JP2022112267A - Regeneration control device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、再生制御装置に関する。 The present disclosure relates to a playback control device.
従来から、例えば商用車などの車両において、排気ガスに含まれる粒子状物質(Particulate Matter)を捕捉するフィルタが排気管に配置されており、このフィルタを加熱して再生処理を制御する再生制御装置が実用化されている。ここで、粒子状物質が、フィルタに部分的に偏った状態で捕捉されると、フィルタを再生処理する際にフィルタが破損するおそれがある。 2. Description of the Related Art Conventionally, in a vehicle such as a commercial vehicle, a filter for capturing particulate matter contained in exhaust gas is arranged in an exhaust pipe, and a regeneration control device heats the filter to control regeneration processing. has been put into practical use. Here, if the particulate matter is trapped in the filter in a partially biased state, the filter may be damaged when the filter is regenerated.
そこで、再生処理におけるフィルタの破損を抑制する技術として、例えば、特許文献1には、フィルタの溶損を確実に防止して良好な再生を実現する排気浄化方法が開示されている。この方法は、再生時の正確なフィルタ最大温度を検出してフィルタの再生時期をフィードバック制御することで、再生時に発生する熱量が大きくなるのを防ぐため、フィルタの溶損を抑制することができる。
Therefore, as a technique for suppressing filter damage during regeneration processing, for example,
しかしながら、特許文献1の方法は、フィルタの構造によりフィルタにおける粒子状物質の捕捉量の偏りを推測しており、実測値に基づいて推測するものではない。このため、フィルタにおける粒子状物質の捕捉量の偏りを正確に推測することができず、再生処理においてフィルタの破損を確実に抑制することが困難であった。
However, the method of
本開示は、フィルタの破損を確実に抑制する再生制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a regeneration control device that reliably suppresses filter breakage.
本開示に係る再生制御装置は、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕捉するフィルタが排気管に配置され、フィルタを加熱する加熱部を制御してフィルタを再生処理する再生制御装置であって、フィルタに捕捉された粒子状物質の捕捉量と、フィルタの上流側と下流側の差圧とをそれぞれ取得し、粒子状物質の捕捉量と差圧に基づいてフィルタにおける粒子状物質の捕捉量の偏りが所定の捕捉状態より大きいか否かを判定する判定部と、判定部で捕捉量の偏りが大きいと判定された場合には、所定の捕捉状態より緩やかにフィルタの加熱温度が上昇するように加熱部を制御する再生制御部とを備えるものである。 A regeneration control device according to the present disclosure is a regeneration control device in which a filter that captures particulate matter contained in exhaust gas is arranged in an exhaust pipe, and that controls a heating unit that heats the filter to perform regeneration processing on the filter, The trapped amount of particulate matter trapped by the filter and the differential pressure between the upstream and downstream sides of the filter are obtained, respectively, and based on the trapped amount of particulate matter and the differential pressure, the amount of particulate matter trapped by the filter is calculated. a determining unit for determining whether the bias is greater than a predetermined trapping state; and a regeneration control section for controlling the heating section.
本開示によれば、フィルタの破損を確実に抑制することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to reliably suppress damage to the filter.
