JP2019127834A - Ozone supply device and ozone control device - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書による開示は、オゾン供給装置及びオゾン制御装置に関する。 The disclosure according to this specification relates to an ozone supply device and an ozone control device.
内燃機関の排気が通る排気通路にオゾンを供給する技術として、例えば特許文献1には、オゾンを生成するオゾナイザと、排気通路に接続された送風管と、排気通路に向けて送風管に風を送るエアポンプと、を備えたオゾン供給装置が開示されている。このオゾン供給装置においては、オゾナイザによりオゾンが生成されている場合にエアポンプによる送風が行われると、送風管から排気通路にオゾンが供給される。一方、オゾナイザによるオゾン生成が停止された後もエアポンプによる送風が行われた場合、オゾン供給装置からオゾンを追い出す掃気が行われる。この場合、送風管やオゾナイザから排気通路にオゾンが流れ込むことになる。 As a technique for supplying ozone to an exhaust passage through which an exhaust gas from an internal combustion engine passes, for example, Patent Document 1 discloses an ozonizer that generates ozone, a blower pipe connected to the exhaust passage, and air to the blower pipe toward the exhaust passage. An ozone supply device including an air pump for feeding is disclosed. In this ozone supply device, when air is blown by the air pump when ozone is generated by the ozonizer, ozone is supplied from the blow pipe to the exhaust passage. On the other hand, when air is blown by the air pump even after ozone generation by the ozonizer is stopped, scavenging to expel ozone from the ozone supply device is performed. In this case, ozone flows into the exhaust passage from the air duct or ozonizer.
しかしながら、上記特許文献1では、掃気によりオゾン供給装置から排気通路に流れ込んだオゾンが排気通路にて分解されなかった場合、オゾンが排気通路の排気口から外部に放出されることが懸念される。 However, in Patent Document 1, there is a concern that if ozone flowing into the exhaust passage from the ozone supply device by scavenging is not decomposed in the exhaust passage, ozone is released to the outside from the exhaust port of the exhaust passage.
本開示の主な目的は、オゾンが排気通路から外部に放出されることを抑制できるオゾン供給装置及びオゾン制御装置を提供することにある。 The main objective of this indication is to provide the ozone supply apparatus and ozone control apparatus which can suppress that ozone is discharge | released outside from an exhaust passage.
上記目的を達成するため、開示された第1の態様は、
内燃機関(11)から排出された排気が流れる排気通路(15)にオゾンを供給するオゾン供給装置であって、
オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
排気通路に接続され、オゾン生成部により生成されたオゾンを排気通路に供給するオゾン通路(31)と、
排気通路に向けてオゾン通路に風を送る送風部(33)と、
オゾン通路においてオゾン生成部の下流側に設けられ、送風部による送風に伴ってオゾン通路から排気通路に流れ込む空気に含まれるオゾンを分解する分解状態と、空気に含まれるオゾンを通過させる通過状態と、に移行するオゾン分解部(36)と、
を備えているオゾン供給装置である。
In order to achieve the above object, the disclosed first aspect is:
An ozone supply device for supplying ozone to an exhaust passage (15) through which exhaust discharged from an internal combustion engine (11) flows,
An ozone generator (32) for generating ozone;
An ozone passage (31) connected to the exhaust passage and supplying ozone generated by the ozone generator to the exhaust passage;
A blower (33) for sending wind to the ozone passage toward the exhaust passage;
A decomposition state in which ozone contained in the air flowing into the exhaust passage from the ozone passage in accordance with the air blowing by the air blowing unit is decomposed in the ozone passage, and a passage state in which the ozone contained in the air passes. , An ozonolysis part (36) that shifts to
It is an ozone supply device provided with
第1の態様によれば、オゾン分解部が通過状態と分解状態とに移行可能になっているため、オゾン通路から排気通路への空気の流入を行わせている状態で、排気通路へのオゾンの供給をオゾン分解部により許可したり規制したりすることができる。オゾン分解部が分解状態にある場合には、オゾン供給装置からオゾンを追い出す掃気が行われた際にオゾンが排気通路に流れ込むということをオゾン分解部により規制できる。したがって、オゾンが排気通路にて分解されにくい状況であったとしても、オゾンが排気通路から外部に放出されることを抑制できる。 According to the first aspect, since the ozone decomposing portion can be shifted between the passing state and the decomposing state, the ozone to the exhaust passage can be obtained while the air is flowing from the ozone passage to the exhaust passage. Can be permitted or regulated by the ozonolysis section. When the ozone decomposing unit is in a decomposing state, it can be regulated by the ozone decomposing unit that ozone flows into the exhaust passage when scavenging to expel ozone from the ozone supply device is performed. Therefore, even if ozone is difficult to be decomposed in the exhaust passage, it is possible to suppress the release of ozone from the exhaust passage to the outside.
第2の態様は、
オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
内燃機関(11)から排出された排気が流れる排気通路(15)に接続され、オゾン生成部により生成されたオゾンを排気通路に供給するオゾン通路(31)と、
排気通路に向けてオゾン通路に風を送る送風部(33)と、
オゾン通路においてオゾン生成部の下流側に設けられ、送風部による送風に伴ってオゾン通路から排気通路に流れ込む空気に含まれるオゾンを分解する分解状態と、空気に含まれるオゾンを通過させる通過状態と、に移行するオゾン分解部(36)と、
を有しているオゾン供給装置の制御を行うオゾン制御装置(13)であって、
オゾン分解部を通過状態から分解状態に移行させる分解実行部(S203,S204)を備えているオゾン制御装置である。
The second aspect is
An ozone generator (32) for generating ozone;
An ozone passage (31) connected to an exhaust passage (15) through which the exhaust discharged from the internal combustion engine (11) flows, and supplying ozone generated by the ozone generator to the exhaust passage;
A blower (33) for sending wind to the ozone passage toward the exhaust passage;
A decomposition state in which ozone contained in the air flowing into the exhaust passage from the ozone passage in accordance with the air blowing by the air blowing unit is decomposed in the ozone passage, and a passage state in which the ozone contained in the air passes. , An ozonolysis part (36) that shifts to
An ozone control device (13) for controlling an ozone supply device having
The ozone control device includes a decomposition execution unit (S203, S204) that shifts the ozone decomposition unit from the passage state to the decomposition state.
第2の態様によれば、オゾン分解部が通過状態から分解状態に移行されるため、オゾン供給装置からオゾンを追い出す掃気が行われた際にオゾンが排気通路に流れ込むということをオゾン分解部により規制できる。したがって、上記第1の態様と同様の効果を奏することができる。 According to the second aspect, since the ozone decomposing unit is shifted from the passing state to the decomposing state, the ozone decomposing unit indicates that ozone flows into the exhaust passage when scavenging to expel ozone from the ozone supply device is performed. It can regulate. Therefore, the same effect as the first aspect can be obtained.
なお、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものにすぎず、技術的範囲を限定するものではない。 In addition, the code | symbol in the bracket | parenthesis described in a claim and this clause only shows the correspondence with the specific means as described in embodiment mentioned later, and does not limit a technical range.
以下、本開示の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。尚、各実施形態において対応する構成要素には同一の符号を付すことにより、重複する説明を省略する場合がある。各実施形態において構成の一部分のみを説明している場合、当該構成の他の部分については、先行して説明した他の実施例の構成を適用することができる。また、各実施形態の説明において明示している構成の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても複数の実施形態の構成同士を部分的に組み合わせることができる。そして、複数の実施形態及び変形例に記述された構成同士の明示されていない組み合わせも、以下の説明によって開示されているものとする。 Hereinafter, a plurality of embodiments of the present disclosure will be described based on the drawings. In addition, the overlapping description may be abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol to the corresponding component in each embodiment. When only a part of the configuration is described in each embodiment, the configuration of the other examples described above can be applied to other portions of the configuration. Moreover, not only the combination of the configurations explicitly described in the description of each embodiment, but also the configuration of a plurality of embodiments can be partially combined even if they are not explicitly described, as long as there is no problem in the combination. And the combination where the structure described in several embodiment and the modification is not specified shall also be disclosed by the following description.
