JP6413998B2 - オゾン供給装置の制御システム - Google Patents

オゾン供給装置の制御システム Download PDF

Info

Publication number
JP6413998B2
JP6413998B2 JP2015191512A JP2015191512A JP6413998B2 JP 6413998 B2 JP6413998 B2 JP 6413998B2 JP 2015191512 A JP2015191512 A JP 2015191512A JP 2015191512 A JP2015191512 A JP 2015191512A JP 6413998 B2 JP6413998 B2 JP 6413998B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
ozone
passage
amount
exhaust
unit
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.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2015191512A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2017066931A (ja
Inventor
隼人 奥田
隼人 奥田
矢羽田 茂人
茂人 矢羽田
佑輔 真島
佑輔 真島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP2015191512A priority Critical patent/JP6413998B2/ja
Priority to DE102016116588.3A priority patent/DE102016116588A1/de
Publication of JP2017066931A publication Critical patent/JP2017066931A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6413998B2 publication Critical patent/JP6413998B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842Nitrogen oxides
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0892Electric or magnetic treatment, e.g. dissociation of noxious components
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2240/00Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being
    • F01N2240/38Combination or association of two or more different exhaust treating devices, or of at least one such device with an auxiliary device, not covered by indexing codes F01N2230/00 or F01N2250/00, one of the devices being an ozone (O3) generator, e.g. for adding ozone after generation of ozone from air
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/08Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a pressure sensor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0412Methods of control or diagnosing using pre-calibrated maps, tables or charts
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0418Methods of control or diagnosing using integration or an accumulated value within an elapsed period
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Description