以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described based on the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1に、本開示の実施の形態1に係る再生制御装置を備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関1と、排気管2と、内燃機関制御部3と、浄化装置4とを有する。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a vehicle equipped with a regeneration control device according to
内燃機関1は、車両を駆動するためのもので、例えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の4つの行程を繰り返す、いわゆる4ストローク機関から構成されている。内燃機関1としては、例えば、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。
The
排気管2は、内燃機関1の排気口から外部に延びるように配置され、内燃機関1から排出される排気ガスを外部に排出する流路である。
The
内燃機関制御部3は、内燃機関1を制御するもので、内燃機関1および浄化装置4の再生制御装置11にそれぞれ接続されている。内燃機関制御部3は、例えば、排気管2を流通する排気ガスの流量、燃料の噴射量およびエンジン回転数などを制御する。
The internal combustion
浄化装置4は、酸化触媒5と、フィルタ6と、温度センサ7aおよび7bと、差圧センサ8と、バルブ9と、インジェクタ10と、再生制御装置11とを有する。
The
酸化触媒5は、排気管2内に配置され、排気ガスに含まれる炭化水素および一酸化炭素などの未燃焼燃料を酸化して浄化する。また、酸化触媒5は、内燃機関1およびインジェクタ10から噴射される燃料を酸化することにより、その反応熱で排気ガスを高温に加熱する。酸化触媒5は、例えば、白金および酸化セリウムなどから構成することができる。
The
フィルタ6は、排気管2内において酸化触媒5の下流側に配置され、排気ガスに含まれる煤成分などの粒子状物質を捕捉する。フィルタ6は、例えば、コーディエライトおよび炭化ケイ素などの多孔質セラミックから形成されたセルを、入口と出口が交互に閉鎖するように並べた、いわゆるウォールフロー型から構成することができる。フィルタ6としては、例えば、DPF(Diesel particulate filter)およびCSF(Catalyzed Soot Filter)などが挙げられる。
The
温度センサ7aおよび7bは、排気管2内を流通する排気ガスの温度を検出するもので、排気管2においてフィルタ6を挟むように配置されている。具体的には、温度センサ7aが、排気ガスの流通方向においてフィルタ6の上流側に配置され、フィルタ6に流入する排気ガスの温度を検出する。温度センサ7bは、排気ガスの流通方向においてフィルタ6の下流側に配置され、フィルタ6から流出する排気ガスの温度を検出する。
The
差圧センサ8は、排気管2に配置され、フィルタ6の上流側と下流側の差圧を検出する。
A
バルブ9は、排気管2の開度を調整するもので、排気管2において酸化触媒5の上流側に回転可能に配置されている。バルブ9は、例えば、エグゾーストスロットルバルブから構成することができる。
The
インジェクタ10は、排気管2においてバルブ9と酸化触媒5の間に配置され、排気管2内に燃料を噴射して酸化触媒5に未燃焼の燃料を供給する。
なお、内燃機関1、酸化触媒5、バルブ9およびインジェクタ10は、フィルタ6を加熱する機能を含んでおり、本開示における加熱部を構成する。
The
Note that the
再生制御装置11は、フィルタ6の再生処理を制御するもので、判定部12と、再生制御部13とを有する。判定部12および再生制御部13は、それぞれ、内燃機関制御部3に接続されている。また、差圧センサ8が判定部12に接続され、その判定部12が再生制御部13に接続されている。また、温度センサ7aおよび7bが、再生制御部13に接続されている。さらに、再生制御部13が、バルブ9およびインジェクタ10に接続されている。
The
判定部12は、内燃機関制御部3から排気ガスの流量および燃料の噴射量などを入力し、その入力値に基づいてフィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量を算出する。また、判定部12は、フィルタ6の上流側と下流側の差圧を差圧センサ8から入力する。このようにして、取得された粒子状物質の捕捉量とフィルタ6の差圧とに基づいて、判定部12は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが所定の捕捉状態より大きいか否かを判定する。
The determination unit 12 inputs the exhaust gas flow rate, the fuel injection amount, and the like from the internal combustion
ここで、粒子状物質の捕捉量の偏りは、フィルタ6において粒子状物質の捕捉量が部分的に所定の閾値以上異なる状態を示す。
また、所定の捕捉状態としては、例えば、フィルタ6にほぼ均一に粒子状物質が捕捉された状態が挙げられる。
Here, the bias in the trapped amount of particulate matter indicates a state in which the trapped amount of particulate matter in the
Further, the predetermined captured state may be, for example, a state in which particulate matter is captured in the
再生制御部13は、判定部12の判定結果に基づいて、内燃機関1、バルブ9およびインジェクタ10を介して酸化触媒5を制御することによりフィルタ6を再生処理する。具体的には、再生制御部13は、判定部12で捕捉量の偏りが所定の捕捉状態より大きいと判定された場合には、所定の捕捉量より緩やかにフィルタ6の加熱温度が上昇するように酸化触媒5の反応を制御する。一方、再生制御部13は、判定部12で捕捉量の偏りが所定の捕捉状態以下と判定された場合には、予め定められた基準となる速さ(基準速さ)でフィルタ6の加熱温度が上昇するように酸化触媒5の反応を制御する。なお、基準速さは、実験的又は計算的な方法により浄化装置4の機能に影響を与えない値に定められる。
The
なお、内燃機関制御部3および再生制御装置11の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、内燃機関制御部3および再生制御装置11の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、CPU(Central Processing Unit)が、記憶装置に記憶されたプログラムをRAM(Random Access Memory)にコピーし、そのプログラムに含まれる命令をRAMから順次読み出して実行することにより、内燃機関制御部3および再生制御装置11の機能を実現することができる。
The functions of the internal combustion
次に、本実施の形態の動作について、図2のフローチャートを参照して説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described with reference to the flowchart of FIG.