(第1実施形態)
図1に示す燃焼システム10は、エンジン11、排気浄化装置12及びECU13を有している。燃焼システム10は車両に搭載されており、この車両は、エンジン11の出力を駆動源として走行する。内燃機関としてのエンジン11は、圧縮自着火式のディーゼルエンジンであり、燃焼に用いる燃料には、炭化水素化合物である軽油を用いている。エンジン11には、エンジン11から排出された排気が流れる排気通路15が接続されている。
First Embodiment
A
排気浄化装置12は、排気通路15を流れる排気を浄化する。排気浄化装置12は、排気に含まれる窒素酸化物NOxを浄化するNOx浄化部を有している。NOx浄化部は、NOxの吸蔵や還元を行うNOx触媒と、このNOx触媒を担持する担体とを有しており、NOx触媒としては、例えばNOx吸蔵還元触媒であるLNT(Lean NOx Traps)が挙げられる。NOxとしては、一酸化窒素NOや二酸化窒素NO2があり、NO2はNOに比べてNOx触媒に吸蔵されやすくなっている。なお、排気浄化装置12が排気浄化部に相当する。
The
ECU(Engine Control Unit)13は、燃焼システム10の動作制御を行う制御装置である。ECU13は、プロセッサ13a、記憶部13b、入出力インターフェース等を含んで構成されたコンピュータを有している。記憶部13bとしては、RAMや記憶媒体が挙げられる。エンジン11の動作制御を行うためのプログラム等が記憶部13bに記憶されており、これらプログラムがプロセッサにより実行される。ECU13は、スロットル弁や燃料噴射弁といったアクチュエータに電気的に接続されており、指令信号を出力することでこれらアクチュエータの動作制御を行う。
The ECU (Engine Control Unit) 13 is a control device that controls the operation of the
ECU13には、排気圧センサ16、温度センサ17及び車載センサ18が電気的に接続されており、これらセンサ16〜18は、それぞれの検出信号をECU13に対して出力する。排気圧センサ16は、排気通路15において排気浄化装置12より上流側に設けられており、エンジン11と排気浄化装置12との間にて排気圧を検出する。温度センサ17は、排気浄化装置12に設けられており、排気浄化装置12の温度を検出する。排気通路15においては、排気が排気浄化装置12の内部を通過することになり、排気浄化装置12の温度は排気温度に相関することになる。本実施形態では、排気浄化装置12の温度を示すパラメータとして、NOx触媒の温度であるNOx触媒温度Taを用いる。なお、排気浄化装置12の温度を示すパラメータとして担体の温度を用いてもよく、担体の温度をNOx浄化部の床温度と称することもできる。また、温度センサ17は、排気通路15において排気浄化装置12より下流側に設けられた排気温度センサであってもよい。
An
車載センサ18は、エンジン11の運転状態を取得するための各種センサを有している。車載センサ18が有するセンサには、クランクシャフトの回転角を検出する回転センサや、エンジン11の燃焼室内の圧力を検出する筒内圧センサ、外部の外気温を検出する外気温センサなどが含まれている。ECU13は、車載センサ18の検出信号に基づいて運転状態や運転条件を取得する。
The in-
燃焼システム10は、排気通路15にオゾンを供給するオゾン供給装置30を有している。オゾン供給装置30は、排気通路15において排気浄化装置12の上流側に接続されている。オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンが供給された場合、排気浄化装置12の上流側に存在するNOがオゾンにより酸化されてNO2の割合が増加することで、排気浄化装置12のNOx浄化部がNOxを吸蔵しやすくなる。すなわち、排気からのNOxの除去率が向上しやすくなる。
The
オゾン供給装置30は、オゾン通路31、オゾナイザ32、エアポンプ33、遮断弁35及びオゾン分解部36を有している。オゾン通路31は、排気浄化装置12及び排気圧センサ16のいずれよりも上流側において排気通路15に接続されている。オゾナイザ32は、オゾン通路31に設けられており、オゾン通路31に取り込まれた空気からオゾンを生成する。
The
エアポンプ33は、駆動することで空気である外気をオゾナイザ32に供給する電動式の送風部であり、オゾン通路31においてオゾナイザ32よりも上流側に設けられている。エアポンプ33は、オゾン通路31に送風を行う送風状態と、送風を停止した停止状態とに移行可能になっている。エアポンプ33は、モータ等の駆動部が駆動することで送風状態に移行し、駆動部が駆動停止することで停止状態に移行する。オゾン供給装置30は、オゾナイザ32の上流側において外部から外気を取り込む取り込み口37を有している。取り込み口37はオゾン通路31の上流端に設けられており、エアポンプ33は、オゾナイザ32と取り込み口37との間に配置されている。
The
オゾナイザ32は、複数の電極と、これら電極を収容した収容部と、電極に電力を供給する給電部とを有している。オゾナイザ32においては、給電部からの給電に伴って電極に電圧が印加されると、電極から放出された電子が空気中の酸素分子に衝突することなどによりオゾンが生成される。このようにして生成された収容部内のオゾンは、エアポンプ33からの送風によりオゾナイザ32からオゾン通路31を通じて排気通路15に供給される。なお、本実施形態では、給電部から電極への給電が停止された場合にオゾナイザ32でのオゾンの生成が停止され、この状態をオゾナイザ32が停止した状態と称する。なお、オゾナイザ32がオゾン生成部に相当する。
The
オゾン通路31は、オゾンを排気通路15に供給する供給口を有しており、この供給口はオゾン通路31の下流端部に設けられている。遮断弁35は、オゾン通路31においてオゾナイザ32と供給口との間に設けられており、オゾナイザ32の下流側において空気の流れを遮断することが可能になっている。遮断弁35が閉状態にある場合、オゾン通路31から排気通路15が供給されることや、排気通路15からオゾン通路31に逆流した排気がオゾナイザ32に到達することが規制される。
The
オゾン供給装置30においては、エアポンプ33により空気がオゾナイザ32に供給され、オゾナイザ32にてオゾンが生成され、さらに、遮断弁35が開状態にある場合に、オゾン通路31から排気通路15にオゾンが供給される。また、オゾン供給装置30においては、少なくとも遮断弁35が閉状態になっていれば、排気通路15へのオゾンの供給が停止される。
In the
オゾン分解部36は、オゾン通路31においてオゾナイザ32と遮断弁35との間に設けられている。この場合、オゾン分解部36は、排気通路15から外部に離間した位置に配置されており、この離間部分に遮断弁35が配置されている。また、オゾン分解部36は、排気通路15を形成する配管等の通路形成部からも離間した位置に配置されている。これらのことにより、排気通路15を流れる排気の熱がオゾン分解部36に付与されにくくなっている。
The
オゾン分解部36は、オゾン分解部36の内部を通過する空気に含まれたオゾンを分解可能になっている。オゾン分解部36は、オゾン触媒36a、担体36b及びヒータ部36cを有している。オゾン触媒36aは、このオゾン触媒36aに接近したり接触したりしたオゾンを分解する金属や金属酸化物の触媒を有している。この触媒としては、シリカ(SiO2)やアルミナ(Al2O3)、酸化第二鉄(Fe2O3)、二酸化マンガン(MnO2)、酸化第一鉄(Fe2O2)、酸化ニッケル(NiO)などが挙げられる。オゾン触媒36aがオゾンを分解する能力は、オゾン分解部36がオゾンを分解する能力であり、この能力は、オゾン触媒36aの温度が上昇することで高くなる。担体36bは、ハニカム状に形成された基材である。