本発明は、オゾン供給装置の制御システムに関する。
従来より、エンジン等の内燃機関の吸気通路や排気通路に対してオゾンを供給するオゾン供給装置が知られている。オゾンが吸気通路に供給される構成では、内燃機関での燃焼性を高めることが期待される。オゾンが排気通路に供給される構成では、排気通路にNOx吸着装置が設けられている場合に、NOがオゾンによりNO2に酸化されることでNOx吸着装置に対する吸着反応が活発になり、NOx吸着装置によるNOxの浄化率が高められる。
例えば特許文献1では、内燃機関の排気通路にオゾンを供給するオゾン生成器と、自車両が他の車両等に衝突したことを検知するGセンサとが車両に搭載されている。この車両においては、Gセンサにより車両の衝突が検知された場合に、オゾン供給装置から排気通路へのオゾンの供給が停止される。これにより、車両の衝突時におけるオゾンの漏えいが抑えられている。
特開2011−69238号公報
しかしながら、車両が衝突していない場合でも、排気通路等から意図せずにオゾンが放出されることがある。例えば、排気通路に供給されたオゾンのうちNOxの酸化等によっても消滅せずに残ったオゾンが排気通路の下流側端部から排出されることや、排気通路や吸気通路を形成する配管等の継ぎ目からオゾンが漏れることがある。例えば、ガレージ等の閉鎖的空間に停止された車両のエンジンがアイドリング状態にある場合、車両から意図せずにオゾンが放出されていると、その放出されたオゾンが閉鎖的空間に溜まっていくことになる。この場合、時間経過に伴って閉鎖的空間のオゾン濃度が上昇することなどにより、オゾンが人体に悪影響を及ぼすことが懸念される。
本発明は、上記問題を鑑みてなされたもので、その目的は、内燃機関の吸気通路や排気通路にオゾンが供給される構成において、内燃機関がアイドリング状態にある場合にオゾンが人体に悪影響を及ぼすことを回避することにある。
以下、課題を達成するための発明の技術的手段について、説明する。なお、発明の技術的手段を開示する特許請求の範囲及び本欄に記載された括弧内の符号は、後に詳述する実施形態に記載された具体的手段との対応関係を示すものであり、発明の技術的範囲を限定するものではない。
上述の課題を解決するために開示された第1の発明は、
オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
内燃機関(10)の排気通路(16)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、
を備えているオゾン供給装置(30)に適用された制御システムであって、
内燃機関がアイドリング状態にある場合に、排気通路の下流側端部からのオゾンの排出量をオゾン排出量(X)として推定する排出推定部(S204,S208)と、
アイドリング状態の継続期間について、排出推定部により推定されたオゾン排出量の積算値を算出する排出積算部(S105)と、
排出積算部により算出された積算値に基づいて、オゾン通路から排気通路へのオゾンの供給を停止する供給停止部(S109)と、
を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、内燃機関がアイドリング状態にある場合に排気通路へのオゾン供給が適宜停止される。このため、この内燃機関を搭載した車両等がガレージ等の閉鎖的空間に存在する状況において、仮に排気通路の下流側端部からオゾンが排出されていたとしても、そのオゾンが閉鎖的空間に許容範囲を超えて溜まることが抑止される。したがって、閉鎖的空間においてオゾンが人体に悪影響を及ぼすことを回避できる。
ここで、オゾンは排気温度が低いと分解されにくくなるため、内燃機関がアイドリング状態にある場合は、例えば内燃機関が有負荷状態にある場合に比べて、排気温度が低いことに起因して、排気通路の下流側端部からオゾンが排出される可能性が高くなる。このため、内燃機関がアイドリング状態にある場合、オゾン排出量の積算値に基づいてオゾン供給を停止させることは、オゾンが人体に悪影響を及ぼすことを回避する上で効果的である。
上述の課題を解決するために開示された第2の発明は、
オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
内燃機関(10)の吸気側及び排気側のうち一方から延びた内燃通路(15,16)に接続され、オゾン生成部により生成されたオゾンを内燃通路に供給するオゾン通路(31)と、
を備えているオゾン供給装置(30)に適用された制御システムであって、
内燃機関がアイドリング状態にある場合に、内燃通路及びオゾン通路においてオゾン生成部よりも下流側にある下流通路部(55)について、下流通路部を形成する複数の通路形成部の接続部分を通じて漏れ出すオゾンの漏れ量をオゾン漏れ量(Y)として推定する漏れ推定部(S303)と、
アイドリング状態の継続期間について、漏れ推定部により推定されたオゾン漏れ量の積算値を算出する漏れ積算部(S107)と、
漏れ積算部により算出された積算値に基づいて、オゾン通路から内燃通路へのオゾンの供給を停止する供給停止部(S109)と、
を備えていることを特徴とする。
この発明によれば、内燃機関がアイドリング状態にある場合に排気通路へのオゾン供給が適宜停止される。このため、この内燃機関を搭載した車両等がガレージ等の閉鎖的空間に存在する状況において、仮に下流通路部の外周部を通じてオゾンが漏れ出したとしても、そのオゾンが閉鎖的空間に許容範囲を超えて溜まることが抑止される。したがって、閉鎖的空間においてオゾンが人体に悪影響を及ぼすことを回避できる。
第1実施形態における燃焼システムの構成を示す図。 オゾン制御処理の手順を示すフローチャート。 排出推定処理の手順を示すフローチャート。 漏れ推定処理の手順を示すフローチャート。 温度マップの一例を示す図。 触媒マップの一例を示す図。 通路マップの一例を示す図。 排出積算値及び漏れ積算値とアイドリング期間との関係を示す図。 第2実施形態における燃焼システムの構成を示す図。 第3実施形態における燃焼システムの構成を示す図。 温度マップの一例を示す図。 第4実施形態における燃焼システムの構成を示す図。
以下、本発明の複数の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、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形態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せることができる。
(第1実施形態)
図1に示す燃焼システムは、エンジン10、過給機11、NOx浄化触媒12、DPF13を備えている。燃焼システムは車両に搭載されたものであり、この車両は、エンジン10の出力を駆動源として走行する。エンジン10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10には、このエンジン10に空気を供給する吸気通路15と、エンジン10からの排気を放出する排気通路16とが接続されている。なお、エンジン10が内燃機関に相当する。
過給機11は、排気タービン11a、回転軸11b及びコンプレッサ11cを備える。排気タービン11aは、エンジン10の排気通路16に配置され、排気の運動エネルギにより回転する。回転軸11bは、排気タービン11a及びコンプレッサ11cの各インペラを結合することで、排気タービン11aの回転力をコンプレッサ11cに伝達する。コンプレッサ11cは、吸気通路15に配置されており、吸気を圧縮してエンジン10に過給する。
吸気通路15においてコンプレッサ11cの下流側には、このコンプレッサ11cで圧縮された吸気を冷却する冷却器としてのインタークーラ21が設けられている。吸気通路15は、吸気マニホールド22を介してエンジン10の吸気側に接続されており、冷却器により冷却された圧縮吸気は、スロットルバルブ23により流量調整され、エンジン10が有する複数の燃焼室へ分配される。吸気通路15の上流端には、エンジン10に吸入される空気の浄化を行うエアクリーナ24が設けられている。
排気通路16は、排気マニホールド25を介してエンジン10の排気側に接続されている。NOx浄化触媒12は、排気通路16において排気タービン11aの下流側に配置されている。DPF13(Diesel Particulate Filter)は、NOx浄化触媒12の更に下流側に配置されており、排気に含まれている微粒子を捕集する微粒子捕集装置である。排気通路16を流れる排気は、NOx浄化触媒12及びDPF13の両方を通過した後に、排気出口16aから放出される。なお、燃焼システムにおいては、NOx浄化触媒12及びDPF13が排気浄化装置を構成している。また、排気通路16においては、排気出口16aがテールパイプにより形成されている。
NOx浄化触媒12は、排気中の窒素酸化物NOxを吸着する吸着触媒や、NOxを窒素N2に還元する還元触媒などを有している。吸着触媒は、NOxを吸着する吸着力を有しており、吸着触媒においては、一酸化窒素NOに対する吸着力に比べて二酸化窒素NO2に対する吸着力の方が非常に大きくなっている。