まず、図1に示すように、内燃機関制御部3が内燃機関1を制御して車両が走行されると、内燃機関1で生じた排気ガスが排気管2を流通して外部に排出される。このとき、排気ガスがフィルタ6を通過することにより、排気ガスに含まれる粒子状物質がフィルタ6に捕捉される。
First, as shown in FIG. 1, when the internal combustion
このようにして、フィルタ6に粒子状物質が捕捉されると、その捕捉量の増加に応じてフィルタ6の上流側と下流側の差圧が上昇することになる。フィルタ6の差圧は、差圧センサ8で順次検出されて、その検出値が差圧センサ8から判定部12に出力される。また、判定部12には、内燃機関制御部3から排気管2を流通する排気ガスの流量および内燃機関1への燃料の噴射量などの値が出力される。
In this way, when the particulate matter is captured by the
判定部12は、差圧センサ8で検出された差圧が入力されると、ステップS1で、その差圧が所定値以上か否かを判定する。ここで、所定値は、例えば、フィルタ6に規定量の粒子状物質が捕捉されて再生処理が必要となる差圧に基づいて設定することができる。
When the differential pressure detected by the
判定部12は、差圧が所定値未満の場合には、フィルタ6の再生処理は必要ないと判断し、差圧が所定値に達するまで判定を繰り返す。
一方、判定部12は、差圧が所定値以上の場合には、フィルタ6の再生処理が必要と判断する。
If the differential pressure is less than the predetermined value, the
On the other hand, the
なお、判定部12は、フィルタ6の再生処理が必要か否かを判定できればよく、差圧に基づいて判定するものに限られるものではない。例えば、判定部12は、内燃機関制御部3から出力される排気ガスの流量および燃料の噴射量などに基づいて、フィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量を算出し、その捕捉量に基づいてフィルタ6の再生処理が必要か否かを判定することもできる。
Note that the
ここで、フィルタ6における粒子状物質の捕捉状態に関わらず、フィルタ6の再生処理を同様に実施すると、フィルタ6が破損するおそれがある。具体的には、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが大きい場合に、フィルタ6に均一に粒子状物質が捕捉されたときと同じ速さでフィルタ6の加熱温度を上昇させると、フィルタ6に大きな温度差が生じるおそれがある。
Here, if the
例えば、図3に示すように、粒子状物質が、フィルタ6の外周部6aにおいて中央部6bと比べて多く偏って捕捉される場合がある。フィルタ6の外周部6aの温度は、再生処理において中央部6bより低くなる傾向があるため、外周部6aに粒子状物質の燃え残りが堆積し易く、これにより外周部6aにおける粒子状物質の捕捉量が増える場合がある。このように偏った捕捉状態でフィルタ6を加熱すると、粒子状物質の捕捉量が多いフィルタ6の外周部6aでは、中央部6bと比べて、温度上昇の速さが遅くなる。このため、粒子状物質Pが燃焼し始めるまでの期間(燃焼温度まで温度を上昇させている期間)において、フィルタ6の外周部6aの温度が中央部6bより低くなり、フィルタ6に大きな温度差が生じることになる。
For example, as shown in FIG. 3, more particulate matter may be trapped in the outer
また、図4に示すように、フィルタ6に捕捉された粒子状物質Pが崩れるなどして、排気ガスの流通方向においてフィルタ6の上流側に粒子状物質Pが局所的に堆積し、フィルタ6の上流側において下流側と比べて粒子状物質Pが多く偏って捕捉される場合もある。このように偏った捕捉状態でフィルタ6を加熱すると、フィルタ6の上流側と下流側との間で温度上昇の速さに差が生じ、フィルタ6に大きな温度差が生じることになる。
Further, as shown in FIG. 4 , the particulate matter P trapped in the
さらに、図5に示すように、排気ガスの流通方向においてフィルタ6の下流側に粒子状物質Pが局所的に堆積する場合もある。例えば、フィルタ6を縦置きした場合、すなわちフィルタ6のセルが上下方向に延びるように配置した場合に、フィルタ6に捕捉された粒子状物質Pが崩れるなどして、フィルタ6の下流側に局所的に堆積する場合がある。このように偏った捕捉状態でフィルタ6を加熱すると、フィルタ6の上流側と下流側との間で温度上昇の速さに差が生じ、フィルタ6に大きな温度差が生じることになる。
Furthermore, as shown in FIG. 5, the particulate matter P may be locally deposited downstream of the
このように、フィルタ6に大きな温度差が生じると、熱応力により割れが発生するなど、フィルタ6が破損するおそれがある。そして、フィルタ6が破損すると、例えば、粒子状物質の捕捉効率が低下することになる。
When a large temperature difference occurs in the
そこで、判定部12は、ステップS1で、差圧が所定値以上と判定、すなわちフィルタ6の再生処理が必要と判定した場合には、ステップS2に進んで、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが大きいか否かを判定する。
Therefore, when the determining