The
ヒータ部36cは、オゾン触媒36aや担体36bを加熱する加熱部であり、担体36bに取り付けられた電熱線等により形成されている。ヒータ部36cは、自身の温度が上昇するオン状態と、自身の温度が低下するオフ状態とに移行可能であり、ヒータ部36cがオン状態にある場合にはオゾン分解部36全体が加熱されて温度上昇する。オゾン分解部36を通過する空気に含まれているオゾンは、オゾン触媒36aに接近しなかったとしても、オゾン分解部36から付与される熱により分解されやすくなる。
The
本実施形態では、オゾン分解部36の温度を示すパラメータとして、オゾン触媒36aの温度であるオゾン触媒温度Tbを用いる。ヒータ部36cがオゾン触媒36aや担体36bを加熱していない場合、上述したように排気の熱がオゾン分解部36に付与されにくいことに起因して、オゾン触媒温度Tbは外気温と同じになりやすい。この場合、オゾン触媒36aのオゾン分解能力は十分に低くなっており、オゾン通路31を流れる空気にオゾンが含まれていれば、そのオゾンはオゾン触媒36aにより分解されずにオゾン分解部36を通過しやすく、排気通路15に流れ込みやすい。なお、オゾン分解部36の温度を示すパラメータとして、担体36bの温度やオゾン分解部36の内部空間の温度を用いてもよい。担体の温度をオゾン分解部36の床温度と称することもできる。
In the present embodiment, an ozone catalyst temperature Tb that is the temperature of the
遮断弁35は、電動式の開閉弁であり、開状態及び閉状態に移行可能になっている。遮断弁35について、閉状態は空気の流れを遮断する遮断状態に相当し、開状態は空気が流れる解除状態に相当する。遮断弁35は、オゾン分解部36と排気通路15との間においてオゾン分解部36に極力近い位置に配置されている。図1では、遮断弁35がオゾン分解部36から下流側に離間しているように図示されているが、本実施形態の遮断弁35は、オゾン分解部36から下流側に離間しておらず、オゾン分解部36に取り付けられている。このため、オゾン通路31にオゾンが存在する状態で遮断弁35が閉状態に移行されても、オゾン分解部36の内部にオゾンが存在するものの、オゾン分解部36と遮断弁35との間にはオゾンが存在しにくくなっている。
The
ECU13は、オゾン供給装置30に電気的に接続されており、オゾン供給装置30の動作制御を行う。この場合、ECU13は、オゾナイザ32、エアポンプ33、遮断弁35及びオゾン分解部36といったアクチュエータに電気的に接続されている。ECU13は、エンジン11の運転状態などに応じて、オゾナイザ32等のアクチュエータの動作制御を行うことでオゾン供給装置30の動作制御を行う。この場合、ECU13がオゾン制御装置に相当する。なお、オゾン分解部36においては、ヒータ部36cがECU13により制御されるアクチュエータになる。
The
ECU13は、オゾン通路31や排気通路15から外部にオゾンが放出されないようにオゾン供給装置30の動作制御を行うオゾン制御処理を行う。オゾン制御処理について、図2〜図4を参照しつつ説明する。
The
図2においてステップS101では、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンが供給されているか否かの判定を行う。ここでは、オゾン供給装置30について、オゾナイザ32がオゾンを生成しているか否かの判定と、エアポンプ33が送風状態にあるか否かの判定と、遮断弁35が開状態にあるか否かの判定を行う。これら判定がいずれも肯定された場合に、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンが供給されているとして、ステップS102に進む。
In FIG. 2, in step S <b> 101, it is determined whether ozone is supplied from the
ステップS102では、オゾン供給装置30から排気通路15へのオゾンの供給を停止するか否かの判定を行う。ここでは、エンジン11が停止されるか否かの判定を行い、エンジン11が停止される場合に排気通路15へのオゾンの供給を停止すると判断する。エンジン11が停止される場合としては、運転者によりシフトレンジがパーキングレンジに切り替えられた場合や、運転者によりサイドブレーキがかけられた場合などが挙げられる。
In step S102, it is determined whether or not the supply of ozone from the
また、エンジン11が停止されない場合でも、エンジン11の運転状態に応じて、排気通路15へのオゾンの供給を停止するか否かの判定を行う。例えば、排気浄化装置12のNOx浄化部が吸蔵したNOxをN2に還元するNOx還元処理が行われるか否かの判定を行い、NOx還元処理が行われる場合には、排気通路15へのオゾンの供給を停止すると判断する。NOx還元処理では、NOxを還元させる一酸化炭素COや炭化水素HC等の還元剤がNOx浄化部に供給されるように燃焼システム10の制御が行われる。この制御としては、エンジン11においてインジェクタが燃料を多めに噴射して排気にCOやHCが含まれるようにする制御が挙げられる。
Even if the
排気通路15へのオゾンの供給を停止する場合、ステップS103に進み、オゾナイザ32を停止させる。ここでは、オゾナイザ32について、給電部から電極への給電を停止させる。
When the supply of ozone to the
ステップS104では、エンジン11が停止したか否かを判定する。ここで、エンジン11が停止していない場合、NOxを含む排気がエンジン11から排気通路15に排出される。この場合、排気通路15に存在するオゾンはNOxの酸化に用いられることで減少し、オゾンが排気浄化装置12を通過する可能性が低下する。これに対して、エンジン11が停止している場合、NOxを含む排気がエンジン11から排気通路15に排出されなくなるため、排気通路15に存在するオゾンはNOxの酸化に用いられないことで減少しにくくなる。このため、エンジン11が停止していない場合に比べて、オゾンが排気浄化装置12を通過する可能性が高くなってしまう。したがって、ステップS104では、エンジン11が停止したか否かを判定することで、排気浄化装置12を通過するオゾンが発生しやすいか否かを判定することになる。
In step S104, it is determined whether the
エンジン11が停止した場合、排気浄化装置12を通過するオゾンが発生しやすいとして、ステップS105に進み、車両の電源スイッチとしてのイグニッションスイッチがオン状態からオフ状態に移行したか否かを判定する。イグニッションスイッチがオフ状態に移行した場合には、車両が駐車スペース等に駐車されたとして、ステップS106に進み、駐車時のオゾン管理処理を行う。一方、イグニッションスイッチがオフ状態に移行していない場合には、アイドルストップの開始によりエンジン11が一時的に停止したとして、ステップS107に進み、アイドルストップ時のオゾン管理処理を行う。なお、ステップS107の処理は、アイドルストップ時に限らず、エンジン11が一時的に停止した場合に行われる。
If the
ステップS106の駐車時のオゾン管理処理については、図3のフローチャートを参照しつつ説明する。 The ozone management process during parking in step S106 will be described with reference to the flowchart of FIG.