燃焼システムは、排気通路16においてNOx浄化触媒12の上流側にオゾンO3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から排気通路16にオゾンが供給された場合、オゾンにより一酸化窒素が二酸化窒素に酸化されることで排気中の二酸化窒素の割合が増加し、その結果、NOx浄化触媒12でのNOxの吸着効率が向上する。オゾン供給装置30は、排気通路16にオゾンを供給する供給状態と、オゾンを供給しない停止状態とに移行可能になっている。
オゾン供給装置30は、排気通路16に接続されたオゾン通路31と、オゾンを生成するオゾン生成器32と、オゾン通路31を通じてオゾン生成器32に空気を送るエアポンプ33と、オゾン通路31における排気の逆流を遮断する排気遮断弁34と、オゾン通路31の内部圧力を通路圧力として検出する圧力センサ35と、エアポンプ33からオゾン通路31に送られる空気の流量を通路流量として検出する流量センサ36とを有している。なお、吸気通路15及び排気通路16が内燃機関から延びた内燃通路に相当し、オゾン通路31は内燃通路に接続されていることになる。
オゾン通路31においては、その上流端にエアポンプ33が設けられており、エアポンプ33と排気通路16との間にオゾン生成器32が設けられている。オゾン通路31は、複数の配管が接続されることなどにより形成されている。オゾン通路31は、オゾン生成器32の上流側に配置されたオゾン上流部31aと、オゾン生成器32の下流側に配置されたオゾン下流部31bとを有している。オゾン上流部31aは、オゾン生成器32とエアポンプ33とを接続しており、オゾン下流部31bは、オゾン生成器32と排気通路16とを接続している。
エアポンプ33は、遠心式のエアポンプであり、電動モータにより駆動されるインペラをケース内に収容して構成される。エアポンプ33は、大気を吸入する吸入口33aを有しており、この吸入口33aはケースに形成されている。エアポンプ33は送風状態に移行する送風部に相当する。なお、エアポンプ33の吸入口33aがオゾン通路31の上流端を形成している。
オゾン生成器32は、その内部に流通路を形成するハウジングを備え、流通路には複数の電極が配置されている。これらの電極は、互いに平行に対向するように配置された平板形状であり、高電圧が印加される電極と接地電圧の電極とが交互に配置されている。オゾン生成器32のハウジングには、エアポンプ33により送風された空気が流入する。この空気は、ハウジング内の流通路に流入し、電極間の通路である電極間通路を流通する。
オゾン生成器32の電極へ通電すると、電極から放出された電子が、電極間通路の空気中に含まれる酸素分子に衝突する。すると、酸素分子からオゾンが生成される。つまり、オゾン生成器32は、放電により酸素分子をプラズマ状態にしてオゾンを生成する。したがって、オゾン生成器32への通電時には、オゾン生成器32から排気通路16に向けて流れる空気にオゾンが含まれる。なお、オゾン生成器32はオゾン生成部やオゾナイザと称することもできる。
排気遮断弁34は、電磁駆動式の開閉弁であり、オゾン通路31においてオゾン生成器32と排気通路16との間に設けられている。この場合、排気遮断弁34は、オゾン下流部31bの中間位置に配置されていることになる。排気遮断弁34は、通気を可能にする開状態と、通気を遮断する閉状態とに移行可能になっており、閉状態が遮断状態に相当する。排気遮断弁34が開状態にある場合、オゾン通路31の通気量は排気遮断弁34の開度に応じて調整される。オゾン通路31の通気量は、排気遮断弁34が全開状態にある場合に最大になる。なお、排気遮断弁34が通気遮断部に相当する。
圧力センサ35は、オゾン通路31のオゾン下流部31bにおいてオゾン生成器32と排気遮断弁34との間に設けられている。具体的には、圧力センサ35は、オゾン生成器32寄りの位置に配置されている。この場合、圧力センサ35の検出結果に、排気遮断弁34の開閉に伴う圧力変化が反映されやすくなっている。なお、圧力センサ35が圧力検出部に相当する。
流量センサ36は、オゾン上流部31aにおいてエアポンプ33とオゾン生成器32との間に設けられており、エアポンプ33からの空気の吐出量を検出可能になっている。具体的には、流量センサ36は、エアポンプ33寄りの位置に配置されている。この場合、流量センサ36の検出結果に、エアポンプ33の駆動及び停止に伴う空気の流量変化が反映されやすくなっている。なお、流量センサ36が流量検出部に相当する。
次に、燃焼システムの電気的な構成について説明する。燃焼システムは、ECU等の電子制御ユニット40を有している。電子制御ユニット40は、マイクロコンピュータ等のマイコン41を制御装置として有している。マイコン41は、プログラムや各種マップを記憶している記憶部41aを有している。また、マイコン41は、記憶部41aに加えて、各種フラグがセットされるメモリと、記憶部41aに記憶されたプログラムに従って演算処理を実行する中央演算処理装置とを有している。電子制御ユニット40は、単位時間当りのエンジン回転数及びエンジン負荷等の各種検出値に基づき、エンジン10の作動を制御する。
電子制御ユニット40には、エンジン回転センサ42、吸気圧センサ43、エアフロメータ44、アクセル開度センサ45及びスロットル開度センサ46が接続されている。エンジン回転数は、エンジン10の出力軸10aの近傍に取り付けられたエンジン回転センサ42により検出される。エンジン負荷を表わす物理量としては、吸気圧、吸気量、アクセルペダル踏込量等が挙げられる。吸気圧は、吸気通路15のうちコンプレッサ11cの下流側部分に取り付けられた吸気圧センサ43により検出される。吸気量は、吸気通路15のうちコンプレッサ11cの上流側部分に取り付けられたエアフロメータ44により検出される。アクセルペダル踏込量は、アクセルペダルに取り付けられたアクセル開度センサ45により検出される。スロットルバルブ23の開度は、スロットルバルブ23に取り付けられたスロットル開度センサ46により検出される。
また、電子制御ユニット40には、排気温度センサ51、排気圧センサ52、触媒温度センサ53、圧力センサ35及び流量センサ36が接続されている。電子制御ユニット40は、エンジン回転数やエンジン負荷等のエンジン10の作動状態の検出値に加え、センサ51〜53,35,36により検出された物理量を取得する。そして、これらの物理量に基づき、オゾン供給装置30の作動を制御する。
排気温度センサ51は、排気通路16に取り付けられて排気温度を検出する。排気圧センサ52は、排気通路16に取り付けられて排気圧力を検出する。排気温度センサ51及び排気圧センサ52は、排気通路16においてNOx浄化触媒12と排気タービン11aとの間に配置されている。
触媒温度センサ53は、排気通路16においてNOx浄化触媒12とDPF13との間に設けられており、NOx浄化触媒12を通過した排気の温度を検出することでNOx浄化触媒12の内部温度を検出する。なお、触媒温度センサ53は、NOx浄化触媒12に取り付けられていてもよい。
さらに、電子制御ユニット40には、オゾン供給装置30のオゾン生成器32、エアポンプ33及び排気遮断弁34がアクチュエータとして接続されている。電子制御ユニット40は、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。例えば、オゾン生成器32については、電極への電圧印加を制御することでオゾン生成器32によるオゾンの生成量を調整する。また、エアポンプ33については、デューティ制御によりエアポンプ33への供給電力量を制御することでエアポンプ33による送風量を調整する。
電子制御ユニット40のマイコン41は、記憶部41aに加えて、オゾン供給装置30を供給状態又は停止状態に移行させることが可能なオゾン制御部41bを有している。オゾン制御部41bは、エンジン10が運転中であるか否かを判定し、運転中でない場合に、オゾン生成器32及びエアポンプ33の運転を行わず、排気遮断弁34を閉状態に保持する。これにより、排気通路16を通っている排気がオゾン通路31を逆流してオゾン通路31の上流端から放出されるということが規制される。
一方、エンジン10が運転状態にある場合、オゾン制御部41bは、排気通路16へのオゾン供給量をエンジン10の運転状態に応じて設定する。具体的には、オゾン制御部41bは、排気温度センサ51及び排気圧センサ52の各検出信号に応じて、オゾン供給を行うか否かを判定する。この場合、オゾン制御部41bは、排気通路16への供給が必要なオゾン量をオゾン要求量として算出し、このオゾン要求量があらかじめ定められた所定値より大きいか否かを判定する。そして、オゾン要求量が所定値より大きい場合に排気通路16へのオゾンの供給を行うとする。オゾンの供給を行う場合、オゾン生成器32及びエアポンプ33を運転状態に保持するとともに、排気遮断弁34を開状態に保持する。これにより、オゾン供給装置30から排気通路16へのオゾンの供給が行われる。