具体的には、判定部12は、内燃機関制御部3から出力される排気ガスの流量および燃料の噴射量などに基づいて、フィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量を算出する。図6に示すように、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量に偏りが生じた捕捉状態S1およびS2では、フィルタ6に粒子状物質がほぼ均一に捕捉された捕捉状態S0と比べて、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化が異なる値を示す。
Specifically, the
ここで、捕捉状態S1は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量が中央部6bと比べて外周部6aに多く偏った状態(図3の捕捉状態)、および、上流側と比べて下流側に多く偏った状態(図5の捕捉状態)を示す。この捕捉状態S1では、フィルタ6の外周部6aにおける粒子状物質の捕捉量が捕捉状態S0より増加する一方、フィルタ6の中央部6bにおける粒子状物質の捕捉量が捕捉状態S0より減少している。また、フィルタ6の下流側における粒子状物質の捕捉量が捕捉状態S0より増加する一方、フィルタ6の上流側における粒子状物質の捕捉量が捕捉状態S0より減少している。このため、捕捉状態S1における差圧の変化は、捕捉状態S0より低い値を示すことになる。
Here, the capture state S1 includes a state in which the amount of particulate matter captured in the
また、捕捉状態S2は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量が下流側と比べて上流側に多く偏った状態(図4の捕捉状態)を示す。この捕捉状態S2では、フィルタ6の上流側において下流側を遮るように粒子状物質が捕捉されて、上流側における粒子状物質の捕捉量が捕捉状態S0より増加する。このため、捕捉状態S2における差圧の変化は、捕捉状態S0より高い値を示すことになる。
Also, the trapping state S2 indicates a state (trapping state in FIG. 4) in which the amount of particulate matter trapped in the
そこで、判定部12は、算出された粒子状物質の捕捉量と、差圧センサ8で検出された差圧とに基づいて、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが予め設定された捕捉状態S0より大きいか否かを判定する。
Therefore, based on the calculated amount of trapped particulate matter and the differential pressure detected by the
例えば、判定部12は、捕捉状態S0で捕捉された粒子状物質の捕捉量が所定値のときの差圧を実験またはシミュレーションにより予め取得する。判定部12は、予め取得された捕捉状態S0の差圧と、粒子状物質の捕捉量が所定値に達したときに差圧センサ8で検出される差圧とを比較する。
For example, the
判定部12は、捕捉状態S0の差圧に対して、差圧センサ8で検出される差圧が所定の閾値より小さい場合には、粒子状物質の捕捉量の偏りが大きい捕捉状態S1と判定する。また、判定部12は、捕捉状態S0の差圧に対して、差圧センサ8で検出される差圧が所定の閾値より大きい場合には、粒子状物質の捕捉量の偏りが大きい捕捉状態S2と判定する。なお、判定部12は、捕捉状態S0の差圧に対して、差圧センサ8で検出される差圧が所定の閾値の範囲内である場合には、粒子状物質の捕捉量の偏りが小さいと判定する。
When the differential pressure detected by the
このように、判定部12は、フィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量と、差圧センサ8で検出される差圧とに基づいて判定するため、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りを正確に判定することができる。
As described above, since the
また、判定部12は、予め設定された捕捉状態S0の差圧に対して、差圧センサ8で検出される差圧が小さい場合に捕捉状態S1と判定するため、捕捉状態S1を正確に区別して判定することができる。
In addition, since the determining
さらに、判定部12は、予め設定された捕捉状態S0の差圧に対して、差圧センサ8で検出される差圧が大きい場合に捕捉状態S2と判定するため、捕捉状態S2を正確に区別して判定することができる。
Furthermore, since the
このとき、判定部12は、フィルタ6に捕捉される粒子状物質の捕捉量と、差圧センサ8で検出される差圧とを経時的に取得して、図6に示すような粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化を算出することもできる。これにより、判定部12は、算出された粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化に基づいて、粒子状物質の捕捉量の偏りを判定することができる。例えば、判定部12は、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化の傾きに基づいて、捕捉状態S0、S1およびS2を判定する。これにより、判定部12は、粒子状物質の捕捉量の偏りをより正確に判定することができる。
At this time, the
このようにして判定された結果は、判定部12から再生制御部13に出力される。
The result determined in this manner is output from the
再生制御部13は、判定部12において粒子状物質の捕捉量の偏りが小さいと判定された場合には、ステップS3に進んで、捕捉状態S0に対応して予め設定された基準速さでフィルタ6の加熱温度が上昇するように内燃機関1、バルブ9およびインジェクタ10を介して酸化触媒5の反応を制御する。
