温度と相関を有する係数であって、排気温度が高いときは低いときよりも小さくされる。したがって、第三補正係数によって補正された閾値Pr1´thは、排気温度が高いときは低いときよりも小さくなる。そして、S303の処理の後にS304において、第一パラメータPr1´が閾値Pr1´th以上であるか否かが判別される。S304において肯定判定された場合、ECU40はS105の処理へ進み、S304において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。
Next, in S303, a threshold Pr1′th of the first parameter is calculated. In S303, the first parameter threshold value Pr1th is read in the same manner as in the first embodiment. Then, the threshold value Pr1′th of the first parameter is calculated by correcting the threshold value Pr1th with a third correction coefficient that is a correction coefficient that changes according to the exhaust gas temperature. Specifically, the threshold value Pr1′th of the first parameter is calculated by multiplying the threshold value Pr1th stored in the ROM of the
また、図14は、本変形例に係る第二処理が実行される際の制御フローを示すフローチャートである。本変形例では、本フローが、ECU40によって、本変形例に係るPM浄化装置1が設けられたディーゼル機関の運転中に所定の演算周期で繰り返し実行される。
FIG. 14 is a flowchart showing a control flow when the second process according to this modification is executed. In this modification, this flow is repeatedly executed by the
本フローでは、S201の処理の後に、S402において、第二パラメータPr2´が算出される。S402では、上記実施例1の第二パラメータ算出部210に相当する第二パラメータ算出部410によって第二パラメータPr2´が算出される。ここで、第二パラメータ算出部410の機能を示すブロック図を図15に示す。図15に示すように、第二パラメータ算出部410においては、上記実施例1の第二パラメータ算出部210と異なり、堆積PM推定量の補正は行われない。つまり、堆積PM推定量が第二パラメータとして算出される。
In this flow, after the process of S201, the second parameter Pr2 ′ is calculated in S402. In S402, the second parameter Pr2 ′ is calculated by the second
次に、S403において、第二パラメータの閾値Pr2´thが算出される。S403では、上記実施例1と同様にして第二パラメータの閾値Pr2thが読込まれる。そして、この閾値Pr2thが排気温度に応じて変化する補正係数である第四補正係数によって補正されることで、第二パラメータの閾値Pr2´thが算出される。詳細には、第二パラメータの閾値Pr2´thは、ECU40のROMに記憶されている閾値Pr2thに第四補正係数を乗じることによって算出される。ここで、第四補正係数は、排気温度と相関を有する係数であって、排気温度が高いときは低いときよりも小さくされる。したがって、第四補正係数によって補正された閾値Pr2´thは、排気温度が高いときは低いときよりも小さくなる。そして、S403の処理の後にS404において、第二パラメータPr2´が閾値Pr2´th以上であるか否かが判別される。S404において肯定判定された場合、ECU40はS205の処理へ進み、S404において否定判定された場合、本フローの実行が終了される。
In step S403, a second parameter threshold value Pr2′th is calculated. In S403, the second parameter threshold value Pr2th is read in the same manner as in the first embodiment. Then, the threshold value Pr2′th of the second parameter is calculated by correcting the threshold value Pr2th with a fourth correction coefficient that is a correction coefficient that changes according to the exhaust gas temperature. Specifically, the threshold value Pr2′th of the second parameter is calculated by multiplying the threshold value Pr2th stored in the ROM of the
本変形例によっても、捕集PM除去装置20が有する処理用電極21aに対する電圧印加が、排気温度が高いときは低いときよりも早期に実行されることになり、電力の消費を可及的に抑制したうえで、好適にPMを浄化することが可能となる。また、排気温度が高いときは低いときよりも早期に第二処理が実行されることになり、放電用電極11と捕集用電極12との間に短絡が生じることが回避され、PM浄化率の大幅な低下が抑制される。
Also according to this modification, voltage application to the
1・・・PM浄化装置
2・・・排気通路
3・・・排気管
10・・流れ発生装置
11・・放電用電極
12・・捕集用電極
13・・第1電圧発生装置
20・・捕集PM除去装置
21・・放電部材
21a・処理用電極
21b・誘電体
22A・第1処理部
22B・第2処理部
23・・第2電圧発生装置
30・・放電電極堆積PM除去装置
31・・電熱線
32・・電源
40・・ECU
DESCRIPTION OF
Claims (1)
前記流れ発生装置の前記放電用電極と前記捕集用電極との間に配置される処理用電極と、前記放電用電極と前記捕集用電極との間で該処理用電極の少なくとも一部を取り囲むように配置される誘電体と、を備える捕集PM除去装置であって、該処理用電極に対する電圧印加により前記排気通路における該誘電体の外側で酸化促進成分を生じさせることで、前記捕集用電極に捕集された粒子状物質である捕集PMを酸化除去する捕集PM除去装置と、
前記放電用電極に配置される加熱手段を有する放電電極堆積PM除去装置であって、該加熱手段を加熱させることで、前記放電用電極に堆積した排気中の粒子状物質である放電電極堆積PMを酸化除去する放電電極堆積PM除去装置と、を有するPM浄化装置であって、
前記捕集PMの量に対応するパラメータである第一パラメータを算出する第一算出部と、
前記第一パラメータが第一所定値以上となる場合に、前記捕集PM除去装置によって前記捕集PMを酸化除去する第一処理を実行する第一処理実行部と、
前記放電電極堆積PMの量に対応するパラメータである第二パラメータを算出する第二算出部と、
前記第二パラメータが第二所定値以上となる場合に、前記放電電極堆積PM除去装置によって前記放電電極堆積PMを酸化除去する第二処理を実行する第二処理実行部と、を有する制御手段を備え、
前記第一算出部及び前記第二算出部は、排気温度が高いときは低いときよりも前記第一パラメータ及び前記第二パラメータを大きくなるように算出し、又は、前記第一処理及び前記第二処理において、排気温度が高いときは低いときよりも前記第一所定値及び前記第二所定値は小さくされる、
内燃機関のPM浄化装置。 A flow generator comprising: a discharge electrode disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine; and a collection electrode disposed so as to surround the discharge electrode in the exhaust passage and forming an electrode paired with the discharge electrode An apparatus for applying the voltage to the discharge electrode to cause the particulate matter in the exhaust gas to flow from the discharge electrode side to the collection electrode side, thereby collecting the collection material. A flow generator that collects particulate matter on the electrodes for use;
A processing electrode disposed between the discharge electrode and the collecting electrode of the flow generator; and at least a part of the processing electrode between the discharge electrode and the collecting electrode. A collecting PM removing device including a dielectric disposed so as to surround, and generating an oxidation promoting component outside the dielectric in the exhaust passage by applying a voltage to the processing electrode. A collected PM removal device that oxidizes and removes collected PM that is particulate matter collected by the collecting electrode;
A discharge electrode deposition PM removing apparatus having a heating means disposed on the discharge electrode, the discharge electrode deposition PM being particulate matter in exhaust gas deposited on the discharge electrode by heating the heating means. A PM purification device having a discharge electrode deposition PM removal device for oxidizing and removing
A first calculator that calculates a first parameter that is a parameter corresponding to the amount of the collected PM;
When the first parameter is equal to or greater than a first predetermined value, a first process execution unit that executes a first process of oxidizing and removing the collected PM by the collected PM removal device;
A second calculation unit that calculates a second parameter that is a parameter corresponding to the amount of the discharge electrode deposition PM;
And a second process execution unit that executes a second process of oxidizing and removing the discharge electrode deposition PM by the discharge electrode deposition PM removal device when the second parameter is equal to or greater than a second predetermined value. Prepared,
The first calculation unit and the second calculation unit calculate the first parameter and the second parameter to be larger when the exhaust temperature is high than when the exhaust temperature is low, or the first process and the second parameter In the processing, when the exhaust temperature is high, the first predetermined value and the second predetermined value are made smaller than when the exhaust temperature is low.
PM purification device for internal combustion engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016146533A JP2018017142A (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Pm purifier of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2016146533A JP2018017142A (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Pm purifier of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2018017142A true JP2018017142A (en) | 2018-02-01 |
Family
ID=61075978
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2016146533A Pending JP2018017142A (en) | 2016-07-26 | 2016-07-26 | Pm purifier of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2018017142A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113356966A (en) * | 2021-06-17 | 2021-09-07 | 东风小康汽车有限公司重庆分公司 | Automobile exhaust particle processor and exhaust treatment device |
-
2016
- 2016-07-26 JP JP2016146533A patent/JP2018017142A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113356966A (en) * | 2021-06-17 | 2021-09-07 | 东风小康汽车有限公司重庆分公司 | Automobile exhaust particle processor and exhaust treatment device |
CN113356966B (en) * | 2021-06-17 | 2023-05-26 | 东风小康汽车有限公司重庆分公司 | Automobile exhaust particle processor and exhaust treatment device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6126068B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
KR101535362B1 (en) | Device for treating exhaust gas containing soot particles | |
US8236094B2 (en) | Exhaust gas purifying device | |
JP6290824B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP5590216B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
JP6165887B2 (en) | Plasma generator, cleaning method of plasma generator, particle charging device, and dust collector | |
JP5876413B2 (en) | Device for treating exhaust gas containing soot particles | |
JP5753171B2 (en) | Apparatus and method for treating exhaust gas containing soot particles | |
JP2018017142A (en) | Pm purifier of internal combustion engine | |
JP6579150B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
JP2003172123A (en) | Exhaust emission control device and high voltage supply apparatus | |
CN108472662B (en) | Particulate matter combustion device | |
JP2607680B2 (en) | Electric precipitator and operating method thereof | |
JP2012193701A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2006170021A (en) | Exhaust emission control device | |
JP5590217B2 (en) | Particulate matter treatment equipment | |
KR20140050116A (en) | Retainer having at least one electrode | |
JP2012219677A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2019122940A (en) | Electric dust collector | |
JP2012193700A (en) | Particulate-matter processing device | |
JP2019203459A (en) | Exhaust emission control system for internal combustion engine | |
JP4254422B2 (en) | PM collector | |
JP2020118081A (en) | Emission control system | |
JP6148606B2 (en) | Catalyst carrier pretreatment method and apparatus | |
JP2012219674A (en) | Particulate-matter processing device |