ここで、オゾン供給装置30が供給状態にある場合、排気通路16に供給されたオゾンによりNOxの浄化が促進される。具体的には、オゾンによりNOがNO2に酸化されることで、NOx浄化触媒12の吸着触媒に吸着されるNOx量が増加しやすくなる。この場合、排気通路16に供給されたオゾンは、NOxの浄化に使用されることや、熱によって分解されること、DPF13にてPMを酸化させることなどにより消滅することになる。ところが、エンジン10がアイドリング状態にある場合には、排気温度が比較的低いことに起因してNOx浄化触媒12が高温にならず、オゾンがNOx浄化触媒12にて消滅しにくくなる。この場合、オゾンがNOx浄化触媒12やDPF13を通過して排気出口16aから排出される可能性が生じてしまう。なお、車両が走行を開始した場合など、エンジン10が有負荷状態に移行した場合には、排気温度やNOx浄化触媒12の温度が上昇することになる。
また、排気通路16やオゾン通路31は、いずれも配管や継手などの通路形成部材を複数組み合わせることで構成されている。この場合、配管や継手の形状、継手の数などによっては、これら通路16,31の内部圧力が上昇することなどにより、通路形成部材の接続部分からガス漏れが生じる可能性がある。ここで、排気通路16及びオゾン通路31においてオゾン生成器32よりも下流側部分を下流通路部55と称すれば、この下流通路部55において、通路形成部材の接続部分からのガス漏れはオゾン漏れに相当する。なお、図1においては、下流通路部55をドットハッチングにて図示している。
排気通路16は、オゾン通路31の接続位置より上流側の排気上流部16bと、排気上流部16bより下流側の排気下流部16cとを有しており、排気下流部16cの下流端部が排気出口16aになっている。下流通路部55は、オゾン下流部31b及び排気下流部16cにより形成されている。ここで、通路形成部材は下流通路部55の外周部を形成しており、通路形成部材の接続部分からオゾンが漏れ出すことは、下流通路部55の外周部からオゾンが漏れ出すことであると言える。
オゾン供給装置30によるオゾン供給は、車両が走行状態にある場合だけでなく、車両が停止状態にある場合でも行われることがある。例えば、ガレージ等の閉鎖的空間に車両が停止された場合、上記のように排気通路16やオゾン通路31からオゾンが意図せずに放出されると、放出されたオゾンが閉鎖的空間に溜まっていくことになる。この場合、車両の窓やドアを開放している状態や、閉鎖的空間において人が車外に出た状態では、時間経過に伴って閉鎖的空間のオゾン濃度が上昇することで、オゾンによる人体への悪影響の発生が懸念される。なお、閉鎖的空間としては、ガレージの他にも、車庫や立体駐車場など、駐車スペースが壁等により囲まれた空間が挙げられる。
そこで、本実施形態では、オゾンが排気通路16やオゾン通路31から意図せずに放出されている場合には、車両周辺のオゾン濃度が許容範囲を超える前に、オゾン供給装置30からのオゾン供給が停止されるようになっている。オゾン制御部41bは、意図しないオゾンの放出量を推定し、その推定結果に基づいてオゾン供給装置30を停止状態に移行させる、というオゾン制御処理を実行する。この場合、オゾン制御部41bを含んでオゾン供給装置30の制御システムが構成されている。
ここでは、オゾン制御処理について、図2のフローチャートを参照しつつ説明する。オゾン制御部41bは、車両が停止したことなど実行条件が満たされた場合にオゾン制御処理を実行する。実行条件としては、車両が停止したことの他にも、ギアがパーキングポジションやニュートラルポジションに移行したことや、サイドブレーキがかけられたことなどが挙げられる。
図2において、ステップS101では、オゾン供給装置30が供給状態にあるか否かを判定し、ステップS102では、車速が「0」kmであるか否かを判定し、ステップS103では、エンジン10が運転状態にあるか否かを判定する。ステップS102,S103では、エンジン10がアイドリング状態にあるか否かを判定することになる。オゾン供給装置30から排気通路16にオゾンが供給され、且つエンジン10がアイドリング状態にある場合、ステップS104に進み、排気通路16の排気出口16aからのオゾン排出量を推定する排出推定処理を行う。排出推定処理については、図3のフローチャートを参照しつつ説明する。
図3において、ステップS201では、オゾン供給装置30からのオゾン供給量を取得する。ここでは、オゾン生成器32での印加電圧や流量センサ36の検出流量などに基づいてオゾン供給量を算出する。なお、ステップS201が供給取得部に対応する。
ステップS202では、算出したオゾン供給量に応じて温度マップを選択する。温度マップは、図5に示すように、触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係を示す相関データであり、これら触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係はオゾン供給量Sによって異なっている。温度マップは、任意に選択された複数のオゾン供給量Sのそれぞれについて作成されている。これら温度マップは、エンジン10、排気通路16、NOx浄化触媒12、DPF13の仕様や、試験結果に基づいて作成されたものであり、記憶部41aに記憶されている。
例えば、記憶部41aに記憶された複数の温度マップには、オゾン供給量Sを100,300,400,1000とした各温度マップが含まれている。これら温度マップには、オゾン供給量Sについて選択範囲が設定されており、算出したオゾン供給量が350である場合には、オゾン供給量Sが300とされた温度マップを選択する。なお、オゾン排出量Xやオゾン供給量Sの単位は、[g/s]や[ppm]とされている。
ステップS203では、触媒温度センサ53の検出信号に基づいて、NOx浄化触媒12の内部温度を触媒温度Tとして取得する。なお、ステップS203が温度取得部に対応する。ステップS204では、選択した温度マップを用いて、触媒温度Tに応じたオゾン排出量Xを推定する。例えば、図5に示す温度マップを用いた場合、触媒温度TがTaであれば、オゾン排出量XがXaであると推定する。なお、ステップS204が排出推定部に対応する。
ステップS205では、NOx浄化触媒12の劣化状態を触媒劣化状態として取得する。NOx浄化触媒12の浄化能力は経年劣化等により低下すると考えられ、ここでは、現在のNOx浄化触媒12での車両の走行距離や、現在のNOx浄化触媒12の使用期間などと触媒劣化状態との関係を示したマップ等を用いて、触媒劣化状態を取得する。なお、触媒劣化状態を取得することは、NOx浄化触媒12の浄化能力を取得することになり、ステップS205が能力取得部に対応する。
ステップS206では、ステップS204にて推定したオゾン排出量Xの補正が必要か否かを判定する。ここでは、NOx浄化触媒12が劣化しているか否かを判定し、触媒劣化状態が許容範囲を超えている場合に、オゾン排出量Xの補正が必要であるとして、ステップS207に進む。例えば、現在のNOx浄化触媒12での車両の走行距離が50000kmを越えている場合に、ステップS207に進む。
ステップS207では、オゾン供給量S及び触媒劣化状態の両方に応じて触媒マップを選択する。ここで、図6に示すように、触媒マップは、触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係を示す相関データであり、触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係は、オゾン供給量S及び触媒劣化状態の両方によって異なっている。この場合、触媒マップは、複数のオゾン供給量SのそれぞれについてNOx浄化触媒12の複数の劣化状態について作成されており、これら複数の触媒マップが温度マップと同様に記憶部41aに記憶されている。なお、ステップS207がマップ取得部に対応する。
図6では、3つの劣化状態W1〜W3が設定されており、触媒温度Tに対するオゾン排出量については、劣化状態W1が最も小さく、劣化状態W3が最も大きくなっている。劣化状態W1については、現在のNOx浄化触媒12に対する走行距離が0km、劣化状態W2については50000km、劣化状態W3については100000kmになっている。
ステップS208では、選択した触媒マップを用いて、触媒温度T及び触媒劣化状態に応じてオゾン排出量Xを補正する。この補正では、現在のNOx浄化触媒12での走行距離が大きいほど、オゾン排出量Xが大きい値に変更されることになる。なお、ステップS208は、ステップS204と共に排出推定部に対応する。
図2に戻り、排出推定処理の後、ステップS105に進み、排出積算値Xtotalを算出する。ここでは、現在のアイドリング状態が継続されているアイドリング期間を対象として、そのアイドリング期間において推定されたオゾン排出量Xを積算することで、排出積算値Xtotalを算出する。なお、ステップS105が排出積算部に対応する。