When the
これにより、内燃機関1およびインジェクタ10から燃料が噴射され、噴射された燃料が酸化触媒5で酸化されることにより、その反応熱で排気ガスが加熱される。また、バルブ9が排気管2を狭めることで排気ガスの温度がさらに上昇される。このようにして、排気ガスの温度が上昇し、その排気ガスがフィルタ6を通過することにより、フィルタ6の加熱温度が上昇することになる。
As a result, fuel is injected from the
再生制御部13は、温度センサ7aおよび7bで検出される値に基づいて、フィルタ6の加熱温度が基準速さで予め設定された燃焼温度まで上昇するように制御する。そして、フィルタ6の加熱温度が所定の燃焼温度に達すると、その燃焼温度で所定時間維持されることにより、フィルタ6に捕捉された粒子状物質が燃焼されてフィルタ6の再生処理が完了する。
Based on the values detected by the
一方、再生制御部13は、判定部12において粒子状物質の捕捉量の偏りが大きい捕捉状態S1またはS2と判定された場合には、ステップS4に進んで、基準速さより緩やかに、すなわち捕捉状態S0より緩やかにフィルタ6の加熱温度が上昇するように内燃機関1、バルブ9およびインジェクタ10を介して酸化触媒5の反応を制御する。例えば、再生制御部13は、フィルタ6の加熱温度が一定の速さで捕捉状態S0より緩やかに上昇するように制御することができる。このとき、再生制御部13は、例えば、内燃機関1およびインジェクタ10からの燃料の噴射量を捕捉状態S0より低減させることにより、フィルタ6の加熱温度の上昇を緩やかにすることができる。
On the other hand, if the
これにより、加熱温度を上昇させる期間にわたってフィルタ6における温度差を所定の閾値より小さく制限することができ、フィルタ6の破損を確実に抑制することができる。
As a result, the temperature difference in the
ここで、フィルタ6は、一般的に、捕捉状態S1のうち粒子状物質の捕捉量が中央部6bと比べて外周部6aに多い状態のときに、他の捕捉状態と比べて、加熱温度の上昇に伴って大きな温度差を生じ易く、これにより破損が生じ易い傾向を有する。
Here, the
そこで、再生制御部13は、判定部12において捕捉状態S1と判定された場合には、捕捉状態S2と判定された場合と比較して、フィルタ6の加熱温度がより緩やかに上昇するように制御することができる。これにより、再生制御部13は、捕捉状態S1およびS2に応じた速さでフィルタ6の加熱温度を上昇させることができ、フィルタ6の破損をより確実に抑制することができる。
Therefore, the
また、再生制御部13は、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化に基づいて、捕捉状態S1のうち、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量が中央部6bと比べて外周部6aに多い状態と、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量が上流側と比べて下流側に多い状態とを区別して判定することもできる。これにより、再生制御部13は、粒子状物質の捕捉量が上流側と比べて下流側に多い状態と判定された場合には、捕捉状態S2と同じ速さでフィルタ6の加熱温度が上昇するように制御する。そして、再生制御部13は、粒子状物質の捕捉量が中央部6bと比べて外周部6aに多い状態と判定された場合に、捕捉状態S2と比較して、フィルタ6の加熱温度がより緩やかに上昇するように制御する。これにより、フィルタ6の破損をさらに確実に抑制することができる。
Further, the
また、再生制御部13は、捕捉状態S0より緩やかにフィルタ6の加熱温度を上昇、すなわち所定の燃焼温度まで捕捉状態S0より長時間をかけて上昇させることができればよく、加熱温度を一定の速さで上昇させるものに限られるものではない。
Further, the
例えば、再生制御部13は、加熱温度に対するフィルタ6の破損率の変化に基づいて注目温度を予め設定し、その注目温度に基づいてフィルタ6の加熱温度の上昇を制御することができる。ここで、注目温度は、加熱温度の上昇に伴ってフィルタ6の破損率が急激に増加する温度であり、フィルタ6の材質(熱膨張率など)および形状などに基づいて設定することができる。再生制御部13は、注目温度に達した後のフィルタ6の加熱温度が注目温度に達する前と比較して緩やかに上昇するように制御する。例えば、フィルタ6の加熱開始から注目温度までは捕捉状態S0と同じ速さで加熱温度を上昇させ、注目温度から所定の燃焼温度までは捕捉状態S0より緩やかに加熱温度を上昇させることができる。
このように、フィルタ6の破損率が小さい注目温度までは加熱温度を速やかに上昇させることにより、フィルタ6の破損を抑制しつつ加熱温度を速やかに上昇させることができる。
For example, the
In this way, by rapidly increasing the heating temperature up to the target temperature at which the damage rate of the
このようにして、フィルタ6の加熱温度が所定の燃焼温度まで上昇したところで、再生制御部13は、フィルタ6を燃焼温度で所定時間維持する。これにより、フィルタ6に捕捉された粒子状物質が燃焼して、フィルタ6の再生処理が完了する。
In this manner, when the heating temperature of the
本実施の形態によれば、フィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量とフィルタ6の上流側と下流側の差圧とに基づいてフィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが捕捉状態S0より大きいか否かを判定し、捕捉量の偏りが大きいと判定された場合には捕捉状態S0より緩やかにフィルタ6の加熱温度を上昇させる。これにより、加熱温度を上昇させる期間にわたってフィルタ6における温度差を小さく制限することができ、フィルタ6の破損を確実に抑制することができる。