図3においてステップS201では、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1に達したか否かを判定する。ここでは、温度センサ17の検出信号を用いてNOx触媒温度Taを取得する。ここで、排気浄化装置12に到達したオゾンはNOx触媒温度Taが高いほど分解されやすくなっている。換言すれば、NOx触媒温度Taが高いほどオゾンが排気浄化装置12を通過しにくい。本実施形態では、NOx触媒温度Taについて、排気浄化装置12に到達したオゾンのほとんどが分解される温度がNOx閾値Tth1として記憶部13bに記憶されている。このNOx閾値Tth1は、試験等によりあらかじめ定められた値であり、例えば100℃とされている。なお、NOx閾値Tth1は基準値に相当する。
In FIG. 3, in step S201, it is determined whether or not the NOx catalyst temperature Ta has reached the NOx threshold value Tth1. Here, the NOx catalyst temperature Ta is acquired using the detection signal of the temperature sensor 17. Here, the ozone that has reached the
図4に示すように、排気浄化装置12の下流側におけるオゾン濃度は、NOx触媒温度Taが高いほど小さくなる。NOx触媒温度Taには、オゾンを分解しやすい温度とオゾンを分解しにくい温度との境界部が存在しており、本実施形態では、この境界部よりも高い温度をNOx閾値Tth1としている。
As shown in FIG. 4, the ozone concentration on the downstream side of the
図3の説明に戻り、本ステップS201では、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1に達したか否かを判定することで、オゾンが排気浄化装置12で分解されやすいか否かを判定する。NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1に達した場合、オゾンが排気浄化装置12にて分解されやすく、オゾンが排気口15aから外部に放出されにくいとして、ステップS210〜S212にて掃気処理を行う。
Returning to the description of FIG. 3, in this step S <b> 201, it is determined whether or not ozone is easily decomposed by the
この掃気処理において、ステップS210では、掃気開始処理を行う。ここで、オゾナイザ32が停止された場合、オゾナイザ32やオゾン通路31などオゾン供給装置30の内部にはオゾンが残留していると考えられる。本実施形態では、オゾナイザ32が停止された後に、エアポンプ33の送風によりオゾナイザ32やオゾン通路31などオゾン供給装置30からオゾンを追い出すことを掃気と称する。ステップS210〜S212の掃気処理では、オゾン分解部36のヒータ部36cがオフ状態になっており、オゾン通路31を流れる空気に含まれているオゾンはオゾン分解部36を通過して排気通路15に流れ込む。このように、オゾン供給装置30から追い出したオゾンをオゾン分解部36にて分解せずに排気通路15に放出する処理を、本実施形態では通過掃気処理と称する。
In this scavenging process, a scavenging start process is performed in step S210. Here, when the
オゾン供給装置30においては、上記ステップS103にてオゾナイザ32が停止された一方で、遮断弁35が開状態にあり且つエアポンプ33の送風が停止されていないことで、オゾン供給装置30の掃気が行われている掃気状態にある。本ステップS205では、オゾナイザ32が停止されてからの経過時間としてオゾナイザ停止時間Eaを計測する。本実施形態では、上述したように、オゾナイザ32が停止された後にオゾン供給装置30の掃気が引き続き行われるため、掃気を継続して行っている掃気継続時間がオゾナイザ停止時間Eaと同じになる。
In the
ステップS211では、オゾナイザ停止時間Eaがあらかじめ定められた停止閾値Eth1に達したか否かを判定する。ここでは、オゾナイザ停止時間Eaが停止閾値Eth1に達するまで、ステップS211の判定処理を繰り返し実行する。停止閾値Eth1は、オゾナイザ32が停止された後にオゾン供給装置30の内部に残留しているオゾンの量が掃気によりほぼゼロになるまでに要する時間であり、試験等により設定された値である。本ステップS211では、オゾナイザ停止時間Eaが停止閾値Eth1に達したか否かの判定を行うことで、掃気を終了するか否かの判定を行うことになる。
In step S211, it is determined whether the ozonizer stop time Ea has reached a predetermined stop threshold Eth1. Here, the determination process of step S211 is repeatedly executed until the ozonizer stop time Ea reaches the stop threshold Eth1. The stop threshold Eth1 is a time required for the amount of ozone remaining in the
オゾナイザ停止時間Eaが停止閾値Eth1に達した場合、掃気を終了するとして、ステップS212に進み、掃気停止処理を行う。この処理では、遮断弁35を閉状態に移行させた後に、エアポンプ33を停止状態に移行させる処理を行う。これにより、排気が排気通路15からオゾン通路31に逆流してオゾナイザ32に到達するということが遮断弁35により抑制される。なお、上記ステップS210〜S212の通過掃気処理においては、車両が駐車された後も、オゾン供給装置30の掃気が終了するまではエアポンプ33の送風が継続して行われる。
When the ozonizer stop time Ea reaches the stop threshold Eth1, the scavenging is terminated, and the process proceeds to step S212 to perform the scavenging stop processing. In this process, after the
上記ステップS210〜S212にて通過掃気処理が行われた場合、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より高いことに起因して、掃気に伴って排気通路15に追い出されたオゾンは排気浄化装置12に到達することでそのほとんどが分解される。このため、排気浄化装置12を通過したオゾンが排気口15aから外部に放出されるということが生じにくくなっている。
When the passing scavenging process is performed in steps S210 to S212, the ozone expelled to the
上記ステップS201にて、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より小さい場合、ステップS202〜S209にて、掃気処理として、オゾン供給装置30から追い出すオゾンをオゾン分解部36にて分解する分解掃気処理を行う。
If the NOx catalyst temperature Ta is lower than the NOx threshold Tth1 in step S201, a decomposition scavenging process for decomposing ozone expelled from the
分解掃気処理において、ステップS202では、エアポンプ33による送風を継続したまま、遮断弁35を開状態から閉状態に移行させる。この場合、オゾンがオゾン通路31から排気通路15に流れ込むことが遮断弁35により規制される。しかも、エアポンプ33による送風が行われているため、オゾン通路31に残留している残留オゾンが、エアポンプ33により送られる風により遮断弁35側に押し付けられた状態になりやすい。このため、残留オゾンがオゾン通路31の取り込み口37から外部に放出されるということが生じにくくなっている。
In the decomposition scavenging process, in step S202, the
ステップS203では、ヒータ部36cをオン状態に移行させる。これにより、ヒータ部36cによる担体36bやオゾン触媒36aの加熱を開始することになる。
In step S203, the
ステップS204では、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達したか否かを判定する。ここでは、車載センサ18の検出信号に基づいて外気温を取得し、ヒータ部36cをオン状態に移行させた後の経過時間を加熱時間として計測する。そして、外気温や加熱時間を用いてオゾン触媒温度Tbの温度を推定して取得する。ここで、オゾン分解部36に送達したオゾンはオゾン触媒温度Tbが高いほど分解されやすくなっている。本実施形態では、オゾン触媒温度Tbについて、オゾン分解部36に到達したオゾンのほとんどが分解される温度がオゾン閾値Tth2として記憶部13bに記憶されている。このオゾン閾値Tth2は、試験等によりあらかじめ定められた値であり、例えば100℃とされている。
In step S204, it is determined whether the ozone catalyst temperature Tb has reached the ozone threshold Tth2. Here, the outside air temperature is acquired based on the detection signal of the in-
本ステップS204では、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達したか否かの判定を行うことで、オゾン分解部36のオゾン分解能力が十分に高くなったか否かの判定や、ヒータ部36cによるオゾン分解部36の加熱を終了するか否かの判定を行う。そして、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達するまで、ステップS204の判定処理を繰り返し実行する。オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達した場合、オゾン分解部36のオゾン分解能力が十分に高くなったと判定して、ステップS205に進む。なお、オゾン分解部36については、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達した状態がオゾンを分解する分解状態に相当し、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達していない状態がオゾンを通過させる通過状態に相当する。
In this step S204, it is determined whether or not the ozonolysis capability of the
ステップS205では、遮断弁35を開状態に移行させる。ここでは、エアポンプ33による送風が行われているため、遮断弁35によりオゾン通路31内に閉じ込められていた空気が、オゾン分解部36を通過して排気通路15に向けて追い出される。この場合、オゾン分解部36のオゾン分解能力が十分に高くなっていることに起因して、オゾン分解部36を通過する空気に含まれたオゾンはオゾン触媒36aにより分解されやすくなっている。このため、オゾンがオゾン分解部36を通過して排気通路15に流れ込むということが生じにくくなっている。
In step S205, the
ステップS206では、遮断弁35が開状態に移行してからの経過時間である開弁時間Ebが、あらかじめ定められた開弁閾値Eth2に達したか否かを判定する。ここでは、開弁時間Ebが開弁閾値Eth2に達するまで、ステップS206の判定処理を繰り返し実行する。本実施形態では、遮断弁35が開状態に移行することでオゾン供給装置30の掃気が開始されることになるため、掃気を行っている時間が開弁時間Ebと同じになる。開弁閾値Eth2は、遮断弁35が開放された後にオゾン通路31などオゾン供給装置30の内部に残留しているオゾンの量がほぼゼロになるまでに要する時間であり、試験等により設定された値である。開弁閾値Eth2は、例えば停止閾値Eth1と同じ値に設定されている。本ステップS206では、開弁時間Ebが開弁閾値Eth2に達したか否かの判定を行うことで、掃気を終了するか否かの判定を行うことになる。