ステップS106では、下流通路部55の外周部からのオゾンの漏れ量を推定する漏れ推定処理を行う。漏れ推定処理については、図4のフローチャートを参照しつつ説明する。
図4において、ステップS301では、ステップS201にて取得したオゾン供給量に応じて通路マップを選択する。通路マップは、図7に示すように、下流通路部55の内部圧力Pと下流通路部55の外周部からのオゾン漏れ量Yとの関係を示す相関データであり、内部圧力Pとオゾン漏れ量Yとの関係はオゾン供給量Sによって異なっている。オゾン供給量Sは、オゾン排出量Xの推定と同様に任意に複数選択されており、通路マップは、選択された複数のオゾン供給量Sのそれぞれについて作成されている。これら通路マップは、温度マップと同様に、エンジン10、排気通路16、NOx浄化触媒12、DPF13の仕様や、試験結果に基づいて作成されたものであり、記憶部41aに記憶されている。
ステップS302では、圧力センサ35及び排気圧センサ52の各検出信号に基づいて、下流通路部55の内部圧力Pを取得する。ここで、下流通路部55においては、排気下流部16cの内部圧力とオゾン下流部31bの内部圧力とがほぼ同じであるが、圧力センサ35による検出値と排気圧センサ52による検出値とが異なる場合には、大きい方の検出値を内部圧力Pとする。なお、ステップS302が圧力取得部に対応する。
ステップS303では、選択した通路マップを用いて、内部圧力Pに応じたオゾン漏れ量Yを推定する。例えば、図7に示す通路マップを用いた場合、内部圧力PがPaであれば、オゾン漏れ量YがYaであると推定する。なお、ステップS303が漏れ推定部に対応する。
図2に戻り、漏れ推定処理の後、ステップS107に進み、漏れ積算値Ytotalを算出する。ここでは、アイドリング期間において推定されたオゾン漏れ量Yを積算することで、漏れ積算値Ytotalを算出する。なお、ステップS107が漏れ積算部に対応する。
ステップS108では、排出積算値Xtotalがあらかじめ定められた排出限界値A1より大きいか否かを判定する。車両が閉鎖的空間に停車された状況では、閉鎖的空間の大きさや排出積算値Xtotalに基づいて、閉鎖的空間でのオゾン濃度を推定することが可能であり、閉鎖的空間のオゾン濃度が人体に悪影響を及ぼさない許容範囲の上限値を排出限界値A1としている。排気出口16aからのオゾン排出量が一定である場合、図8に示すように、排出積算値Xtotalが一定の増加率で増加し、例えば限界タイミングTM1にて排出積算値Xtotalが排出限界値A1に達する。
排出積算値Xtotalが排出限界値A1より大きくなった場合、ステップS109に進み、オゾン供給装置30を停止状態に移行させる。この場合、閉鎖的空間のオゾン濃度の上昇が阻止される。また、ここでは、閉鎖的空間のオゾン濃度が上昇した旨や、エンジン10の停止を推奨する旨を、インストルメントパネルの表示装置等に表示する処理を行う。なお、ステップS109が供給停止部に対応する。
排出積算値Xtotalが排出限界値A1より大きくない場合、ステップS110に進み、漏れ積算値Ytotalがあらかじめ定められた漏れ限界値A2より大きいか否かを判定する。排出積算値Xtotalと同様に、閉鎖的空間のオゾン濃度が人体に悪影響を及ぼさない許容範囲の上限値を漏れ限界値A2としている。下流通路部55の外周部からのオゾン漏れ量が一定である場合、図8に示すように、漏れ積算値Ytotalが一定の増加率で増加し、例えば限界タイミングTM2にて漏れ積算値Ytotalが漏れ限界値A2に達する。
ここで、下流通路部55の外周部からガスが漏れ出た場合、そのガスは、NOx浄化触媒12やDPF13を通過していないことに起因して、排気出口16aから排出された排気に比べて高いオゾン濃度を有している。特に、オゾン下流部31bの外周部から漏れ出たガスについては、排気に混じっていないこともあって非常に高いオゾン濃度を有している。このため、下流通路部55からガスが漏れ出た場合には、オゾン濃度の非常に高いガスが人体に付与される可能性があり、この可能性を低減するために、漏れ限界値A2が排出限界値A1より小さい値に設定されている。
ここまで説明した第1実施形態の作用効果を、以下に説明する。
第1実施形態によれば、排出積算値Xtotalが排出限界値A1より大きくなった場合にオゾン供給装置30が停止状態に移行する。このため、車両が閉鎖的空間に存在する状況において、仮にオゾンが排気通路16の排気出口16aから排出されていたとしても、この閉鎖的空間のオゾン濃度が人体に悪影響が及ぶほどに高くなることを回避できる。また、仮に車両が屋外駐車場など開放的空間に停止された状況でも、排気出口16aからのオゾンの排出が長時間継続することで車両周辺のオゾン濃度が高くなることが懸念されるが、オゾン供給装置30が適宜停止されることで、この懸念を解消できる。
ここで、エンジン10がアイドリング状態にある場合は、エンジン10が有負荷状態にある場合に比べて、排気出口16aからオゾンが排出されやすくなっている。このため、エンジン10がアイドリング状態にある場合にオゾン供給装置30を停止状態に移行させることは、閉鎖的空間や車両周辺においてオゾンが人体に悪影響を及ぼすことを回避する上で効果的である。
第1実施形態では、エンジン10がアイドリング状態にある場合でも、例えばエンジン始動直後と車両が長距離走行した後とでは、排気に含まれるNOxやCOの量が異なっており、それに伴ってオゾン供給装置30からのオゾン供給量も異なる。この場合、第1実施形態のように、排気出口16aからのオゾン排出量がオゾン供給量に基づいて推定されることは、排気についてNOxやCOによるオゾンの分解度合いを考慮してオゾン供給量を推定することになる。このため、オゾン排出量がオゾン供給量に基づいて推定されることで、オゾン排出量の推定精度を高めることができる。
第1実施形態によれば、オゾン供給量及び触媒温度の両方に基づいてオゾン排出量が推定されるため、推定精度を高めることができる。これは、NOx浄化触媒12でのオゾンの分解率が、触媒温度が低いほど低下しやすいためである。しかも、オゾン排出量を推定する場合に温度マップが用いられるため、オゾン排出量の推定精度を更に高めることができる。さらに、複数の温度マップがオゾン供給量に合わせて選択的に用いられるため、実際のオゾン供給量と温度マップで想定ししているオゾン供給量との「ずれ」が生じにくくなっている。したがって、この「ずれ」によってオゾン排出量の推定精度が低下するということを抑制できる。
第1実施形態によれば、オゾン供給量及び触媒温度に基づいて推定されたオゾン排出量が、NOx浄化触媒12の劣化状態に応じて補正されるため、NOx浄化触媒12の劣化に伴ってオゾン排出量の推定精度が低下することを抑制できる。
第1実施形態によれば、漏れ積算値Ytotalが漏れ限界値A2より大きくなった場合にオゾン供給装置30が停止状態に移行する。このため、車両が閉鎖的空間に存在する状況において、仮にオゾンが下流通路部55の外周部から漏れ出ていたとしても、この閉鎖的空間のオゾン濃度が人体に悪影響が及ぶほどに高くなることを回避できる。
ここで、オゾン供給装置30が供給状態にある場合、下流通路部55の内部圧力が大きいほど、下流通路部55の外周部からのオゾン漏れ量が大きくなる。このため、例えば、エンジン10等での異常発生に起因して下流通路部55の内部圧力が過剰に上昇した場合には、単位時間当たりのオゾン漏れ量が大きくなり、漏れ積算値Ytotalが漏れ限界値A2に達するまでの時間が短くなる。これに対して、第1実施形態によれば、下流通路部55の外周部からのオゾン漏れ量が下流通路部55の内部圧力に基づいて推定される。このため、例えばアイドリング状態が比較的短い期間した継続されていなくても、下流通路部55からのオゾン漏れの程度に合わせて適正にオゾン供給装置30を停止させることができる。
第1実施形態によれば、オゾン漏れ量を推定する場合に通路マップが用いられるため、オゾン漏れ量の推定精度を高めることができる。しかも、複数の通路マップがオゾン供給量に合わせて選択的に用いられるため、実際のオゾン供給量と通路マップで想定したオゾン供給量との「ずれ」が生じにくくなっている。したがって、この「ずれ」によってオゾン排出量の推定精度が低下するということを抑制できる。
(第2実施形態)
上記第1実施形態では、オゾン生成器32での印加電圧や流量センサ36の検出流量などに基づいてオゾン供給量が算出されたが、第2実施形態では、オゾン量を検出するオゾンセンサの検出結果に基づいてオゾン供給量が取得される。例えば、図9に示すように、オゾン検出部としてのオゾンセンサ61がオゾン通路31に設けられている。オゾンセンサ61は、排気遮断弁34の下流側に配置されており、電子制御ユニット40に電気的に接続されている。電子制御ユニット40は、オゾンセンサ61の検出信号に基づいて、オゾン通路31から排気通路16へのオゾン供給量を取得する。この場合、オゾン供給量の取得精度が高められる。なお、オゾンセンサ61は、オゾン通路31において排気通路16寄りの位置に配置されている。