According to the present embodiment, the imbalance in the amount of particulate matter captured by
(実施の形態2)
以下、本開示の実施の形態2について説明する。ここでは、上記の実施の形態1との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present disclosure will be described below. Here, differences from the first embodiment will be mainly described, and common reference numerals will be used for common points with the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
上記の実施の形態1において、判定部12は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏り度合を算出することができる。
In
例えば、判定部12は、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化に基づいて、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏り度合を算出することができる。
For example, the determining
具体的には、判定部12は、排気ガスの流量などに基づいて算出されるフィルタ6における粒子状物質の捕捉量と、差圧センサ8で検出される差圧とを経時的に取得して、図6に示すような粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化を算出する。そして、判定部12は、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化に基づいて、捕捉状態S0、S1およびS2を判定する。
Specifically, the
続いて、判定部12は、捕捉状態S1と判定した場合には、その捕捉状態S1における粒子状物質の捕捉量の偏り度合を算出する。このとき、判定部12は、例えば、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化の傾きが小さいほど、粒子状物質の捕捉量の偏り度合が大きいと算出する。
Subsequently, when the determining
一方、判定部12は、捕捉状態S2と判定した場合には、その捕捉状態S2における粒子状物質の捕捉量の偏り度合を算出する。このとき、判定部12は、例えば、粒子状物質の捕捉量に対する差圧の変化の傾きが大きいほど、粒子状物質の捕捉量の偏り度合が大きいと算出する。
On the other hand, when the determining
なお、粒子状物質の捕捉量の偏り度合は、傾きの大小のみに基づいて算出するものに限られるものではなく、例えば傾きの部分的な変化などに基づいて算出することもできる。 It should be noted that the degree of bias in the captured amount of particulate matter is not limited to being calculated based only on the magnitude of the slope, but can also be calculated based on, for example, a partial change in the slope.
続いて、再生制御部13は、粒子状物質の捕捉量の偏り度合が大きいほど、フィルタ6の加熱温度が緩やかに上昇するように制御する。
このように、粒子状物質の捕捉量の偏り度合が大きい、すなわちフィルタ6に大きな温度差が生じ易いほど、加熱温度を緩やかに上昇させるため、フィルタ6の破損をより確実に抑制することができる。
Subsequently, the
In this way, the larger the degree of bias in the amount of trapped particulate matter, that is, the more easily a large temperature difference occurs in the
本実施の形態によれば、再生制御部13が、判定部12で算出された粒子状物質の捕捉量の偏り度合が大きいほど、フィルタ6の加熱温度が緩やかに上昇するように制御するため、フィルタ6の破損をより確実に抑制することができる。
According to the present embodiment, the
(実施の形態3)
以下、本開示の実施の形態3について説明する。ここでは、上記の実施の形態1および2との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1および2との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present disclosure will be described below. Here, the points of difference from the first and second embodiments described above will be mainly described, and the points in common with the first and second embodiments described above will be described in detail using common reference numerals. omitted.