In step S206, it is determined whether the valve opening time Eb which is the elapsed time after the
開弁時間Ebが開弁閾値Eth2に達した場合、掃気を終了するとして、ステップS210〜S212にて、ステップS212と同様に掃気停止処理を行う。この掃気停止処理では、ステップS207にて遮断弁35を閉状態に移行させ、ステップS208にてエアポンプ33を停止状態に移行させ、ステップS209にてヒータ部36cをオフ状態に移行させる。なお、ステップS202〜S209の分解掃気処理においては、車両が駐車された後も、オゾン供給装置30の掃気が終了するまではエアポンプ33の送風が継続して行われる。
When the valve opening time Eb reaches the valve opening threshold Eth2, scavenging is terminated, and scavenging stop processing is performed in steps S210 to S212 as in step S212. In this scavenging stop process, the
図2の説明に戻り、ステップS105にて、イグニッションスイッチがオフ状態に移行していないと判断された場合、ステップS107に進み、アイドルストップ時のオゾン管理処理を行う。この処理では、駐車時のオゾン管理処理と同様に、NOx触媒温度Taを用いてオゾンが排気浄化装置12にて分解されやすいか否かを判定し、分解されやすい場合に、ステップS210〜S212と同様に通過掃気処理を行う。一方、オゾンが排気浄化装置12にて分解されにくい場合には、遮断弁35を閉状態に移行させ、且つエアポンプ33の送風を継続させる。このように、排気浄化装置12がオゾンを分解しやすい状態及び分解しにくい状態のいずれであっても、オゾンが排気口15a及び取り込み口37から外部に放出されることが抑制される。
Returning to the description of FIG. 2, if it is determined in step S105 that the ignition switch has not shifted to the OFF state, the process proceeds to step S107 to perform ozone management processing during idle stop. In this process, similarly to the ozone management process at the time of parking, it is determined whether or not ozone is easily decomposed by the
ステップS104にて、エンジン11が停止していないと判断された場合、ステップS108に進み、エンジン運転中のオゾン管理処理を行う。この処理では、排気圧センサ16の検出信号を用いて、排気通路15において排気浄化装置12よりも上流側の部分の圧力を排気圧力として取得する。そして、排気通路15からオゾン通路31に排気が逆流するほどに排気圧力が大きくなっているか否かを判定する。ここでは、エアポンプ33の送風によるオゾン通路31での風圧に基づいて判定圧力を設定し、排気圧力が判定圧力より大きいか否かを判定し、排気圧力が判定圧力より大きい場合に、オゾン通路31に排気が逆流するほどに排気圧力が大きいと判断する。
If it is determined in step S104 that the
排気圧力が判定圧力より大きい場合、遮断弁35を閉状態に移行させ、且つエアポンプ33の送風を継続させる。この場合、オゾン通路31を逆流する排気によりオゾンが取り込み口37側に押し込まれることで、取り込み口37からオゾンが外部に放出されるということが抑制される。また、オゾンだけでなく排気が取り込み口37から外部に放出されるということも抑制される。一方、排気圧力が判定圧力より大きくない場合、通過掃気処理を行う。この場合、オゾン通路31から排気通路15にオゾンが流れ込んでも、このオゾンが排気通路15において排気中のNOxの酸化に用いられて消費される。このため、排気口15aからオゾンが外部に放出されるということが生じにくくなっている。
If the exhaust pressure is higher than the determination pressure, the
なお、ECU13は、オゾン制御処理の各ステップを実行する機能を有している。ステップS202の処理を実行する機能が遮断実行部に相当し、ステップS203,S204の処理を実行する機能が分解実行部を構成し、ステップS205の処理を実行する機能が解除実行部に相当する。
The
次に、オゾン制御処理による分解掃気処理の実施態様について、図5のタイムチャートを参照しつつ説明する。 Next, an embodiment of the decomposition and scavenging process by the ozone control process will be described with reference to the time chart of FIG.
図5において、オゾナイザ32が停止され且つエンジン11が停止された後にイグニッションスイッチがオフされたタイミングt1では、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より低くなっている。この場合、排気浄化装置12ではオゾンが分解されにくいとして、分解掃気処理が開始されることでオゾン触媒温度Tbが上昇し始める。具体的には、エアポンプ33の送風が継続された状態で、遮断弁35が閉状態に移行され、ヒータ部36cがオン状態に移行される。そして、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達したタイミングt2では、遮断弁35が開状態に移行されることで、オゾン供給装置30の掃気が開始される。この場合、オゾン通路31の残留オゾンはオゾン分解部36にて分解されるため、オゾン通路31から排気通路15へのオゾンの流れ込みが抑制され、その結果、オゾンが排気口15aから外部に放出されることが抑制される。
In FIG. 5, the NOx catalyst temperature Ta is lower than the NOx threshold Tth1 at a timing t1 at which the ignition switch is turned off after the
タイミングt2から開弁閾値Eth2だけ経過したタイミングt3では、遮断弁35が閉状態に移行され且つヒータ部36cがオフ状態に移行することで、オゾン供給装置30の掃気が終了される。ヒータ部36cがオフ状態に移行した後は、オゾン触媒温度Tbが徐々に低下していく。
At timing t3 when the valve opening threshold value Eth2 has elapsed from timing t2, the
ここまで説明した本実施形態によれば、オゾン分解部36は、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達した分解状態と、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達していない通過状態とに移行可能になっている。このため、オゾン通路31から排気通路15に空気が供給されている状態で、排気通路15へのオゾンの流れ込みをオゾン分解部36により許可したり規制したりすることができる。すなわち、通過掃気処理と分解掃気処理とを意図的に使い分けることができる。したがって、オゾンが排気通路にて分解されにくい状態であったとしても、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達することで、オゾンが排気通路15の排気口15aから外部に放出されることを抑制できる。
According to the present embodiment described so far, the
本実施形態によれば、オゾン分解部36がヒータ部36cを有しているため、ヒータ部36cの熱によりオゾン触媒温度Tbをオゾン閾値Tth2まで強制的に上昇させることができる。ここで、排気口15aから外部へのオゾンの放出を規制する構成としては、本実施形態の他にも、排気浄化装置12がヒータ部を有し、このヒータ部によりNOx浄化部等を加熱することでNOx触媒温度Taを強制的に上昇させる、という構成が考えられる。ところが、この構成では、排気が流れる排気通路15に設けられた排気浄化装置12を加熱できるほどのヒータ部は大型化してしまい、電力消費も大きくなってしまうことが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、オゾンを供給できればよいオゾン通路31に設けられるオゾン分解部36は、排気浄化装置12のように大型化する必要がない。このように、ヒータ部36cは、排気浄化装置12ではなくオゾン分解部36を加熱すればよいため、このヒータ部36cについては小型化や省電力化を図ることができる。
According to the present embodiment, since the
本実施形態によれば、オゾン分解部36がオゾン触媒36aを有しているため、ヒータ部36cから発生する熱に加えて、オゾン触媒36aのオゾン分解能力によりオゾンを分解することができる。換言すれば、オゾン触媒36aのオゾン分解能力をヒータ部36cの熱により高めることで、オゾン触媒36aによるオゾンの分解量を増加させることができる。
According to the present embodiment, since the
本実施形態によれば、オゾン通路31においてオゾン分解部36が排気通路15から離間した位置に配置されているため、排気通路15を流れる排気の熱がオゾン分解部36に付与されにくくなっている。このため、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンを供給する場合に、排気の熱によりオゾン触媒温度Tbが上昇してオゾン分解部36にてオゾンが意図せずに分解されてしまうということを抑制できる。
According to the present embodiment, since the
本実施形態によれば、オゾン通路31においてオゾン分解部36と排気通路15との間に遮断弁35が設けられているため、排気が排気通路15からオゾン通路31を逆流してオゾン分解部36に到達するということを規制できる。このため、オゾン触媒36a等が排気により汚染されてオゾン分解部36のオゾン分解能力が低下するということを抑制できる。
According to the present embodiment, since the
本実施形態によれば、ECU13によりヒータ部36cをオン状態に移行させることでオゾン分解部36が通過状態から分解状態に移行するため、オゾン分解部36によるオゾン分解の実行をECU13により管理することができる。このため、オゾン分解部36により意図せずにオゾンが分解されてしまうということを抑制できる。
According to this embodiment, since the
本実施形態によれば、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より低くなった場合に、ECU13によりオゾン分解部36が分解状態に移行される。この場合、オゾン通路31から排気通路15へのオゾンの流れ込みがオゾン分解部36により規制されることで、排気通路15にオゾンが存在しない状況をつくり出すことができるため、排気口15aからオゾンが外部に放出されるということを抑制できる。
According to the present embodiment, when the NOx catalyst temperature Ta becomes lower than the NOx threshold value Tth1, the
本実施形態によれば、ECU13がヒータ部36cをオン状態に移行させてヒータ部36cの温度を上昇させることで、オゾン触媒温度Tbをオゾン閾値Tth2まで上昇させることができる。このように、オゾン分解部36が分解状態及び通過状態のいずれにあるのかをECU13により適正に管理することができる。
According to the present embodiment, the ozone catalyst temperature Tb can be raised to the ozone threshold value Tth2 by causing the
本実施形態によれば、ヒータ部36cの加熱によりオゾン触媒温度Tbをオゾン閾値Tth2まで上昇させる場合に、ECU13が遮断弁35を閉状態に移行させる。このため、ヒータ部36cによる加熱開始からオゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達するまでの間にオゾンがオゾン分解部36を通過して排気通路15に流れ込むということを遮断弁35により規制できる。したがって、オゾン分解部36が通過状態から分解状態に即座に移行しない構成であっても、排気口15aからオゾンが外部に放出されることを遮断弁35により抑制できる。