第2実施形態によれば、オゾンセンサ61がオゾン通路31に設けられているため、オゾン供給装置30が供給状態にある場合に、オゾン通路31から排気通路16へのオゾン供給の状態を監視できる。この場合、オゾン制御部41bは、オゾン生成器32にてオゾン生成が適正に行われていないことや、排気遮断弁34が開状態に移行しない閉故障が発生していることを、オゾン供給装置30の異常発生として取得できる。このため、オゾン供給量の取得精度を高めるために専用センサを設置するという必要がない。
なお、オゾンセンサ61は、オゾン通路31においてオゾン生成器32と排気遮断弁34との間に配置されていてもよい。また、オゾンセンサ61は、排気下流部16cにおいてNOx浄化触媒12の上流側に配置されていてもよい。ただし、オゾンセンサ61が排気下流部16cに配置された場合には、オゾンセンサ61に排気中のPM等が付着することが懸念されるため、オゾンセンサ61はオゾン通路31に配置されることが好ましい。
(第3実施形態)
上記第1実施形態では、オゾン排出量やオゾン漏れ量がオゾン供給量に基づいて推定されたが、第3実施形態では、オゾン排出量やオゾン漏れ量が、排気のNOx含有量やCO含有量に基づいて推定される。この構成では、図10に示すように、排気中のNOxを検出するNOxセンサ62とCOを検出するCOセンサ63とが、排気上流部16bに設けられている。この場合、NOxセンサ62及びCOセンサ63は、オゾンが供給される前の段階で排気中のNOx及びCOを検出することになる。
オゾン制御部41bは、NOxセンサ62により検出されたNOx量及びCOセンサ63により検出されたCO量に基づいて、図11に示すような温度マップを選択する。この温度マップは、上記第1実施形態と同様に触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係を示す相関データである一方で、これら触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係は、NOx量及びCO量によって異なっている。例えば、図11には、NOx量が100ppmであって、CO量が0ppm、300ppm、1000ppmのいずれかである場合についての温度マップが示されている。温度マップは、任意に選択された複数のNOx量のそれぞれについて作成されており、オゾン制御部41bにおいては、複数の温度マップがNOxセンサ62によるNOx検出値に合わせて選択的に用いられる。
第3実施形態によれば、NOx量やCO量に基づいて排気出口16aからのオゾン排出量が推定される。このため、例えば、オゾン供給装置30からのオゾン供給量がNOx量やCO量に対して適正量でなかったとしても、オゾン排出量の推定精度を適正に保つことができる。これは、排気中のNOx量やCO量に応じてオゾンの分解率が変化するためである。
(第4実施形態)
上記第1実施形態では、オゾン供給装置30から排気通路16にオゾンが供給される構成としたが、第4実施形態では、オゾン供給装置30から吸気通路15にオゾンが供給される構成とする。例えば、図12に示すように、オゾン通路31が吸気通路15に接続されている。この構成では、オゾン供給装置30から吸気通路15に供給されたオゾンによりエンジン10の燃焼性を向上させることが可能になる。
吸気通路15は、オゾン通路31の接続位置より上流側の吸気上流部15aと、吸気上流部15aより下流側の吸気下流部15bとを有している。この場合、下流通路部55は、吸気下流部15bとオゾン下流部31bと排気通路16とを有していることになる。本実施形態のように、オゾンが吸気通路15に供給される構成でも、エンジン10にて消滅しなかったオゾンが排気通路16に辿り着く可能性があり、この場合には、オゾンが排気出口16aから排出される可能性もある。
吸気通路15においては、エンジン10に供給される空気が流れることに起因して、排気通路16に比べて内部圧力が大きくなりやすい。また、オゾン通路31が吸気通路15に接続された構成では、オゾン通路31の内部圧力が吸気上流部15aの内部圧力に合わせて大きくなりやすい。このため、吸気下流部15bやオゾン通路31からガスが漏れた場合、このガスは、飛距離が大きくなることで人体に直接付与される可能性が上がってしまう。これに対して、本実施形態でも、漏れ限界値A2が排出限界値A1より小さく設定されていることで、下流通路部55の外周部から漏れ出たオゾンによる人体への悪影響を抑制しやすくなる。
(他の実施形態)
以上、本発明の複数の実施形態について説明したが、本発明は、それらの実施形態に限定して解釈されるものではなく、本発明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。
変形例1では、排出積算値Xtotalと漏れ積算値Ytotalとを合計した放出積算値が、あらかじめ定められた放出限界値より大きくなった場合に、オゾン供給装置30を停止状態に移行させてもよい。この構成では、排気出口16aからのオゾン排出と下流通路部55の外周部からのオゾン漏れとが両方とも発生している場合に、閉鎖的空間においてオゾン濃度が人体に悪影響が及ぶほどに高くなることを確実に回避できる。
変形例2では、排気通路16に触媒温度センサ53が設けられていなくてもよい。この場合でも、オゾン制御部41bは、エンジン運転状態や排気温度に基づいて触媒温度を取得し、この触媒温度に基づいて排気出口16aからのオゾン排出量を推定することが可能になっている。なお、この場合、オゾン制御部41bは、エンジン回転センサ42や排気温度センサ51等の検出結果に基づいて触媒温度を推定することが可能になっている。
変形例3では、オゾン排出量やオゾン漏れ量がアイドリング期間に基づいて推定されてもよい。例えば、オゾン排出量やオゾン漏れ量とアイドリング期間との関係を示すアイドリングマップが記憶部41aに複数記憶された構成とする。これらアイドリングマップは、季節や車外温度に合わせて作成されており、オゾン制御部41bは、現在の季節や車外温度に合わせて複数のアイドリングマップを選択的に用いて、オゾン排出量やオゾン漏れ量を推定する。
変形例4では、温度マップが3つの軸を有する相関データとされていてもよい。例えば、温度マップにおいて、X軸が触媒温度Tとされ、Y軸がオゾン排出量Xとされ、Z軸がオゾン供給量Sとされた構成とする。この構成でも、所定のオゾン供給量Sに対する触媒温度Tとオゾン排出量Xとの関係を1つの温度マップと称すれば、オゾン供給量Sについて連続した温度マップが記憶部41aに複数記憶されていることになる。
変形例5では、オゾン制御部41bにおいて、推定したオゾン排出量を補正する場合の補正パラメータをNOx浄化触媒12の劣化状態としなくてもよい。例えば、補正パラメータを車外温度や車外湿度などをしてもよい。要は、NOx浄化触媒12の能力が変化する要素を用いて、オゾン排出量の補正が行われる構成であればよい。
変形例6では、オゾン制御部41bにおいて、触媒マップをオゾン排出量の補正に用いるのではなく、温度マップ及び触媒マップの両方を用いてオゾン排出量を推定してもよい。この場合でも、触媒マップをオゾン排出量の補正に用いた場合の推定結果を得ることが可能になる。
変形例7では、オゾン排出量やオゾン漏れ量を推定する場合に、温度マップや触媒マップといった相関データを用いるのではなく、演算式を用いてもよい。
変形例8では、下流通路部55の内部圧力が、圧力センサ35や排気圧センサ52の検出結果に基づいて取得されるのではなく、エンジン10の運転状態やオゾン供給装置30の運転状態に基づいて取得されてもよい。
変形例9では、オゾン供給装置30の停止状態としては、エアポンプ33や排気遮断弁34の状態に関係なくオゾン生成器32が停止した状態や、オゾン生成器32やエアポンプ33の状態に関係なく排気遮断弁34が閉状態に移行した状態が挙げられる。
変形例10では、オゾン供給装置30から吸気通路15及び排気通路16の両方にオゾンが供給されてもよい。例えば、オゾン供給装置30が2つ設けられ、一方のオゾン通路31が吸気通路15に接続され、他方のオゾン通路31が排気通路16に接続された構成とする。
変形例11では、オゾン供給装置30を含んだ燃焼システムがエンジン10としてディーゼルエンジンではなく、ガソリンエンジンを有していてもよい。
変形例12では、車両の燃焼システムにオゾン供給装置30が含まれているのではなく、定置式の燃焼システムにオゾン供給装置30が含まれていてもよい。
10…エンジン(内燃機関)、12…NOx浄化触媒(浄化触媒)、15…吸気通路(内燃通路)、16…排気通路(内燃通路)、30…オゾン供給装置、31…オゾン通路、32…オゾン生成器(オゾン生成部)、41a…記憶部、55…下流通路部、61…オゾンセンサ(オゾン検出部)、S…オゾン供給量、T…触媒温度、X…オゾン排出量、Y…オゾン漏れ量。