上記の実施の形態1および2では、再生制御部13は、フィルタ6を燃焼温度で所定時間維持することで再生処理したが、フィルタ6に捕捉された粒子状物質を燃焼することができればよく、これに限られるものではない。
In
例えば、再生制御部13は、判定部12で粒子状物質の捕捉量の偏りが捕捉状態S0より大きいと判定された場合には、フィルタ6を捕捉状態S0より長時間にわたって所定の燃焼温度で加熱するように制御することができる。
For example, when the
これにより、フィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量の偏りが大きい場合でも、粒子状物質を確実に燃焼させることができる。このため、再生処理後にフィルタ6に捕捉される粒子状物質の捕捉量が偏ることを抑制し、次回の再生処理でフィルタ6が破損するのを確実に抑制することができる。
As a result, even if the amount of particulate matter captured by the
また、再生制御部13は、フィルタ6に捕捉された粒子状物質の捕捉量の偏り度合が大きいほどフィルタ6の燃焼時間を長くすることができる。これにより、フィルタ6に捕捉された粒子状物質をより確実に燃焼することができる。
Further, the
さらに、再生制御部13は、粒子状物質の燃焼効率が上昇するように排気ガスの流速を制御することができる。これにより、フィルタ6に捕捉された粒子状物質をより確実に燃焼することができる。
Furthermore, the
本実施の形態によれば、再生制御部13は、判定部12で粒子状物質の捕捉量の偏りが大きいと判定された場合に、捕捉状態S0より長時間にわたってフィルタ6を加熱するように制御する。これにより、再生処理後にフィルタ6に捕捉される粒子状物質の捕捉量の偏りが抑制されて、次回の再生処理でフィルタ6が破損するのを確実に抑制することができる。
According to the present embodiment, the
(実施の形態4)
以下、本開示の実施の形態4について説明する。ここでは、上記の実施の形態1~3との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1~3との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present disclosure will be described below. Here, the description will focus on the differences from the above-described
上記の実施の形態1~3では、再生制御部13は、温度センサ7aおよび7bで検出される値に沿ってフィルタ6の加熱温度が上昇されたが、フィルタ6の加熱温度を捕捉状態S0より緩やかに上昇させることができればよく、これに限られるものではない。
In the first to third embodiments described above, the
例えば、再生制御部13は、フィルタ6の上流側温度および下流側温度と粒子状物質の捕捉量の偏りに基づいて、フィルタ6の内部温度を推定し、推定されたフィルタ6の内部温度に基づいてフィルタ6の加熱温度を上昇させることができる。
For example, the
具体的には、フィルタ6の上流側温度および下流側温度に対する、捕捉状態S1およびS2のフィルタ6の内部温度の変化を示すマップを実験またはシミュレーションにより予め取得する。再生制御部13は、温度センサ7aおよび7bで検出される上流側温度および下流側温度と、判定部12で判定される粒子状物質の捕捉量の偏りに基づいて、予め取得されたマップを参照することで、フィルタ6の内部温度を推定する。そして、再生制御部13は、推定されるフィルタ6の内部温度に沿ってフィルタ6の加熱温度が上昇するように制御する。これにより、フィルタ6の破損をより確実に抑制することができる。
Specifically, a map showing changes in the internal temperature of the
本実施の形態によれば、再生制御部13は、フィルタ6の上流側温度および下流側温度と粒子状物質の捕捉量の偏りに基づいて、フィルタ6の内部温度を推定し、推定されたフィルタ6の内部温度に基づいて加熱温度が上昇するように制御する。このため、フィルタ6の破損をより確実に抑制することができる。
According to the present embodiment, the
なお、上記の実施の形態1~4では、判定部12は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが捕捉状態S0より大きいか否かを判定したが、所定の捕捉状態より大きいか否かを判定すればよく、これに限られるものではない。例えば、判定部12は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが捕捉状態S2より大きいか否かを判定することもできる。
In
また、上記の実施の形態1~4では、判定部12は、フィルタ6における粒子状物質の捕捉量の偏りが捕捉状態S0より大きい捕捉状態S1およびS2を判定したが、捕捉状態S0より大きいか否かを判定すればよく、これに限られるものではない。
In the first to fourth embodiments described above, the determining
また、上記の実施の形態1~4では、再生制御装置11は、車両に配置されたが、粒子状物質を捕捉するフィルタ6の再生処理を制御できればよく、これに限られるものではない。例えば、再生制御装置11は、船舶、産業機械または定置式内燃機関を設置した工場などに配置することができる。
Further, in
その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。 In addition, the above-described embodiments are merely examples of specific implementations of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. be. Thus, the invention may be embodied in various forms without departing from its spirit or essential characteristics. For example, the disclosure of the shape, number, etc. of each part described in the above embodiment is merely an example, and can be implemented with appropriate modifications.
本開示に係る再生制御装置は、粒子状物質を捕捉するフィルタの再生処理を制御する装置に利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The regeneration control device according to the present disclosure can be used as a device for controlling regeneration processing of a filter that traps particulate matter.
1 内燃機関
2 排気管
3 内燃機関制御部
4 浄化装置
5 酸化触媒
6 フィルタ
6a 外周部
6b 中央部
7a,7b 温度センサ
8 差圧センサ
9 バルブ
10 インジェクタ
11 再生制御装置
12 判定部
13 再生制御部
P 粒子状物質
S0,S1,S2 捕捉状態
REFERENCE SIGNS
Claims (6)
前記フィルタに捕捉された前記粒子状物質の捕捉量と、前記フィルタの上流側と下流側の差圧とをそれぞれ取得し、前記粒子状物質の捕捉量と前記差圧に基づいて前記フィルタにおける前記粒子状物質の捕捉量の偏りが所定の捕捉状態より大きいか否かを判定する判定部と、
前記判定部で前記捕捉量の偏りが大きいと判定された場合には、前記所定の捕捉状態より緩やかに前記フィルタの加熱温度が上昇するように前記加熱部を制御する再生制御部とを備える再生制御装置。 A regeneration control device in which a filter that captures particulate matter contained in exhaust gas is arranged in an exhaust pipe, and that controls a heating unit that heats the filter to regenerate the filter,
The trapped amount of the particulate matter trapped by the filter and the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the filter are respectively acquired, and based on the trapped amount of the particulate matter and the differential pressure, the a determination unit that determines whether the bias in the amount of trapped particulate matter is greater than a predetermined trapped state;
a regeneration control unit that controls the heating unit so that the heating temperature of the filter rises more moderately than the predetermined trapping state when the determination unit determines that the bias in the trapped amount is large. Control device.
前記再生制御部は、前記差圧が前記所定の捕捉状態より小さいと判定された場合に、前記差圧が前記所定の捕捉状態より大きいと判定された場合と比較して、前記フィルタの加熱温度がより緩やかに上昇するように前記加熱部を制御する請求項2に記載の再生制御装置。 The determination unit determines that the bias of the particulate matter in the filter is large when the differential pressure is greater than the predetermined capture state when the captured amount of the acquired particulate matter reaches a predetermined value. death,
When the differential pressure is determined to be less than the predetermined trapping state, the regeneration control unit reduces the heating temperature of the filter compared to when the differential pressure is determined to be greater than the predetermined trapping state. 3. The regeneration control device according to claim 2, wherein the heating unit is controlled so that the .DELTA.
前記再生制御部は、前記偏り度合が大きいほど前記フィルタの加熱温度が緩やかに上昇するように前記加熱部を制御する請求項1~4のいずれか一項に記載の再生制御装置。 The determination unit calculates a degree of bias in the amount of particulate matter captured by the filter based on a change in the differential pressure with respect to the amount of particulate matter captured,
The regeneration control device according to any one of claims 1 to 4, wherein the regeneration control unit controls the heating unit so that the heating temperature of the filter increases more slowly as the degree of bias increases.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2021008031A JP2022112267A (en) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | Regeneration control device |
Applications Claiming Priority (1)
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Family Applications (1)
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JP2021008031A Pending JP2022112267A (en) | 2021-01-21 | 2021-01-21 | Regeneration control device |
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2021
- 2021-01-21 JP JP2021008031A patent/JP2022112267A/en active Pending
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