According to the present embodiment, when the ozone catalyst temperature Tb is raised to the ozone threshold value Tth2 by heating the
本実施形態によれば、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達した場合に、ECU13が遮断弁35を閉状態から開状態に移行させる。この場合、オゾン分解部36を通過する空気に含まれるオゾンがオゾン分解部36にて分解されるため、オゾンが排気通路15に流れ込むことを規制した状態で、オゾン供給装置30の掃気を行うことができる。これにより、オゾン供給装置30の内部に残留したオゾンによりオゾン供給装置30の腐食が生じること、及びオゾンが排気口15aから外部に放出されること、の両方を抑制できる。
According to the present embodiment, when the ozone catalyst temperature Tb reaches the ozone threshold value Tth2, the
本実施形態によれば、エンジン11が停止した場合にECU13がオゾン分解部36を分解状態に移行させる。この場合、オゾン供給装置30の掃気が行われても、オゾン通路31から排気通路15にオゾンが流れ込むことがオゾン分解部36により規制されるため、エンジン11の停止に伴って排気通路15においてNOxに対してオゾンが余るということを抑制できる。このため、排気通路15において余剰になったオゾンが排気口15aから外部に放出されるということを抑制できる。
According to this embodiment, when the
本実施形態によれば、オゾナイザ32が停止した場合にECU13がオゾン分解部36を分解状態に移行させる。この場合、排気通路15においてオゾンが必要な状況であるにもかかわらず、オゾナイザ32により生成されたオゾンがオゾン分解部36にて分解されてしまって排気通路15に供給されない、ということを回避できる。
According to the present embodiment, when the
(第2実施形態)
第2実施形態では、オゾン供給装置30がオゾン分解部36の温度を検出する温度検出部を有している。本実施形態では、上記第1実施形態との相違点を中心に説明する。
Second Embodiment
In the second embodiment, the
図6に示すように、温度検出部としての分解温センサ41がオゾン分解部36に取り付けられている。分解温センサ41は、オゾン分解部36の内部温度に応じた検出信号を出力することで、担体36bやオゾン触媒36aの温度を検出する。分解温センサ41はECU13に電気的に接続されており、ECU13は、分解温センサ41の検出信号を用いて、オゾン触媒温度Tbを取得する。
As shown in FIG. 6, a
本実施形態の燃焼システム10は、排気通路15を流れる排気の温度を排気温度として検出する排気温センサ42を有している。排気温センサ42は、排気通路15において排気浄化装置12より下流側に設けられており、排気浄化装置12から流れ出た排気を検出対象としている。排気通路15においては、排気が排気浄化装置12の内部を通過することになり、排気浄化装置12の温度は排気温度に相関する。本実施形態では、排気浄化装置12の温度を示すパラメータとして、NOx触媒の温度である触媒温度Teaを用いる場合に、排気温センサ42の検出信号を用いてNOx触媒温度Taが取得される。なお、本実施形態では、燃焼システム10が温度センサ17を有していないが、燃焼システム10は、温度センサ17及び排気温センサ42の両方を有していてもよい。
The
本実施形態では、ECU13により実行されるオゾン制御処理において、アイドルストップ時のオゾン管理処理でも分解掃気処理が行われる。具体的には、図2に示すステップS107のアイドルストップ時のオゾン管理処理において、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1に達した場合に、図3に示すステップS202〜S209の分解掃気処理が行われる。ただし、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達する前のタイミングや、開弁時間Ebが開弁閾値Eth2に達する前のタイミングでエンジン11の再始動が行われた場合には、分解掃気処理を途中で中止する。そして、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンを供給する処理や、排気が排気通路15からオゾン通路31に逆流しないように遮断弁35を閉状態に移行させる処理などを行う。
In the present embodiment, in the ozone control process executed by the
このように、車両の駐車時以外でも分解掃気処理が行われる構成では、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンを供給する際にオゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達していることが懸念される。この場合、オゾナイザ32にて生成されたオゾンがオゾン分解部36にて分解されてしまい、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンを供給することができなくなってしまう。
As described above, in the configuration in which decomposition scavenging processing is performed even when the vehicle is parked, there is a concern that the ozone catalyst temperature Tb has reached the ozone threshold Tth2 when ozone is supplied from the
そこで、本実施形態のECU13は、では、オゾン分解部36を冷却する処理を行った上で排気通路15へのオゾンの供給を行うオゾン供給処理を行う。ここでは、オゾン供給処理について図7のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、オゾン供給処理は、オゾン制御処理において、図2に示すステップS101より前に実行される。
Therefore, the
図7においてステップS301では、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンを供給するか否かを判定する。ここでは、車載センサ18の検出信号に基づいてエンジン11の運転状態を取得し、この運転状態に基づいてオゾンの供給を行うか否かを判定する。
In FIG. 7, in step S <b> 301, it is determined whether or not ozone is supplied from the
オゾンを供給する場合、ステップS302に進み、分解温センサ41に検出信号を用いてオゾン触媒温度Tbを取得する。ステップS303では、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達しているか否かを判定する。オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達している場合、オゾナイザ32によりオゾンを生成してもオゾン分解部36にてオゾンが分解されてしまうとして、ステップS304に進み、冷却処理を行う。この冷却処理では、遮断弁35が閉状態にある状況で、エアポンプ33による送風を開始し、その後、遮断弁35を開状態に移行させる。この場合、排気がオゾン通路31を逆流することをエアポンプ33の送風により規制した上で、エアポンプ33により送られる空気がオゾン分解部36を通過することでオゾン分解部36の冷却が行われる。これにより、オゾン触媒温度Tbが低下していくことになる。
In the case of supplying ozone, the process proceeds to step S302, and the
ステップS305では、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2より低くなったか否かを判定する。ここでは、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2より低くなるまで、ステップS305の判定処理を繰り返し行う。 In step S305, it is determined whether the ozone catalyst temperature Tb has become lower than the ozone threshold Tth2. Here, the determination process of step S305 is repeatedly performed until the ozone catalyst temperature Tb becomes lower than the ozone threshold value Tth2.
オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2より低くなった場合、ステップS306に進み、オゾン供給装置30から排気通路15にオゾンを供給するオゾン供給処理を行う。ここでは、遮断弁35が開状態にあり且つエアポンプ33が送風状態にあることに起因して、単にオゾナイザ32によるオゾン生成を開始することで排気通路15へのオゾン供給が開始される。
When the ozone catalyst temperature Tb becomes lower than the ozone threshold value Tth2, the process proceeds to step S306, and ozone supply processing for supplying ozone from the
ステップS303にて、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達していないと判断された場合、オゾン分解部36ではオゾンが分解されにくいとして、冷却処理を行わずに、ステップS306に進み、オゾン供給処理を行う。ここでは、遮断弁35が閉状態にある状況で、エアポンプ33による送風を開始し、その後、遮断弁35を開状態に移行させ且つオゾナイザ32によるオゾン生成を開始する。これにより、オゾン供給装置30から排気通路15へのオゾン供給が開始される。
If it is determined in step S303 that the ozone catalyst temperature Tb has not reached the ozone threshold value Tth2, the
本実施形態によれば、オゾン分解部36を冷却する冷却処理が行われるため、オゾン触媒温度Tbを積極的に低下させることができる。このため、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達している場合に、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2より低い温度まで低下するまでに要する時間の短縮を図ることができる。したがって、排気通路15へのオゾン供給の要求があった場合に、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達していたとしても、排気通路15へのオゾン供給を開始するまでの遅れ時間を極力短くすることができる。
According to the present embodiment, since the cooling process for cooling the
(他の実施形態)
以上、本開示の複数の実施形態について説明したが、本開示は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本開示の要旨を逸脱しない範囲内において種々の実施形態及び組み合わせに適用することができる。
(Other embodiments)
Although a plurality of embodiments of the present disclosure have been described above, the present disclosure is not construed as being limited to those embodiments, and various embodiments and combinations can be made without departing from the scope of the present disclosure. It can apply.
変形例1として、ヒータ部36cによるオゾン分解部36の加熱を開始する場合に、遮断弁35が開状態にある状況やエアポンプ33が停止状態にある状況でヒータ部36cをオン状態に移行させてもよい。また、ヒータ部36cによる加熱開始からオゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達するまでの間において遮断弁35が開状態に保たれていてもよい。ただし、この場合は、オゾン触媒温度Tbがオゾン閾値Tth2に達するよりも前のタイミングでオゾン供給装置30内の残留オゾンがゼロになってしまうことが懸念されるため、エアポンプ33による送風が停止されていることが好ましい。
As a first modification, when heating of the
変形例2として、オゾン分解部36は、オゾン通路31において遮断弁35よりも下流側に設けられていてもよい。この場合でも、オゾンが排気通路15に供給されることや、排気がオゾン通路31を逆流してオゾナイザ32に到達することを遮断弁35により規制できる。
As a second modification, the
変形例3として、オゾン分解部36は、排気通路15を流れる排気の熱が付与されやすい位置に設けられていてもよい。例えば、オゾン分解部36がオゾン通路31において排気通路15の内部に入り込んだ位置に設けられた構成とする。この構成でも、オゾン分解部36の外周面に断熱材等が設けられていることで、排気の熱によりオゾン触媒温度Tbが意図せずに上昇するということを生じにくくすることができる。
As a third modification, the
変形例4として、オゾン分解部36は、ヒータ部36cを有している一方で、オゾン触媒36aを有していなくてもよい。この場合でも、ヒータ部36cから発生する熱により、オゾン分解部36を通過する空気に含まれたオゾンを分解することができる。例えば、オゾン分解部36が空気を通過させるフィルタ部材を有しており、ヒータ部36cによりフィルタ部材が加熱される構成とする。この構成でも、ヒータ部36cがオン状態に移行することで、フィルタ部材の温度が上昇してオゾンを分解しやすくなる。この場合、オゾン分解部36の温度を示すパラメータをフィルタ部材の温度であるフィルタ温度とすることで、このフィルタ温度に基づいてヒータ部36cによる加熱を開始することが可能になる。例えば、フィルタ温度がオゾン閾値Tth2に達した場合にオゾン分解部36が分解状態に移行し、フィルタ温度がオゾン閾値Tth2より低くなった場合にオゾン分解部36が通過状態に移行したことになる。
As a fourth modification, the
変形例5として、オゾン分解部36は、オゾン触媒36aを有している一方で、ヒータ部36cを有していなくてもよい。例えば、オゾン分解部36が二股に分岐した第1通路部と第2通路部とを有し、これら第1通路部及び第2通路部のうち第1通路部にオゾン分解部36が設けられた構成とする。この構成では、オゾン分解部36が第1状態と第2状態とに切り替え可能な切り替え弁を有している。切り替え弁が第1状態にある場合は、空気が第1通路部を流れる一方で第2通路部を流れず、切り替え弁が第2状態にある場合は、空気が第1通路を流れない一方で第2通路部を流れる。すなわち、オゾン通路31を流れる空気は、切り替え弁が第1状態にある場合にオゾン分解部36を通過し、切り替え弁が第2状態にある場合にオゾン分解部36を通過しない。なお、切り替え弁は、第1通路部と第2通路部との分岐部分に設けられていてもよく、第1通路部及び第2通路部のそれぞれに設けられていてもよい。
As a fifth modification, the
本変形例では、オゾン触媒温度Tbが外気温と同じなど比較的低い値であっても、オゾン触媒36aによりオゾンの分解が十分に行われる構成になっていることが好ましい。そこで、通過掃気処理では切り替え弁が第2状態に切り替えられる。この場合、オゾン通路31を流れる空気がオゾン分解部36を通過しないことで、この空気に含まれるオゾンが排気通路15に流れ込む。その一方で、分解掃気処理では切り替え弁が第1状態に切り替えられる。この場合、オゾン通路31を流れる空気がオゾン分解部36を通過することで、この空気に含まれるオゾンがオゾン分解部36のオゾン触媒36aにより分解されるため、排気通路15にオゾンが流れ込みにくくなる。このように、切り替え弁が第1状態にある場合には、排気口15aからオゾンが外部に放出されることがオゾン分解部36により抑制される。
In the present modification, it is preferable that ozone is sufficiently decomposed by the
この構成では、切り替え弁が第1状態にある場合にオゾン分解部36が分解状態にあり、切り替え弁が第2状態にある場合にオゾン分解部36が通過状態にあることになる。この場合、オゾン分解部36を通過状態から分解状態に移行させるために要する時間が、上記第1実施形態のようにヒータ部36cにてオゾン分解部36を加熱する構成に比べて短くなる。このため、オゾナイザ32を停止させた後に速やかに分解掃気処理を行うことが可能になる。
In this configuration, the
変形例6として、オゾン分解部36を分解状態に移行させるか否かを判定するためのパラメータが、NOx触媒温度Ta等の排気浄化装置12の温度ではなく、排気温度とされてもよい。
As a sixth modification, the parameter for determining whether to shift the
変形例7として、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より低い場合に、排気通路15にオゾンが流れ込みにくい分解掃気処理ではなく、排気通路15にオゾンが流れ込みやすい通過掃気処理が行われてもよい。例えば、エンジン11が運転状態にある場合に、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より低くても分解掃気処理ではなく通過掃気処理が行われる構成とする。また、排気通路15に存在するNOx量が所定の判定値より多い場合に、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より低くても分解掃気処理ではなく通過掃気処理が行われる構成とする。いずれの構成でも、オゾン供給装置30から排気通路15に追い出されるオゾンがNOxの酸化で消費されやすいため、分解掃気処理ではなく通過掃気処理を行っても、オゾンが排気口15aから外部に放出されるということが生じにくくなっている。
As a seventh modification, when the NOx catalyst temperature Ta is lower than the NOx threshold value Tth1, instead of the decomposition scavenging process in which ozone does not easily flow into the
変形例8として、排気浄化装置12が排気に含まれる粒子状物質PM(Particulate Matter)を捕集する捕集部を有していてもよい。捕集部としては、微粒子捕集装置であるDPF(Diesel Particulate Filter)が挙げられる。捕集部においては、捕集したPMが排気の熱等により燃焼して除去されることでPMの捕集能力が再生される。この場合、オゾン供給装置30から供給されたオゾンが捕集部に付与されることでPMの燃焼が促進され、PMの燃焼に伴ってオゾンが消費される。このため、捕集部でのPM捕集量が少ないほどPMの燃焼に用いられるオゾンが少ないことになる。
As a modification 8, the exhaust
そこで、ECU13は、捕集部のPM捕集量を取得し、このPM捕集量があらかじめ定められた判定値より大きくなったか否かを判定する。そして、PM捕集量が判定値より大きい場合に、排気通路15にオゾンが流れ込みやすい通過掃気処理を行い、PM捕集量が判定値より大きくない場合に、排気通路15にオゾンが流れ込みにくい分解掃気処理を行う。PM捕集量が判定値より大きい場合には、オゾンが捕集部のPMにて消費されることで、排気口15aから外部へのオゾンの放出が抑制される。一方、PM捕集量が判定値より大きくない場合には、オゾンがオゾン分解部36で分解されることで、排気口15aから外部へのオゾンの放出が抑制される。なお、PM捕集量が判定値より大きい場合は、NOx触媒温度TaがNOx閾値Tth1より小さくても分解掃気処理ではなく通過掃気処理が行われる構成としてもよい。
Therefore, the
変形例9として、オゾン供給装置30においては、オゾナイザ32の下流側に加えて上流側にも遮断弁が設けられていてもよい。オゾナイザ32の下流側に設けられた遮断弁35を下流弁と称し、オゾナイザ32の上流側に設けられた遮断弁を上流弁と称すると、これら上流弁と下流弁との間にオゾナイザ32及びオゾン分解部36が設けられている。この構成では、上流弁及び下流弁の両方を閉状態にすることで、これら上流弁と下流弁との間にオゾンを閉じ込めることができる。例えば、ヒータ部36cをオン状態に移行させてからオゾン分解部36が分解状態に移行するまでの期間において、上流弁と下流弁との間にオゾンを閉じ込めておくことで、オゾンが排気口15aや取り込み口37から外部に放出されることを抑制できる。
As a modification 9, in addition to the downstream side of the
変形例10として、オゾン制御装置としての機能を発揮する構成は、ECU13ではなく、車両に搭載された種々の演算装置であってもよく、複数の演算装置が協働で制御装置としての機能を発揮してもよい。また、各演算装置に設けられたフラッシュメモリやハードディスク等の非遷移的実体的記憶媒体に各種プログラムが記憶されていてもよい。
As a
11…内燃機関としてのエンジン、12…排気浄化部としての排気浄化装置、13…オゾン制御装置としてのECU、15…排気通路、31…オゾン通路、32…オゾン生成部としてのオゾナイザ、33…送風部としてのエアポンプ、35…遮断弁、36…オゾン分解部、36a…オゾン触媒、36c…ヒータ部、Tth1…基準値としてのNOx閾値、Ta…NOx触媒温度、S202…遮断実行部、S203…分解実行部、S204…分解実行部、S205…解除実行部。 11: Engine as an internal combustion engine, 12: Exhaust purification device as an exhaust purification unit, 13: ECU as an ozone control device, 15: exhaust passage, 31: ozone passage, 32: ozonizer as an ozone generation unit, 33: ventilation Air pump as part 35: Shut-off valve, 36: Ozone decomposition part, 36a: Ozone catalyst, 36c: Heater part, Tth1: NOx threshold as a reference value, Ta: NOx catalyst temperature, S202: Blocking execution part, S203: Decomposition Execution unit, S204... Disassembly execution unit, S205.
Claims (12)
オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
前記排気通路に接続され、前記オゾン生成部により生成されたオゾンを前記排気通路に供給するオゾン通路(31)と、
前記排気通路に向けて前記オゾン通路に風を送る送風部(33)と、
前記オゾン通路において前記オゾン生成部の下流側に設けられ、前記送風部による送風に伴って前記オゾン通路から前記排気通路に流れ込む空気に含まれるオゾンを分解する分解状態と、前記空気に含まれるオゾンを通過させる通過状態と、に移行するオゾン分解部(36)と、
を備えているオゾン供給装置。 An ozone supply device for supplying ozone to an exhaust passage (15) through which exhaust discharged from an internal combustion engine (11) flows,
An ozone generator (32) for generating ozone;
An ozone passage (31) connected to the exhaust passage and supplying ozone generated by the ozone generator to the exhaust passage;
A blower section (33) for sending wind toward the ozone passage toward the exhaust passage;
In the ozone passage, provided in the downstream side of the ozone generation section, a decomposition state for decomposing ozone contained in the air flowing from the ozone passage into the exhaust passage in accordance with the blowing by the blowing section, and ozone contained in the air A state of passage through which ozone is passed, and an ozonolysis part (36) that shifts to
An ozone supply device equipped with
温度上昇することで前記オゾン分解部を前記分解状態に移行させ、温度低下することで前記オゾン分解部を前記通過状態に移行させるヒータ部(36c)を有している、請求項1に記載のオゾン供給装置。 The ozone decomposition unit is
It has a heater part (36c) which makes the ozone decomposition part shift to the decomposition state by raising temperature, and makes the ozone decomposition part move to the passage state by lowering temperature. Ozone supply device.
前記オゾン通路に設けられ、前記ヒータ部の温度上昇に伴ってオゾンを分解する能力が高くなるオゾン触媒(36a)を有しており、
前記オゾン触媒が温度上昇することで前記分解状態に移行し、前記オゾン触媒が温度低下することで前記通過状態に移行する、請求項2に記載のオゾン供給装置。 The ozone decomposition unit is
An ozone catalyst (36a) that is provided in the ozone passage and has a high ability to decompose ozone as the temperature of the heater increases.
The ozone supply device according to claim 2, wherein the ozone catalyst shifts to the decomposition state when the temperature rises and the ozone catalyst shifts to the passage state when the temperature of the ozone catalyst decreases.
内燃機関(11)から排出された排気が流れる排気通路(15)に接続され、前記オゾン生成部により生成されたオゾンを前記排気通路に供給するオゾン通路(31)と、
前記排気通路に向けて前記オゾン通路に風を送る送風部(33)と、
前記オゾン通路において前記オゾン生成部の下流側に設けられ、前記送風部による送風に伴って前記オゾン通路から前記排気通路に流れ込む空気に含まれるオゾンを分解する分解状態と、前記空気に含まれるオゾンを通過させる通過状態と、に移行するオゾン分解部(36)と、
を有しているオゾン供給装置の制御を行うオゾン制御装置(13)であって、
前記オゾン分解部を前記通過状態から前記分解状態に移行させる分解実行部(S203,S204)を備えているオゾン制御装置。 An ozone generator (32) for generating ozone;
An ozone passage (31) connected to an exhaust passage (15) through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine (11) flows, and supplying ozone generated by the ozone generator to the exhaust passage;
A blower section (33) for sending wind toward the ozone passage toward the exhaust passage;
In the ozone passage, provided in the downstream side of the ozone generation section, a decomposition state for decomposing ozone contained in the air flowing from the ozone passage into the exhaust passage in accordance with the blowing by the blowing section, and ozone contained in the air A state of passage through which ozone is passed, and an ozonolysis part (36) that shifts to
An ozone control device (13) for controlling an ozone supply device having
An ozone control device comprising a decomposition execution unit (S203, S204) that shifts the ozone decomposition unit from the passage state to the decomposition state.
前記排気通路に設けられ前記排気を浄化する排気浄化部(12)の温度(Ta)があらかじめ定められた基準値(Tth1)より低くなった場合に、前記オゾン分解部を前記通過状態から前記分解状態に移行させる、請求項6に記載のオゾン制御装置。 The decomposition execution unit
When the temperature (Ta) of the exhaust gas purification unit (12) provided in the exhaust passage and purifies the exhaust gas becomes lower than a predetermined reference value (Tth1), the ozone decomposition unit is moved from the passage state to the decomposition state. The ozone control device according to claim 6, which is shifted to the state.
前記オゾン分解部に含まれたヒータ部(36c)の温度を上昇させることで、前記オゾン分解部を前記通過状態から前記分解状態に移行させる、請求項6又は7に記載のオゾン制御装置。 The decomposition execution unit
The ozone control device according to claim 6 or 7, wherein the ozone decomposing unit is shifted from the passing state to the decomposing state by increasing the temperature of the heater unit (36c) included in the ozone decomposing unit.
前記内燃機関が停止した場合に、前記オゾン分解部を前記通過状態から前記分解状態に移行させる、請求項6〜10のいずれか1つに記載のオゾン制御装置。 The decomposition execution unit
The ozone control device according to any one of claims 6 to 10, wherein when the internal combustion engine is stopped, the ozone decomposing unit is shifted from the passing state to the decomposing state.
前記オゾン生成部によるオゾンの生成が停止した場合に、前記オゾン分解部を前記通過状態から前記分解状態に移行させる、請求項6〜11のいずれか1つに記載のオゾン制御装置。 The decomposition execution unit
The ozone control device according to any one of claims 6 to 11, wherein when the generation of ozone by the ozone generation unit is stopped, the ozone decomposition unit is shifted from the passage state to the decomposition state.
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11441464B2 (en) | 2021-02-02 | 2022-09-13 | Saudi Arabian Oil Company | Use of ozone with LNT and MnO2 catalyst for the treatment of residual pollutant for the exhaust gas of an internal engine combustion |
Citations (3)
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US20040188238A1 (en) * | 2003-03-28 | 2004-09-30 | Hemingway Mark David | System and method for concurrent particulate and NOx control |
JP2010209754A (en) * | 2009-03-09 | 2010-09-24 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device |
JP3191157U (en) * | 2014-02-27 | 2014-06-12 | 株式会社Tamax | Ozone generator |
-
2018
- 2018-01-22 JP JP2018007944A patent/JP2019127834A/en not_active Ceased
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