Claims (9)

  1. オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
    内燃機関(10)の排気通路(16)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、
    を備えているオゾン供給装置(30)に適用された制御システムであって、
    前記内燃機関がアイドリング状態にある場合に、前記排気通路の下流側端部からのオゾンの排出量をオゾン排出量(X)として推定する排出推定部(S204,S208)と、
    前記アイドリング状態の継続期間について、前記排出推定部により推定されたオゾン排出量の積算値を算出する排出積算部(S105)と、
    前記排出積算部により算出された前記積算値に基づいて、前記オゾン通路から前記排気通路へのオゾンの供給を停止する供給停止部(S109)と、
    を備えていることを特徴とするオゾン供給装置の制御システム。
  2. 前記オゾン通路から前記排気通路へのオゾン供給量(S)を取得する供給取得部(S201)を備え、
    前記排出推定部は、前記供給取得部により取得された前記オゾン供給量に基づいて、前記オゾン排出量を推定するものであることを特徴とする請求項1に記載のオゾン供給装置の制御システム。
  3. 前記排気通路において前記オゾン通路の下流側において排気のNOxを浄化する浄化触媒(12)の温度を触媒温度(T)として取得する温度取得部(S203)を備え、
    前記排出推定部は、前記オゾン供給量に加えて、前記温度取得部により取得された前記触媒温度に基づいて、前記オゾン排出量を推定するものであることを特徴とする請求項2に記載のオゾン供給装置の制御システム。
  4. 前記オゾン排出量と前記触媒温度との関係を示す複数の温度マップを前記オゾン供給量ごとに記憶した記憶部(41a)を備え、
    前記排出推定部は、前記オゾン排出量と前記触媒温度との関係を示す複数の温度マップのうち、前記供給取得部により取得された前記オゾン供給量に対応するマップを用いて、前記オゾン排出量を推定するものであることを特徴とする請求項3に記載のオゾン供給装置の制御システム。
  5. 前記浄化触媒の能力を取得する能力取得部(S205)と、
    前記排出推定部は、前記オゾン供給量及び前記触媒温度に加えて、前記能力取得部により取得された前記浄化触媒の能力に基づいて、前記オゾン排出量を推定するものであることを特徴とする請求項3又は4に記載のオゾン供給装置の制御システム。
  6. 前記オゾン通路には、前記排気通路に供給されるオゾン量を検出するオゾン検出部(オゾンセンサ61)が設けられており、
    前記供給取得部は、前記オゾン検出部の検出結果に基づいて前記オゾン供給量を取得するものであることを特徴とする請求項2〜5のいずれか1つに記載のオゾン供給装置の制御システム。
  7. オゾンを生成するオゾン生成部(32)と、
    内燃機関(10)の吸気側及び排気側のうち一方から延びた内燃通路(15,16)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内燃通路に供給するオゾン通路(31)と、
    を備えているオゾン供給装置(30)に適用された制御システムであって、
    前記内燃機関がアイドリング状態にある場合に、前記内燃通路及び前記オゾン通路において前記オゾン生成部よりも下流側にある下流通路部(55)について、前記下流通路部を形成する複数の通路形成部の接続部分を通じて漏れ出すオゾンの漏れ量をオゾン漏れ量(Y)として推定する漏れ推定部(S303)と、
    前記アイドリング状態の継続期間について、前記漏れ推定部により推定されたオゾン漏れ量の積算値を算出する漏れ積算部(S107)と、
    前記漏れ積算部により算出された前記積算値に基づいて、前記オゾン通路から前記内燃通路へのオゾンの供給を停止する供給停止部(S109)と、
    を備えていることを特徴とするオゾン供給装置の制御システム。
  8. 前記下流通路部の内部圧力を取得する圧力取得部(S302)を備え、
    前記漏れ推定部は、前記圧力取得部により取得された前記内部圧力に基づいて、前記オゾン漏れ量を推定するものであることを特徴とする請求項7に記載のオゾン供給装置の制御システム。
  9. 前記オゾン漏れ量と前記通路形成部の仕様との関係を示す通路マップを複数記憶した記憶部(41a)を備え、
    前記漏れ推定部は、前記オゾン漏れ量と前記通路形成部の仕様との関係を示す複数の通路マップのうち、前記圧力取得部により取得された前記内部圧力に対応するマップを用いて、前記オゾン漏れ量を推定するものであることを特徴とする請求項8に記載のオゾン供給装置の制御システム。
JP2015191512A 2015-09-29 2015-09-29 オゾン供給装置の制御システム Expired - Fee Related JP6413998B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015191512A JP6413998B2 (ja) 2015-09-29 2015-09-29 オゾン供給装置の制御システム
DE102016116588.3A DE102016116588A1 (de) 2015-09-29 2016-09-06 Steuersystem für eine Ozonzufuhrvorrichtung

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015191512A JP6413998B2 (ja) 2015-09-29 2015-09-29 オゾン供給装置の制御システム

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017066931A JP2017066931A (ja) 2017-04-06
JP6413998B2 true JP6413998B2 (ja) 2018-10-31

Family

ID=58281961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015191512A Expired - Fee Related JP6413998B2 (ja) 2015-09-29 2015-09-29 オゾン供給装置の制御システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6413998B2 (ja)
DE (1) DE102016116588A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020083099A1 (zh) * 2018-10-22 2020-04-30 上海必修福企业管理有限公司 一种发动机排放处理系统和方法
WO2020083167A1 (zh) * 2018-10-22 2020-04-30 上海必修福企业管理有限公司 一种发动机尾气臭氧净化系统和方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4877574B2 (ja) * 2005-11-29 2012-02-15 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP2010168981A (ja) * 2009-01-22 2010-08-05 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置
JP2011069238A (ja) * 2009-09-24 2011-04-07 Toyota Motor Corp オゾン供給装置
JP2011179461A (ja) * 2010-03-03 2011-09-15 Toyota Industries Corp 排ガス浄化装置
JP2013133798A (ja) * 2011-12-27 2013-07-08 Daihatsu Motor Co Ltd 内燃機関の制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2017066931A (ja) 2017-04-06
DE102016116588A1 (de) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5880720B2 (ja) 熱電発電装置
RU2704818C9 (ru) Способ (варианты) и система диагностики вакуумного привода
US20130145830A1 (en) Apparatus for diagnosing exhaust gas recirculation and method thereof
JP6153715B2 (ja) 二次空気噴射装置のための故障診断システムを有する自動車及び故障診断方法
WO2011152258A1 (ja) 内燃機関のアイドルストップ時のパージ装置
JP2009062967A (ja) ハイブリッド自動車用制御装置
JP4312133B2 (ja) 二次空気供給装置
CN114728236B (zh) 在排气后处理系统中操作被动式氮氧化物吸附器的系统和方法
JP6413998B2 (ja) オゾン供給装置の制御システム
JP2008128114A (ja) 内燃機関の排気絞り弁故障診断装置
JP2006083847A (ja) 内燃機関の排気ガス処理装置の作動方法、および該方法を実施する内燃機関の運転装置
JP6384429B2 (ja) オゾン供給装置の故障診断システム
JP2009275676A (ja) 内燃機関装置及びこれを搭載する車両並びに内燃機関装置の制御方法
WO2017061201A1 (ja) 燃焼システムの制御装置
US20200173328A1 (en) Controller for exhaust gas purification system
JP2013113197A (ja) タンク内圧検出装置及び封鎖弁開閉制御装置
JP2010275985A (ja) エンジン制御装置、及び、エンジン制御方法
JP2002038940A (ja) 還元剤供給装置の異常検出装置
WO2014027394A1 (ja) 内燃機関の添加剤供給装置
JP6620856B2 (ja) 燃焼システムの制御装置
JP6725602B2 (ja) 蒸発燃料処理システムの診断装置
JP6394581B2 (ja) オゾン供給制御装置及びオゾン供給装置
US11136949B1 (en) Methods and systems for vehicle diagnostics
JP2010275984A (ja) エンジン制御装置、及び、エンジン制御方法
JP4650834B2 (ja) 2次空気供給装置のリードバルブの異常検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171123

TRDD Decision of grant or rejection written
A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180830

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180904

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180917

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6413998

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees