JP2012225163A - Ehc control method and exhaust gas purification system using the same - Google Patents
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Abstract
【課題】排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機する。
【解決手段】第1又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、比較的低い電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力を供給する。一方、第1又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1及び/又は第2EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、比較的高い電圧にて第1及び/又は第2EHCに電力を供給する。
【選択図】図3An exhaust gas purifying apparatus is provided by rapidly increasing power supplied to EHC while avoiding discharge in EHC in a situation where condensate water is generated (can be generated) due to water vapor contained in exhaust gas. Warm up.
When it is determined that dew condensation can occur in the first or second EHC, power is supplied to each of the first EHC and the second EHC at a relatively low voltage. On the other hand, if it is determined that the first or second EHC is not in a state where condensation can occur, and if it is determined that power should be supplied to the first and / or second EHC, the voltage is set to a relatively high voltage. To supply power to the first and / or second EHC.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化システムにおける電気ヒータ付き触媒(EHC)の制御方法に関する。更に、本発明は、当該EHC制御方法を使用する内燃機関の排気ガス浄化システムにも関する。 The present invention relates to a method for controlling a catalyst with an electric heater (EHC) in an exhaust gas purification system of an internal combustion engine. Furthermore, the present invention also relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that uses the EHC control method.
内燃機関においては、環境保護の観点から、排気中に含まれる煤やSOF(Soluble Organic Fraction)等の粒状物質(PM:Particulate Matter)、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)等を削減することが求められている。 In an internal combustion engine, from the viewpoint of environmental protection, particulate matter (PM: Particulate Matter) such as soot and SOF (Solution Organic Fraction) contained in exhaust gas, carbon monoxide (CO), hydrocarbon (HC), nitrogen oxidation There is a demand to reduce materials (NOx) and the like.
かかる要求に対し、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ(DPF)等のPMを捕集するフィルタ等(以降、「PM捕集フィルタ」とも称する)を、内燃機関の排気系に設ける技術が知られている。また、排気中のCO、HC、NOx等の有害物質を浄化する各種排気ガス浄化触媒を設ける技術が知られている。更に、PM捕集フィルタと排気ガス浄化触媒とを組み合わせたもの(以降、「フィルタ等」とも称する)や、複数種の有害物質を浄化するもの(例えば、三元触媒)を内燃機関の排気系に配設する技術が知られている。 In response to such a requirement, for example, a technique is known in which a filter for collecting PM such as a diesel particulate filter (DPF) (hereinafter also referred to as a “PM collection filter”) is provided in an exhaust system of an internal combustion engine. Yes. There is also known a technique for providing various exhaust gas purification catalysts for purifying harmful substances such as CO, HC, NOx in exhaust gas. Further, a combination of a PM collection filter and an exhaust gas purification catalyst (hereinafter also referred to as a “filter or the like”), or a substance that purifies plural kinds of harmful substances (for example, a three-way catalyst) is used as an exhaust system for an internal combustion engine. A technique for disposing them is known.
これらの排気ガス浄化触媒においては、一般に、常温では(触媒の活性化温度に到達していないことから)触媒による排気ガス浄化機能が十分に発揮されない。即ち、排気ガス浄化触媒が本来の排気ガス浄化機能を発揮するためには、これらの触媒が所定の温度に到達している必要がある。また、例えば、吸蔵還元型NOx触媒(以降、「NSR触媒」とも称する)の所謂SOx被毒に対するSOx再生処理等の触媒再生処理もまた、常温では十分に進行せず、再生しようとする触媒が所定の温度に達している必要がある。 In these exhaust gas purifying catalysts, in general, the exhaust gas purifying function by the catalyst is not sufficiently exhibited at normal temperature (because the activation temperature of the catalyst has not been reached). That is, in order for the exhaust gas purification catalyst to exhibit its original exhaust gas purification function, these catalysts need to reach a predetermined temperature. Further, for example, a catalyst regeneration process such as a SOx regeneration process for so-called SOx poisoning of an NOx storage reduction catalyst (hereinafter also referred to as “NSR catalyst”) does not proceed sufficiently at room temperature, and the catalyst to be regenerated It is necessary to reach a predetermined temperature.
更に、PM捕集フィルタにおいては、PMの捕集量が増加すると排気の通過抵抗が増え、やがてフィルタが詰まり、最悪の事態としてはPMの急激な燃焼に伴うフィルタの溶損を招く虞がある。従って、PM捕集フィルタにおいては、例えば、同フィルタの上流側と下流側との差圧(以降、「前後差圧」とも称する)が規定値を超えた場合、PM捕集フィルタに捕集されている粒状物質を燃焼させて除去する再生処理(以降、「PM再生処理」とも称する)が行われる。このPM再生処理についても、PM捕集フィルタが所定の温度に達している必要がある。 Further, in the PM trapping filter, when the amount of trapped PM increases, the exhaust passage resistance increases and eventually the filter becomes clogged, and in the worst case, the filter may be damaged due to sudden combustion of PM. . Therefore, in the PM collection filter, for example, when the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the filter (hereinafter also referred to as “front-rear differential pressure”) exceeds a specified value, the PM collection filter collects the PM collection filter. A regeneration process (hereinafter also referred to as “PM regeneration process”) for removing the particulate matter by burning is performed. Also for this PM regeneration process, the PM trapping filter needs to reach a predetermined temperature.
尚、本明細書においては、前述の各種排気ガス浄化触媒及びPM捕集フィルタ等の、排気ガスを浄化するための装置を「排気ガス浄化装置」と総称し、上記SOx再生処理、PM再生処理、及びNOx触媒に対するNOx還元処理等を含めて、排気ガス浄化装置の「再生処理」と総称する場合がある。 In the present specification, devices for purifying exhaust gas, such as the above-mentioned various exhaust gas purification catalysts and PM collection filters, are collectively referred to as “exhaust gas purification device”, and the SOx regeneration processing and PM regeneration processing are referred to as “exhaust gas purification device”. In addition, the NOx catalyst may be collectively referred to as “regeneration processing” of the exhaust gas purification device, including NOx reduction processing for the NOx catalyst.
前述のように、排気ガス浄化装置に本来の排気ガス浄化機能を発揮させたり、排気ガス浄化装置の再生処理を十分に行ったりするためには、排気ガス浄化装置が所定の温度まで昇温されている必要がある。そこで、例えば、これらの排気ガス浄化装置を内燃機関の近くに配設する等して、排気ガスの熱や排気管からの伝導熱を利用して排気ガス浄化装置の温度を早期に高めようとする対策が従来よりなされている。しかしながら、このような対策では、内燃機関が冷えた状態で始動(以降、「冷間始動」とも称する)した場合には、排気ガス浄化装置の温度を所定の温度に到達させることができず、排気ガス浄化装置の排気ガス浄化機能が低下したり、排気ガス浄化装置の再生処理を十分に行えなかったりして、結果として、排気ガスにおける有害物質の排出量の削減が不十分となってしまう虞がある。 As described above, in order for the exhaust gas purification device to perform its original exhaust gas purification function or to sufficiently perform the regeneration process of the exhaust gas purification device, the exhaust gas purification device is heated to a predetermined temperature. Need to be. Therefore, for example, by disposing these exhaust gas purification devices near the internal combustion engine, the temperature of the exhaust gas purification device is increased early by using the heat of the exhaust gas or the conduction heat from the exhaust pipe. Measures to do this have been made. However, with such measures, when the internal combustion engine is started in a cold state (hereinafter also referred to as “cold start”), the temperature of the exhaust gas purification device cannot reach a predetermined temperature, The exhaust gas purification function of the exhaust gas purification device is deteriorated or the exhaust gas purification device cannot be sufficiently regenerated, resulting in insufficient reduction of harmful substance emissions in the exhaust gas. There is a fear.
そこで、内燃機関の排気通路において、前述の排気ガス浄化装置の上流に電気加熱式触媒(EHC)を設け、内燃機関の冷間始動時等、排気ガス浄化装置の温度が所定の温度に到達していない場合には、EHCに通電することにより、EHCの下流側に配設されている排気ガス浄化装置の暖機を促進し、本来の排気ガス浄化機能を発揮させたり、再生処理を十分に行ったりする技術が知られている。 Therefore, an electrically heated catalyst (EHC) is provided upstream of the exhaust gas purification device in the exhaust passage of the internal combustion engine, and the temperature of the exhaust gas purification device reaches a predetermined temperature when the internal combustion engine is cold started. If not, the EHC is energized to promote warm-up of the exhaust gas purifying device disposed downstream of the EHC, to perform the original exhaust gas purifying function, or to sufficiently perform the regeneration process. The technology to do is known.
しかしながら、上記のようにEHCが設けられる排気通路を流れる排気ガスには、燃料の燃焼に伴って生成される水分が水蒸気として含まれており、例えば、長期間に亘って冷間状態に置かれた内燃機関の冷間始動時等において、排気ガス中の水蒸気が排気通路内で凝縮し、凝縮水を生じ易い傾向にある。 However, the exhaust gas flowing through the exhaust passage where the EHC is provided as described above contains moisture generated as the fuel burns as water vapor, and is, for example, left in a cold state for a long period of time. When the internal combustion engine is cold started, for example, water vapor in the exhaust gas tends to condense in the exhaust passage and easily produce condensed water.
このような状況において、前述のようにEHCに通電されると、例えば、EHCと当該EHCを備える設備(例えば、車両等)や排気通路とが凝縮水を介して導通状態となり、漏電を生ずる虞がある。このように漏電を生ずる(又は生じ得る)状況においてEHCに通電すると、本来は排気ガス浄化装置の暖機に供されるべき電力資源の一部が無駄に消費されることに繋がり、省エネルギーの観点からも望ましくない。また、上記のようにEHCを備える設備(例えば、車両等)や排気通路が導通状態となることに起因して、例えば、当該設備(例えば、車両)の運転者が当該設備に接触した際等に、感電する虞を招くので、安全上も好ましくない。 In such a situation, when the EHC is energized as described above, for example, the EHC, a facility (for example, a vehicle, etc.) including the EHC and the exhaust passage are brought into conduction through the condensed water, and there is a risk of causing a leakage. There is. When the EHC is energized in such a situation where leakage occurs (or can occur), a part of the electric power resources that should originally be used for warming up the exhaust gas purifying apparatus is wasted, and the viewpoint of energy saving. This is also undesirable. In addition, for example, when a facility (for example, a vehicle) or an exhaust passage having an EHC is in a conductive state as described above, for example, when a driver of the facility (for example, a vehicle) contacts the facility. In addition, there is a risk of electric shock, which is not preferable for safety.
そこで、例えば、EHCへの通電開始に先立ち、EHCが漏電を生ずる(又は生じ得る)状況にあるか否かを判定し、その判定結果が肯定(即ち、EHCが漏電を生ずる(又は生じ得る)状況にあるとの判定結果)である場合は、EHCへの通電を禁止する制御を行うことが提案されている(例えば、特許文献1を参照)。あるいは、EHCの温度が所定の基準値未満である場合は、EHCの上流において排気ガス中の水分を吸着する手段を有するバイパス通路に排気ガスを導いて排気ガス中の水分を低減させることが提案されている(例えば、特許文献2を参照)。 Therefore, for example, prior to the start of energization of the EHC, it is determined whether or not the EHC is in a state where (or can cause) electric leakage, and the determination result is affirmative (that is, the EHC causes (or can cause) electric leakage). In the case of a determination result indicating that there is a situation, it has been proposed to perform control to prohibit energization of the EHC (see, for example, Patent Document 1). Alternatively, when the temperature of the EHC is lower than a predetermined reference value, it is proposed to reduce the moisture in the exhaust gas by introducing the exhaust gas to a bypass passage having a means for adsorbing moisture in the exhaust gas upstream of the EHC. (For example, see Patent Document 2).
しなしながら、上記のように、漏電を回避することを目的としてEHCへの通電を頻繁に制限すると、内燃機関の冷間始動時に排出される有害物質の削減が不十分となり、内燃機関の冷間始動時に排気ガス浄化装置の暖機を促進するという、EHCを設置することの意義そのものが薄れてしまう。また、上記のように、水分吸着手段やバイパス通路を新たに設けることは、排気ガス浄化システムを複雑化・大型化させ、製造コストの増大を招く懸念がある。 However, if the current supply to the EHC is frequently restricted for the purpose of avoiding leakage as described above, the reduction of harmful substances discharged when the internal combustion engine is cold started becomes insufficient, and the internal combustion engine is cooled. The significance of installing the EHC, which promotes warming up of the exhaust gas purification device during the start-up, is diminished. Further, as described above, newly providing a moisture adsorbing means and a bypass passage may complicate / enlarge the exhaust gas purification system and increase the manufacturing cost.
一方、昨今の環境保護意識の更なる高まりを受け、内燃機関からの有害物質の排出量の削減への要求は益々厳しくなっている。従って、内燃機関の冷間始動時等、排気ガス浄化装置の温度が所定の温度に到達していない場合、排気ガス浄化装置を迅速に暖機して、本来の排気ガス浄化機能を発揮できなかったり、再生処理を十分に行えなかったりする期間を極力短くする技術が従来にも増して必要とされている。 On the other hand, with the recent heightened awareness of environmental protection, demands for reducing the amount of harmful substances emitted from internal combustion engines have become increasingly severe. Therefore, when the temperature of the exhaust gas purification device does not reach a predetermined temperature, such as when the internal combustion engine is cold started, the exhaust gas purification device cannot be warmed up quickly to perform its original exhaust gas purification function. In addition, a technique for shortening the period during which the reproduction process cannot be performed as much as possible is required more than ever.
上記のように排気ガス浄化装置の暖機をより迅速なものとするには、EHCに供給される電力を高電圧化する(即ち、EHCを高抵抗化する)ことが必要となる。しかしながら、EHCの電気抵抗を高め、EHCに印加される電圧を上げようとすると、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況においては、前述のように漏電が生ずる虞が更に高まるばかりか、EHCにおける凝縮水の存在領域で放電が発生して、EHCを含む排気ガス浄化装置全体の信頼性が低下する虞がある。その結果、EHCへの供給電力の高電圧化(EHCの高抵抗化)は従来から困難であるとされている。 As described above, in order to warm up the exhaust gas purification device more quickly, it is necessary to increase the voltage of the electric power supplied to the EHC (that is, increase the resistance of the EHC). However, when the electric resistance of the EHC is increased and the voltage applied to the EHC is increased, in the situation where condensed water due to water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated), as described above, there is a leakage. In addition to a further increase in the possibility of occurrence, discharge may occur in the region where the condensed water is present in the EHC, which may reduce the reliability of the entire exhaust gas purifying apparatus including the EHC. As a result, it has been conventionally difficult to increase the voltage supplied to EHC (to increase the resistance of EHC).
前述のように、当該技術分野においては、排気ガス浄化装置を迅速に暖機し得る技術が求められている。かかる要求に応えるためには、EHCへの供給電力の高電圧化(EHCの高抵抗化)が必要となる。しかしながら、EHCの電気抵抗を高め、EHCに印加される電圧を上げようとすると、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況において、EHCにおける凝縮水の存在領域で放電が発生して、EHCを含む排気ガス浄化装置全体の信頼性が低下する虞がある。 As described above, in the technical field, a technique capable of quickly warming up the exhaust gas purification device is required. In order to meet such demands, it is necessary to increase the voltage supplied to the EHC (to increase the resistance of the EHC). However, when the electric resistance of the EHC is increased to increase the voltage applied to the EHC, in the situation where condensed water due to water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated), the region where the condensed water exists in the EHC As a result, discharge may occur and the reliability of the entire exhaust gas purifying apparatus including EHC may be reduced.
即ち、当該技術分野においては、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機し得る技術に対する継続的な要求が存在する。本発明は、かかる要求に応えるべく創作されたものである。即ち、本発明の目的は、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機し得るEHC制御方法を提供することにある。 That is, in this technical field, the electric power supplied to the EHC is increased to avoid the discharge in the EHC in a situation where condensed water due to water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated), and the exhaust gas is discharged. There is a continuing need for technologies that can quickly warm up gas purification devices. The present invention has been created to meet such demands. In other words, an object of the present invention is to increase the power supplied to the EHC while increasing the voltage supplied to the EHC while avoiding the discharge at the EHC in a situation where condensed water due to water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated). An object of the present invention is to provide an EHC control method capable of quickly warming up a gas purification device.
本発明の上記目的は、
内燃機関の排気通路に配設された、第1EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2EHCを備える第2排気ガス浄化装置、
前記第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに電力を供給するための電源、
前記電源から前記第1EHCのみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、前記電源から前記第2EHCのみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び前記電源から前記第1EHC及び第2EHCに、前記第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にて、それぞれ電力を供給する第3回路を切り替えるスイッチ機構、
前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する結露判定手段、
前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定手段、
前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定手段、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定に基づき、前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える制御装置、
を備える排気ガス浄化システムにおいて、
前記結露判定手段により、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する、結露判定ステップ、
前記第1EHC判定手段により、前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定ステップ、
前記第2EHC判定手段により、前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定ステップ、並びに
前記結露判定ステップ、第1EHC判定ステップ、及び第2EHC判定ステップにおける判定結果に基づき、前記制御装置により前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップであって、前記結露判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第3回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第1回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップ、
を含むEHC制御方法によって達成される。
The above object of the present invention is to
A first exhaust gas purification device including a first EHC and a second exhaust gas purification device including a second EHC, which are disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A power source for supplying power to each of the first EHC and the second EHC;
A first circuit that supplies power from the power source only to the first EHC at a first voltage, a second circuit that supplies power from the power source only to the second EHC at a second voltage, and a first circuit from the power source to the first EHC and A switch mechanism that switches a second circuit that supplies power to the second EHC at a third voltage and a fourth voltage lower than the first voltage and the second voltage, respectively.
Dew condensation determining means for determining whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
First EHC determination means for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC;
And a second EHC determination unit that determines whether or not power is to be supplied to the second EHC, and the switch mechanism is operated based on the determination by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit. A control device for switching a power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit;
In an exhaust gas purification system comprising:
Determining whether or not the dew condensation determination means is in a state where dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
A first EHC determination step of determining whether or not the first EHC determination means is in a state of supplying power to the first EHC;
The second EHC determination means determines whether the second EHC is in a state in which power should be supplied to the determination result in the second EHC determination step, and the determination results in the dew condensation determination step, the first EHC determination step, and the second EHC determination step. A switching step of switching the power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit by operating the switch mechanism by the controller; If the determination result in step S3 is affirmative, the determination result in the third circuit is negative. If the determination result in step S1 is negative, and if the determination result in the first EHC determination step is positive, the dew condensation determination is performed in the first circuit. The determination result in step is negative, and the determination result in the second EHC determination step is positive A circuit switching step for switching the power supply circuit to the second circuit, respectively,
Is achieved by an EHC control method including:
本発明に係るEHC制御方法によれば、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第3回路を介して、比較的低い第3電圧及び第4電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力が供給される。これにより、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、第1EHC又は第2EHCにおいて放電が抑制される。 According to the EHC control method of the present invention, when it is determined by the dew condensation determination means that dew condensation is possible in the first EHC or the second EHC, the switch mechanism is operated by the control device, and the third circuit is activated. Thus, electric power is supplied to each of the first EHC and the second EHC at a relatively low third voltage and fourth voltage. As a result, when it is determined that the first EHC or the second EHC is in a state where condensation can occur, the discharge is suppressed in the first EHC or the second EHC.
一方、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1EHC判定手段によって、第1EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第1回路を介して、比較的高い第1電圧にて第1EHCに電力が供給される。これにより、比較的高い電圧が供給される第1EHCによって、第1排気ガス浄化装置がより迅速に暖機される。 On the other hand, when it is determined by the dew condensation determination means that there is no dew condensation in the first EHC or the second EHC, and when it is determined by the first EHC determination means that power is to be supplied to the first EHC. The switch mechanism is actuated by the control device, and power is supplied to the first EHC at a relatively high first voltage via the first circuit. Accordingly, the first exhaust gas purification device is warmed up more quickly by the first EHC to which a relatively high voltage is supplied.
また、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第2EHC判定手段によって、第2EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第2回路を介して、比較的高い第2電圧にて第2EHCに電力が供給される。これにより、比較的高い電圧が供給される第2EHCによって、第2排気ガス浄化装置がより迅速に暖機される。 Also, when it is determined by the dew condensation determination means that there is no dew condensation in the first EHC or the second EHC, and when it is determined by the second EHC determination means that power is to be supplied to the second EHC The switch mechanism is actuated by the control device, and power is supplied to the second EHC through the second circuit at a relatively high second voltage. Accordingly, the second exhaust gas purification device is warmed up more quickly by the second EHC to which a relatively high voltage is supplied.
以上のように、本発明に係るEHC制御方法によれば、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機することができる。 As described above, according to the EHC control method according to the present invention, supply to the EHC while avoiding discharge in the EHC in a situation where condensed water caused by water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated). The electric power can be increased to warm up the exhaust gas purification device quickly.
前述のように、本発明は、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機し得るEHC制御方法を提供することを目的とする。 As described above, the present invention increases the power supplied to the EHC while avoiding the discharge in the EHC in a situation where condensed water caused by water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated), An object of the present invention is to provide an EHC control method capable of quickly warming up an exhaust gas purification device.
本発明者は、上記目的を達成するべく鋭意研究の結果、第1EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2EHCを備える第2排気ガス浄化装置を備える排気ガス浄化システムにおいて、結露が発生し得る状態にある場合は比較的低い電圧にて第1EHC及び第2EHCに電力を供給し、結露が発生し得る状態にない場合は、比較的高い電圧にて第1EHC及び/又は第2EHCに電力を供給することにより、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機し得ることを見出し、本発明を想到するに至ったものである。 As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor can cause condensation in an exhaust gas purification system including a first exhaust gas purification device including a first EHC and a second exhaust gas purification device including a second EHC. When in a state, power is supplied to the first EHC and the second EHC at a relatively low voltage, and when not in a state where condensation can occur, power is supplied to the first EHC and / or the second EHC at a relatively high voltage. As a result, the electric power supplied to the EHC is increased while avoiding the discharge at the EHC in the situation where the condensed water due to the water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated). The inventors have found that the apparatus can be warmed up quickly and have arrived at the present invention.
(1)第1態様
本発明の第1態様は、
内燃機関の排気通路に配設された、第1EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2EHCを備える第2排気ガス浄化装置、
前記第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに電力を供給するための電源、
前記電源から前記第1EHCのみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、前記電源から前記第2EHCのみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び前記電源から前記第1EHC及び第2EHCに、前記第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にて、それぞれ電力を供給する第3回路を切り替えるスイッチ機構、
前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する結露判定手段、
前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定手段、
前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定手段、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定に基づき、前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える制御装置、
を備える排気ガス浄化システムにおいて、
前記結露判定手段により、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する、結露判定ステップ、
前記第1EHC判定手段により、前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定ステップ、
前記第2EHC判定手段により、前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定ステップ、並びに
前記結露判定ステップ、第1EHC判定ステップ、及び第2EHC判定ステップにおける判定結果に基づき、前記制御装置により前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップであって、前記結露判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第3回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第1回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップ、
を含むEHC制御方法である。
(1) First aspect The first aspect of the present invention is:
A first exhaust gas purification device including a first EHC and a second exhaust gas purification device including a second EHC, which are disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A power source for supplying power to each of the first EHC and the second EHC;
A first circuit that supplies power from the power source only to the first EHC at a first voltage, a second circuit that supplies power from the power source only to the second EHC at a second voltage, and a first circuit from the power source to the first EHC and A switch mechanism that switches a second circuit that supplies power to the second EHC at a third voltage and a fourth voltage lower than the first voltage and the second voltage, respectively.
Dew condensation determining means for determining whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
First EHC determination means for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC;
And a second EHC determination unit that determines whether or not power is to be supplied to the second EHC, and the switch mechanism is operated based on the determination by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit. A control device for switching a power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit;
In an exhaust gas purification system comprising:
Determining whether or not the dew condensation determination means is in a state where dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
A first EHC determination step of determining whether or not the first EHC determination means is in a state of supplying power to the first EHC;
The second EHC determination means determines whether the second EHC is in a state in which power should be supplied to the determination result in the second EHC determination step, and the determination results in the dew condensation determination step, the first EHC determination step, and the second EHC determination step. A switching step of switching the power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit by operating the switch mechanism by the controller; If the determination result in step S3 is affirmative, the determination result in the third circuit is negative. If the determination result in step S1 is negative, and if the determination result in the first EHC determination step is positive, the determination of condensation is performed in the first circuit. The determination result in step is negative, and the determination result in the second EHC determination step is positive A circuit switching step for switching the power supply circuit to the second circuit, respectively,
Is an EHC control method.
上記内燃機関としては、特定のタイプのものに限定されるものではなく、例えば、ガソリンエンジン、ディーゼルエンジン等、内燃機関として一般的に使用されている種々のタイプの内燃機関が想定される。 The internal combustion engine is not limited to a specific type, and various types of internal combustion engines generally used as an internal combustion engine, such as a gasoline engine and a diesel engine, are assumed.
また、EHCとは、前述のように、電気ヒータ付き触媒を指す。上記第1EHC及び第2EHCは、例えば、通電によって発熱する電熱ヒータが設けられた酸化触媒とすることができる。第1EHC及び第2EHCの基材の材質は、第1EHC及び第2EHCの要求仕様(例えば、使用温度、機械的強度等)を満たすものである限り、特に限定されるものではない。第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置を迅速に暖機させるという第1EHC及び第2EHCの設置目的を鑑みれば、第1EHC及び第2EHCの基材としては、小さな比熱を有する材質(例えば、金属等)であることが好ましい。尚、第1EHC及び第2EHCの構成や材質は、同じであっても、異なっていてもよい。 Moreover, EHC refers to the catalyst with an electric heater as mentioned above. The first EHC and the second EHC can be, for example, an oxidation catalyst provided with an electric heater that generates heat when energized. The materials of the first EHC and second EHC base materials are not particularly limited as long as they satisfy the required specifications (for example, operating temperature, mechanical strength, etc.) of the first EHC and second EHC. In view of the installation purpose of the first EHC and the second EHC to quickly warm up the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device, the base material of the first EHC and the second EHC is a material having a small specific heat (for example, , Metal, etc.). Note that the configurations and materials of the first EHC and the second EHC may be the same or different.
上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、前述のように、各種排気ガス浄化触媒及びPM捕集フィルタ等の、排気ガスを浄化するための装置を指す。加えて、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、本来の排気ガス浄化機能を発揮したり、当該装置の再生処理を十分に行ったりするためには、所定の温度まで昇温されている必要がある装置を指す。故に、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、上記第1EHC及び第2EHCをそれぞれ備えている。 As described above, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device refer to devices for purifying exhaust gas, such as various exhaust gas purification catalysts and PM collection filters. In addition, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device are heated to a predetermined temperature in order to perform the original exhaust gas purification function or to sufficiently perform the regeneration process of the device. A device that needs to be heated. Therefore, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device include the first EHC and the second EHC, respectively.
上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置の具体例としては、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ(DPF)等の粒状物質(PM)を捕集するフィルタ等(PM捕集フィルタ)や、排気中のCO、HC、NOx等の有害物質を浄化する各種排気ガス浄化触媒(例えば、ディーゼル酸化触媒(DOC)、選択型還元触媒(SCR触媒)、NOx貯蔵還元触媒(NSR触媒)等)を挙げることができる。更に、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、前述のように、PM捕集フィルタと排気ガス浄化触媒とを組み合わせたもの(「フィルタ等」とも称する)や、複数種の有害物質を浄化するもの(例えば、三元触媒)であってもよい。 Specific examples of the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device include, for example, a filter for collecting particulate matter (PM) such as a diesel particulate filter (DPF) (PM collection filter), Various exhaust gas purification catalysts that purify harmful substances such as CO, HC, NOx in exhaust (for example, diesel oxidation catalyst (DOC), selective reduction catalyst (SCR catalyst), NOx storage reduction catalyst (NSR catalyst), etc.) Can be mentioned. Further, as described above, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device may be a combination of a PM collection filter and an exhaust gas purification catalyst (also referred to as “filter or the like”), or a plurality of types. It may be one that purifies harmful substances (for example, a three-way catalyst).
上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、前述のように、内燃機関の排気通路に配設される。上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、何れを上流側に配設し、何れを下流側に配設してもよい。例えば、上記内燃機関が車両に搭載される場合は、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置をマニバータ部及びアンダーフロア部(U/F部、床下部)にそれぞれ配設してもよい。 The first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device are disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine as described above. Any of the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device may be arranged on the upstream side, and any of them may be arranged on the downstream side. For example, when the internal combustion engine is mounted on a vehicle, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device are respectively disposed in a maniverter portion and an under floor portion (U / F portion, lower floor portion). Also good.
上記のように、本実施態様においては、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置が第1EHC及び第2EHCをそれぞれ備える。これにより、本実施態様においては、何れか一方の排気ガス浄化装置のみがEHCを備える場合と比較して、より効率良く排気ガス浄化装置を暖機することができる。具体的には、何れか一方の排気ガス浄化装置(例えば、マニバータ部に配設された排気ガス浄化装置)のみがEHCを備える場合、当該EHCによって他方の排気ガス浄化装置(例えば、U/F部に配設された排気ガス浄化装置)を暖機しようとする場合を想定する。この場合、熱源であるEHCと暖機されるべき排気ガス浄化装置とが離れており、EHCからの熱を伝導すべき排気管からの放熱が多く、他方の排気ガス浄化装置を迅速に暖機させることが困難であるばかりか、EHCに供給される電力を無駄に消費する。逆に、U/F部に配設された排気ガス浄化装置のみがEHCを備える場合も同様である。一方、本実施態様においては、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置が第1EHC及び第2EHCをそれぞれ備えるので、それぞれのEHCがそれぞれの排気ガス浄化装置を迅速に暖機することができ、上述のような放熱による電力の無駄使いが発生しないというメリットも得られる。 As described above, in the present embodiment, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device include the first EHC and the second EHC, respectively. Thereby, in this embodiment, compared with the case where only any one exhaust gas purification apparatus is equipped with EHC, an exhaust gas purification apparatus can be warmed up more efficiently. Specifically, when only one of the exhaust gas purifying devices (for example, the exhaust gas purifying device disposed in the maniverter unit) includes the EHC, the other exhaust gas purifying device (for example, U / F) is provided by the EHC. It is assumed that the exhaust gas purifying device disposed in the section is to be warmed up. In this case, the EHC that is the heat source is separated from the exhaust gas purification device to be warmed up, and a large amount of heat is released from the exhaust pipe that should conduct heat from the EHC, so that the other exhaust gas purification device can be warmed up quickly. Not only is it difficult to do so, but the power supplied to the EHC is wasted. On the contrary, the same applies to the case where only the exhaust gas purifying device disposed in the U / F section includes the EHC. On the other hand, in the present embodiment, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device each include the first EHC and the second EHC, so that each EHC quickly warms up each exhaust gas purification device. In addition, there is an advantage that the wasteful use of electric power due to heat dissipation as described above does not occur.
次に、上記第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力を供給する電源は、特に限定されるものではなく、上記内燃機関が搭載される設備(例えば、車両、船舶等)に応じて、適宜選択することができる。例えば、上記内燃機関が搭載される設備が車両である場合、当該車両に搭載されている電源(例えば、車両用バッテリとして一般的に使用されている電源)を上記電源として使用することができる。また、上記電源は、必要に応じて、例えば、直流・直流変換器(DC−DCコンバータ)等の電圧変換回路や、例えば、AC−DCコンバータ(交流入力直流出力電源)ヤインバータ(直流入力交流出力電源)等の電力変換回路等を備えていてもよい。 Next, the power source for supplying power to each of the first EHC and the second EHC is not particularly limited, and is appropriately selected according to the equipment (for example, vehicle, ship, etc.) on which the internal combustion engine is mounted. be able to. For example, when the facility on which the internal combustion engine is mounted is a vehicle, a power source mounted on the vehicle (for example, a power source generally used as a vehicle battery) can be used as the power source. In addition, the power source may be a voltage conversion circuit such as a DC / DC converter (DC-DC converter), for example, an AC-DC converter (AC input DC output power source), an inverter (DC input AC), if necessary. A power conversion circuit such as an output power source may be provided.
上記スイッチ機構は、上記電源から上記第1EHC及び第2EHCの何れに電力を供給するかを切り替えるための機構である。具体的には、上記スイッチ機構は、前述のように、上記電源から第1EHCのみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、上記電源から第2EHCのみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び上記電源から第1EHC及び第2EHCに、第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にて、それぞれ電力を供給する第3回路を切り替える。 The switch mechanism is a mechanism for switching to which of the first EHC and the second EHC power is supplied from the power source. Specifically, as described above, the switch mechanism supplies the first voltage from the power source to the first EHC only at the first voltage, and supplies the power from the power source to the second EHC only at the second voltage. And a third circuit that supplies power from the power source to the first EHC and the second EHC at a third voltage and a fourth voltage lower than the first voltage and the second voltage, respectively.
上記のように、上記第1電圧は、上記第1回路によって第1EHCに電力を供給する際に、第1EHCに印加される電圧である。同様に、上記第2電圧は、上記第2回路によって第2EHCに電力を供給する際に、第2EHCに印加される電圧である。一方、上記第3電圧は、上記第3回路によって第1EHCに電力を供給する際に、第1EHCに印加される電圧であり、上記第4電圧は、上記第3回路によって第2EHCに電力を供給する際に、第2EHCに印加される電圧である。 As described above, the first voltage is a voltage applied to the first EHC when power is supplied to the first EHC by the first circuit. Similarly, the second voltage is a voltage applied to the second EHC when power is supplied to the second EHC by the second circuit. On the other hand, the third voltage is a voltage applied to the first EHC when power is supplied to the first EHC by the third circuit, and the fourth voltage supplies power to the second EHC by the third circuit. This is the voltage applied to the second EHC.
上記第1電圧及び第2電圧は、第1EHC及び第2EHCがそれぞれ第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置を迅速に暖機するために必要な電圧であり、これらは同じであっても、異なっていてもよい。第1電圧及び第2電圧の具体的な値は、例えば、第1EHC及び第2EHCの仕様や、暖機されるべき第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置の熱容量等に基づいて、適宜設定することができる。また、上記第3電圧及び第4電圧は、結露が発生し得る状態において第1EHC及び第2EHCでの放電を発生させずに、第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置を暖機するために第1EHC及び第2EHCにそれぞれ印加される電圧であり、これらは同じであっても、異なっていてもよい。更に、前述のように、上記第3電圧及び第4電圧は、第1電圧及び第2電圧よりも低い。 The first voltage and the second voltage are voltages necessary for the first EHC and the second EHC to quickly warm up the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device, respectively. May be different. Specific values of the first voltage and the second voltage are based on, for example, the specifications of the first EHC and the second EHC, the heat capacities of the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device to be warmed up, and the like. It can be set appropriately. In addition, the third voltage and the fourth voltage warm up the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device without causing discharge in the first EHC and the second EHC in a state where condensation can occur. Therefore, the voltages are respectively applied to the first EHC and the second EHC, and these may be the same or different. Furthermore, as described above, the third voltage and the fourth voltage are lower than the first voltage and the second voltage.
尚、上記のような各種電圧(第1電圧、第2電圧、第3電圧、及び第4電圧)を実現するために、それぞれの回路(第1回路、第2回路、及び第3回路)が、必要に応じて、例えば、直流・直流変換器(DC−DCコンバータ)等の電圧変換回路や、例えば、AC−DCコンバータ(交流入力直流出力電源)ヤインバータ(直流入力交流出力電源)等の電力変換回路等を備えていてもよい。 In order to realize the various voltages (first voltage, second voltage, third voltage, and fourth voltage) as described above, each circuit (first circuit, second circuit, and third circuit) If necessary, for example, a voltage conversion circuit such as a DC / DC converter (DC-DC converter), an AC-DC converter (AC input DC output power supply), an inverter (DC input AC output power supply), etc. A power conversion circuit or the like may be provided.
上記結露判定手段は、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する。ここで、「結露が発生し得る状態」は、上記内燃機関が搭載された設備(例えば、車両等)の周辺環境を規定する種々の条件のうち、例えば、外気温、湿度、及び大気圧等、各種物理量、制御量、又は指標値等によって表され得る、排気における結露の発生状態(発生し易さや発生速度等を含む)を規定する環境条件を包括する概念に基づいて判断される。尚、本明細書においては、「結露が発生し得る状態」には、結露が発生している状態も含まれるものとする。 The dew condensation determination means determines whether or not dew condensation is possible in the first EHC or the second EHC. Here, the “state in which condensation can occur” refers to, for example, the outside temperature, humidity, atmospheric pressure, etc., among various conditions that define the surrounding environment of the equipment (for example, a vehicle) on which the internal combustion engine is mounted. It is determined based on a concept that includes environmental conditions that define the state of occurrence of dew condensation (including easiness of occurrence and generation speed) in exhaust gas, which can be represented by various physical quantities, control amounts, index values, and the like. In the present specification, the “state where condensation can occur” includes the state where condensation occurs.
従って、上記結露判定手段は、例えば、上記のような各種物理量、制御量、又は指標値等(例えば、外気温、湿度、及び大気圧等)を検知する手段(例えば、各種センサ等)を備えるのが一般的である。また、上記結露判定手段は、例えば、上記検知手段から得られる各種物理量、制御量、又は指標値等(例えば、外気温、湿度、及び大気圧等)を表す検出信号等に基づいて、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定するためのアルゴリズムを備えるのが一般的である。当該アルゴリズムは、ソフトウェア(例えば、プログラム等)として実装されていてもよく、ハードウェア(例えば、演算回路等)として実装されていてもよい。例えば、一般的には、当該アルゴリズムは、例えば、上記内燃機関に関する各種制御を行うための電子制御装置(ECU:Electronic Control Unit)が備えるROM(Read Only Memory)又はRAM(Random Access Memory)等の記憶装置にプログラムとして格納され、ECUが備える中央処理装置(CPU:Central Processing Unit)によって実行されるように実装される。加えて、上記ECUは、例えば、上記検出信号を受け取るための通信ポート等を備える。 Therefore, the dew condensation determination means includes, for example, means (for example, various sensors) for detecting various physical quantities, control amounts, index values, etc. (for example, outside air temperature, humidity, atmospheric pressure, etc.) as described above. It is common. In addition, the dew condensation determination unit is configured to detect the first EHC based on a detection signal or the like that represents various physical quantities, control amounts, index values, etc. (for example, outside air temperature, humidity, atmospheric pressure, etc.) obtained from the detection unit. Alternatively, it is common to provide an algorithm for determining whether or not condensation is possible in the second EHC. The algorithm may be implemented as software (for example, a program or the like), or may be implemented as hardware (for example, an arithmetic circuit or the like). For example, in general, the algorithm is, for example, a ROM (Read Only Memory) or a RAM (Random Access Memory) provided in an electronic control unit (ECU) for performing various controls related to the internal combustion engine. The program is stored in the storage device as a program, and is implemented so as to be executed by a central processing unit (CPU: Central Processing Unit) included in the ECU. In addition, the ECU includes, for example, a communication port for receiving the detection signal.
また、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを結露判定手段が判定するための条件は、例えば、上記のような各種物理量、制御量、又は指標値等(例えば、外気温、湿度、及び大気圧等)に基づくデータテーブル(マップ)を実験等によって予め作成しておき、上記プログラムの実行時に参照できるように、例えば、上記ROM等に格納することができる。あるいは、極めて単純な判定条件の例としては、例えば、第1EHC又は第2EHCの温度が水の沸点未満であるか否かによって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定してもよい。 In addition, the conditions for the dew condensation determination means to determine whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC are, for example, the above various physical quantities, control amounts, index values, etc. (for example, A data table (map) based on the outside air temperature, humidity, atmospheric pressure, etc.) can be created in advance by experiments or the like, and stored in the ROM or the like so that it can be referred to when the program is executed. Alternatively, as an example of a very simple determination condition, for example, whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC depending on whether or not the temperature of the first EHC or the second EHC is lower than the boiling point of water. May be determined.
次に、上記第1EHC判定手段及び第2EHC判定手段は、それぞれ第1EHC及び第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する。第1EHC及び第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するための条件は、第1EHC及び第2EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置が如何なる排気ガス浄化装置であるかに応じたものとなる。 Next, the first EHC determination unit and the second EHC determination unit determine whether power is to be supplied to the first EHC and the second EHC, respectively. The condition for determining whether or not to supply power to the first EHC and the second EHC is that the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device including the first EHC and the second EHC are any exhaust gas purification. It depends on whether it is a device.
第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置の具体例としては、例えば、ディーゼル微粒子捕集フィルタ(DPF)等の粒状物質(PM)を捕集するフィルタ等(PM捕集フィルタ)や、排気中のCO、HC、NOx等の有害物質を浄化する各種排気ガス浄化触媒(例えば、ディーゼル酸化触媒(DOC)、選択型還元触媒(SCR触媒)、NOx貯蔵還元触媒(NSR触媒)等)を挙げることができる。更に、上記第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置は、前述のように、PM捕集フィルタと排気ガス浄化触媒とを組み合わせたもの(「フィルタ等」とも称する)や、複数種の有害物質を浄化するもの(例えば、三元触媒)であってもよい。 Specific examples of the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device include, for example, a filter that collects particulate matter (PM) such as a diesel particulate filter (DPF) (PM collection filter), Various exhaust gas purification catalysts (such as diesel oxidation catalyst (DOC), selective reduction catalyst (SCR catalyst), NOx storage reduction catalyst (NSR catalyst), etc.) that purify harmful substances such as CO, HC, NOx in the exhaust Can be mentioned. Further, as described above, the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device may be a combination of a PM collection filter and an exhaust gas purification catalyst (also referred to as “filter or the like”), or a plurality of types. It may be one that purifies harmful substances (for example, a three-way catalyst).
前述のように、排気ガス浄化触媒においては、一般に、常温では(触媒の活性化温度に到達していないことから)触媒による排気ガス浄化機能が十分に発揮されない。即ち、排気ガス浄化触媒が本来の排気ガス浄化機能を発揮するためには、これらの触媒が所定の温度に到達している必要がある。従って、第1排気ガス浄化装置又は第2排気ガス浄化装置がかかる排気ガス浄化触媒である場合は、例えば、種々のセンサ(例えば、COセンサ、HCセンサ等)等によって検出される排気ガス中の有害物質の濃度が、予め定められる所定の閾値を超えたときに、第1EHC又は第2EHCに電力を供給すべき状態となる。即ち、第1排気ガス浄化装置又は第2排気ガス浄化装置が上記のような排気ガス浄化触媒である場合は、例えば、種々のセンサ等によって検出される排気ガス中の有害物質の濃度が所定の閾値を超えたか否かが、第1EHC又は第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するための条件となる。 As described above, the exhaust gas purification catalyst generally does not sufficiently exhibit the exhaust gas purification function of the catalyst at normal temperature (because the activation temperature of the catalyst has not been reached). That is, in order for the exhaust gas purification catalyst to exhibit its original exhaust gas purification function, these catalysts need to reach a predetermined temperature. Therefore, when the first exhaust gas purification device or the second exhaust gas purification device is such an exhaust gas purification catalyst, for example, in the exhaust gas detected by various sensors (for example, CO sensor, HC sensor, etc.) When the concentration of the harmful substance exceeds a predetermined threshold value, electric power should be supplied to the first EHC or the second EHC. That is, when the first exhaust gas purification device or the second exhaust gas purification device is an exhaust gas purification catalyst as described above, for example, the concentration of harmful substances in the exhaust gas detected by various sensors or the like is predetermined. Whether or not the threshold is exceeded is a condition for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC or the second EHC.
また、例えば、第1排気ガス浄化装置がDPF等のPM捕集フィルタである場合は、PMの捕集量が増加あいて排気の通過抵抗が増え、同フィルタの前後差圧が規定値を超えた際に、PM再生処理を行うためにPM捕集フィルタを所定の温度に昇温する必要がある。従って、第1排気ガス浄化装置がDPF等のPM捕集フィルタである場合は、例えば、同フィルタの前後差圧が規定値を超えたときに、第1EHCに電力を供給すべき状態となる。即ち、第1排気ガス浄化装置がDPF等のPM捕集フィルタである場合は、例えば、同フィルタの前後差圧が規定値を超えたか否かが、第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するための条件となる。 For example, when the first exhaust gas purification device is a PM collection filter such as DPF, the amount of PM collected increases and the exhaust passage resistance increases, and the differential pressure across the filter exceeds a specified value. In this case, it is necessary to raise the temperature of the PM trapping filter to a predetermined temperature in order to perform the PM regeneration process. Therefore, when the first exhaust gas purification device is a PM trapping filter such as a DPF, for example, when the differential pressure across the filter exceeds a specified value, power is supplied to the first EHC. That is, when the first exhaust gas purification device is a PM collection filter such as a DPF, for example, whether or not the differential pressure across the filter exceeds a specified value is in a state where power should be supplied to the first EHC. This is a condition for determining whether or not.
更に、例えば、第2排気ガス浄化装置がNSR触媒である場合は、例えば、エンジン使用域における排気ガスの状態のテストマッピングに基づくモデル計算によって推計されるNOxの吸蔵量、あるいはNOxセンサによって検出される排気ガス中のNOx濃度に基づいて推計されるNOxの吸蔵量が、予め定められる所定の閾値を超えた際に、内燃機関にリッチスパイク(過剰燃料供給)を発生させると共にNSR触媒を所定の温度に昇温し、一時的に増加した燃料によって、吸着されたNOxを還元して、NSR触媒を浄化する必要がある。また、内燃機関の回転速度や燃料噴射量から算出されるSOx堆積量が所定の閾値を超えた際には、やはり内燃機関にリッチスパイク(過剰燃料供給)を発生させると共にNSR触媒を所定の温度に昇温して、NSR触媒のSOx被毒に対するSOx再生処理を行う必要がある。従って、第2排気ガス浄化装置がNSR触媒である場合は、例えば、NSRにおけるNOxの吸蔵量やSOxの堆積量が所定の閾値を超えたと推計される場合に、第2EHCに電力を供給すべき状態となる。即ち、第2排気ガス浄化装置がNSR触媒である場合は、例えば、NSRにおけるNOxの吸蔵量やSOxの堆積量が所定の閾値を超えたと推計されるか否かが、第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するための条件となる。 Further, for example, when the second exhaust gas purification device is an NSR catalyst, the NOx occlusion amount estimated by a model calculation based on a test mapping of the exhaust gas state in the engine use range or detected by a NOx sensor, for example. When the NOx storage amount estimated based on the NOx concentration in the exhaust gas exceeds a predetermined threshold value, a rich spike (excess fuel supply) is generated in the internal combustion engine and the NSR catalyst is It is necessary to purify the NSR catalyst by reducing the adsorbed NOx with the fuel that has been heated to the temperature and temporarily increased. When the SOx accumulation amount calculated from the rotational speed of the internal combustion engine and the fuel injection amount exceeds a predetermined threshold, a rich spike (excess fuel supply) is also generated in the internal combustion engine and the NSR catalyst is set to a predetermined temperature. It is necessary to perform a SOx regeneration process for SOx poisoning of the NSR catalyst. Therefore, when the second exhaust gas purification device is an NSR catalyst, for example, when it is estimated that the NOx storage amount or SOx accumulation amount in the NSR exceeds a predetermined threshold value, power should be supplied to the second EHC. It becomes a state. That is, when the second exhaust gas purification device is an NSR catalyst, for example, whether or not it is estimated that the NOx occlusion amount or the SOx accumulation amount in the NSR exceeds a predetermined threshold is supplied to the second EHC. This is a condition for determining whether or not it is in a state to be performed.
以上のように、第1EHC及び第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するための条件は、第1EHC及び第2EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置が如何なる排気ガス浄化装置であるかに応じたものとなる。即ち、第1EHC及び第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するための条件は、例えば、第1EHC及び第2EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置が有害物質を浄化する必要があると判断されるか否か、又は第1EHC及び第2EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2排気ガス浄化装置に再生処理を施す必要があるか否かによって判断される。 As described above, the condition for determining whether or not to supply power to the first EHC and the second EHC is the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device including the first EHC and the second EHC. Depends on what type of exhaust gas purifying device is. That is, the condition for determining whether or not to supply power to the first EHC and the second EHC is, for example, that the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device including the first EHC and the second EHC have Judgment is made based on whether or not it is determined that it is necessary to purify the harmful substances, or whether it is necessary to regenerate the first exhaust gas purification device and the second exhaust gas purification device including the first EHC and the second EHC. Is done.
従って、上記第1EHC判定手段及び第2EHC判定手段は、例えば、上記のような判定条件を規定する各種物理量、制御量、又は指標値等(例えば、外気温、湿度、及び大気圧等)を検知する手段(例えば、各種センサ等)を備えるのが一般的である。また、上記第1EHC判定手段及び第2EHC判定手段は、例えば、上記検知手段から得られる各種物理量、制御量、又は指標値等(例えば、外気温、湿度、及び大気圧等)を表す検出信号に基づいて、それぞれ第1EHC又は第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定するためのアルゴリズムを備えるのが一般的である。当該アルゴリズムは、ソフトウェア(例えば、プログラム等)として実装されていてもよく、ハードウェア(例えば、演算回路等)として実装されていてもよい。例えば、一般的には、当該アルゴリズムは、例えば、上記内燃機関に関する各種制御を行うためのECUが備えるROM又はRAM等の記憶装置にプログラムとして格納され、ECUが備えるCPUによって実行されるように実装される。加えて、上記ECUは、例えば、上記検出信号を受け取るための通信ポート等を備える。 Accordingly, the first EHC determination unit and the second EHC determination unit detect, for example, various physical quantities, control amounts, or index values (for example, outside air temperature, humidity, atmospheric pressure, etc.) that define the determination conditions as described above. It is common to provide means (for example, various sensors). In addition, the first EHC determination unit and the second EHC determination unit may generate detection signals representing various physical quantities, control amounts, index values, etc. (for example, outside air temperature, humidity, atmospheric pressure, etc.) obtained from the detection unit. In general, an algorithm for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC or the second EHC, respectively, is provided. The algorithm may be implemented as software (for example, a program or the like), or may be implemented as hardware (for example, an arithmetic circuit or the like). For example, in general, the algorithm is implemented so as to be stored as a program in a storage device such as a ROM or a RAM provided in an ECU for performing various controls relating to the internal combustion engine and executed by a CPU provided in the ECU. Is done. In addition, the ECU includes, for example, a communication port for receiving the detection signal.
次に、上記制御装置は、結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定に基づき、スイッチ機構を作動させて、第1回路、第2回路、及び第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える。具体的には、上記制御装置は、結露判定手段による判定結果が肯定である場合は第3回路に、結露判定手段による判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定手段による判定結果が肯定である場合は第1回路に、結露判定手段による判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定手段による判定結果が肯定である場合は第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替える。 Next, the control device operates the switch mechanism based on the determinations by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit, so that the control device is set to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit. Switch the power supply circuit. Specifically, in the control device, when the determination result by the dew condensation determination unit is affirmative, the determination result by the dew condensation determination unit is negative in the third circuit, and the determination result by the first EHC determination unit is affirmative. In this case, the power supply circuit is switched to the first circuit when the determination result by the dew condensation determination means is negative and the determination result by the second EHC determination means is affirmative.
従って、上記制御装置は、例えば、結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定の結果に対応する信号を受け取り、当該信号に基づいて、各EHCへの電力供給回路を第1回路、第2回路、及び第3回路の何れかに切り替えるための制御信号(指示信号)をスイッチ機構に送出する。即ち、上記制御装置は、例えば、結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段から受け取る判定結果(に対応する信号)に基づいて、各EHCへの電力供給回路を、第1回路、第2回路、及び第3回路の何れに切り替えるかを決定するためのアルゴリズムを備えるのが一般的である。当該アルゴリズムは、ソフトウェア(例えば、プログラム等)として実装されていてもよく、ハードウェア(例えば、演算回路等)として実装されていてもよい。例えば、一般的には、当該アルゴリズムは、例えば、上記内燃機関に関する各種制御を行うためのECUが備えるROM又はRAM等の記憶装置にプログラムとして格納され、ECUが備えるCPUによって実行されるように実装される。加えて、上記ECUは、例えば、各EHCへの電力供給回路を第1回路、第2回路、及び第3回路の何れに切り替えるのかを表す制御信号(指示信号)をスイッチ機構に送出するための通信ポート等を備える。 Therefore, the control device receives, for example, a signal corresponding to the result of determination by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit, and the first power supply circuit to each EHC is set based on the signal. A control signal (instruction signal) for switching to any one of the circuit, the second circuit, and the third circuit is sent to the switch mechanism. That is, the control device, for example, based on the determination results received from the dew condensation determination means, the first EHC determination means, and the second EHC determination means (corresponding signals), the power supply circuit to each EHC, the first circuit, It is common to provide an algorithm for determining which of the second circuit and the third circuit to switch to. The algorithm may be implemented as software (for example, a program or the like), or may be implemented as hardware (for example, an arithmetic circuit or the like). For example, in general, the algorithm is implemented so as to be stored as a program in a storage device such as a ROM or a RAM provided in an ECU for performing various controls relating to the internal combustion engine and executed by a CPU provided in the ECU. Is done. In addition, the ECU sends, for example, a control signal (instruction signal) indicating whether the power supply circuit to each EHC is switched to the first circuit, the second circuit, or the third circuit to the switch mechanism. A communication port is provided.
以上のように、上記排気ガス浄化システムは、第1EHCを備える第1排気ガス浄化装置、第2EHCを備える第2排気ガス浄化装置、電源、スイッチ機構、結露判定手段、第1EHC判定手段、第2EHC判定手段、及び制御装置を備える。本発明の第1態様に係るEHC制御方法は、かかる排気ガス浄化システムにおいて実行される。 As described above, the exhaust gas purification system includes the first exhaust gas purification device including the first EHC, the second exhaust gas purification device including the second EHC, the power source, the switch mechanism, the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC. A determination unit and a control device are provided. The EHC control method according to the first aspect of the present invention is executed in such an exhaust gas purification system.
前述のように、本発明の第1態様に係るEHC制御方法は、
前記結露判定手段により、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する、結露判定ステップ、
前記第1EHC判定手段により、前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定ステップ、
前記第2EHC判定手段により、前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定ステップ、並びに
前記結露判定ステップ、第1EHC判定ステップ、及び第2EHC判定ステップにおける判定結果に基づき、前記制御装置により前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップであって、前記結露判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第3回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第1回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップ、
を含む。
As described above, the EHC control method according to the first aspect of the present invention is as follows.
Determining whether or not the dew condensation determination means is in a state where dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
A first EHC determination step of determining whether or not the first EHC determination means is in a state of supplying power to the first EHC;
The second EHC determination means determines whether the second EHC is in a state in which power should be supplied to the determination result in the second EHC determination step, and the determination results in the dew condensation determination step, the first EHC determination step, and the second EHC determination step. A switching step of switching the power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit by operating the switch mechanism by the controller; If the determination result in step S3 is affirmative, the determination result in the third circuit is negative. If the determination result in step S1 is negative, and if the determination result in the first EHC determination step is positive, the determination of condensation is performed in the first circuit. The determination result in step is negative, and the determination result in the second EHC determination step is positive A circuit switching step for switching the power supply circuit to the second circuit, respectively,
including.
上記EHC制御方法に含まれる各々のステップの詳細については、本発明の第1態様に係るEHC制御方法が適用される排気ガス浄化システムが備える各々の構成要素に関する上述の説明において既に述べた通りである。尚、上記結露判定ステップ、第1EHC判定ステップ、及び第2EHC判定ステップの実行順序については、必ずしも上記に限定されるものではない。 The details of each step included in the EHC control method are as already described in the above description of each component included in the exhaust gas purification system to which the EHC control method according to the first aspect of the present invention is applied. is there. The order of execution of the dew condensation determination step, first EHC determination step, and second EHC determination step is not necessarily limited to the above.
また、上記回路切り替えステップにおいては、各EHCへの電力供給回路が、結露判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は第3回路に、結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は第1回路に、結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は第2回路に、それぞれ切り替えられる。この際、結露判定ステップにおける判定結果が否定である場合において、各EHCへの電力供給回路として、第1EHCに第1電圧にて電力を供給する第1回路及び第2EHCに第2電圧にて電力を供給する第2回路の両方が選択されることも排除されない。即ち、結露が発生し得ると判定されない状態においては、第1EHCには第1電圧で、第2EHCには第2電圧で、それぞれ電力を供給して、これらのEHCに同時に高電圧にて通電してもよく、あるいは第1EHC又は第2EHCの何れか一方にのみ高電圧にて通電してもよい。 In the circuit switching step, the power supply circuit to each EHC has a third circuit when the determination result in the dew condensation determination step is affirmative, and the determination result in the dew condensation determination step is negative and the first EHC determination When the determination result in the step is affirmative, the first circuit is switched to, and when the determination result in the dew condensation determination step is negative and the determination result in the second EHC determination step is affirmative, the circuit is switched to the second circuit. At this time, when the determination result in the dew condensation determination step is negative, the first circuit supplying power to the first EHC with the first voltage and the second EHC using the second voltage as the power supply circuit to each EHC. It is not excluded that both of the second circuits for supplying are selected. That is, in a state where it is not determined that condensation can occur, power is supplied to the first EHC at the first voltage and the second EHC at the second voltage, and these EHCs are simultaneously energized at a high voltage. Alternatively, only one of the first EHC and the second EHC may be energized with a high voltage.
以上のように、本発明の第1態様に係るEHC制御方法は、結露判定ステップ、第1EHC判定ステップ、第2EHC判定ステップ、及び回路切り替えステップを含む。これらの各ステップを実行する処理ルーチンもまた、ソフトウェア(例えば、プログラム等)として実装されていてもよく、ハードウェア(例えば、演算回路等)として実装されていてもよい。例えば、一般的には、当該処理ルーチンは、例えば、上記内燃機関に関する各種制御を行うためのECUが備えるROM又はRAM等の記憶装置にプログラムとして格納され、ECUが備えるCPUによって実行されるように実装される。更に、本発明の第1態様に係るEHC制御方法に含まれる各ステップを実行する処理ルーチンは、例えば、所定のクランク角毎の割り込み処理として、ECUに実行させることができる。 As described above, the EHC control method according to the first aspect of the present invention includes the condensation determination step, the first EHC determination step, the second EHC determination step, and the circuit switching step. The processing routine for executing these steps may also be implemented as software (for example, a program) or may be implemented as hardware (for example, an arithmetic circuit). For example, in general, the processing routine is stored as a program in a storage device such as a ROM or a RAM provided in an ECU for performing various controls related to the internal combustion engine, and is executed by a CPU provided in the ECU. Implemented. Furthermore, the processing routine for executing each step included in the EHC control method according to the first aspect of the present invention can be executed by the ECU as an interrupt process for each predetermined crank angle, for example.
以上、本発明の第1態様に係るEHC制御方法及び同方法が適用される排気ガス浄化システムの構成につき、詳しく説明してきた。上記のように、本発明の第1態様に係るEHC制御方法においては、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第3回路を介して、比較的低い第3電圧及び第4電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力が供給される。これにより、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、第1EHC又は第2EHCにおいて放電が抑制される。 As described above, the EHC control method according to the first aspect of the present invention and the configuration of the exhaust gas purification system to which the method is applied have been described in detail. As described above, in the EHC control method according to the first aspect of the present invention, when it is determined by the dew condensation determining means that the dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC, the switch mechanism is operated by the control device. Is operated, and electric power is supplied to each of the first EHC and the second EHC through the third circuit at a relatively low third voltage and fourth voltage. As a result, when it is determined that the first EHC or the second EHC is in a state where condensation can occur, the discharge is suppressed in the first EHC or the second EHC.
一方、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1EHC判定手段によって、第1EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第1回路を介して、比較的高い第1電圧にて第1EHCに電力が供給される。これにより、比較的高い電圧が供給される第1EHCによって、第1排気ガス浄化装置がより迅速に暖機される。 On the other hand, when it is determined by the dew condensation determination means that there is no dew condensation in the first EHC or the second EHC, and when it is determined by the first EHC determination means that power is to be supplied to the first EHC. The switch mechanism is actuated by the control device, and power is supplied to the first EHC at a relatively high first voltage via the first circuit. Accordingly, the first exhaust gas purification device is warmed up more quickly by the first EHC to which a relatively high voltage is supplied.
また、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第2EHC判定手段によって、第2EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第2回路を介して、比較的高い第2電圧にて第2EHCに電力が供給される。これにより、比較的高い電圧が供給される第2EHCによって、第2排気ガス浄化装置がより迅速に暖機される。 Also, when it is determined by the dew condensation determination means that there is no dew condensation in the first EHC or the second EHC, and when it is determined by the second EHC determination means that power is to be supplied to the second EHC The switch mechanism is actuated by the control device, and power is supplied to the second EHC through the second circuit at a relatively high second voltage. Accordingly, the second exhaust gas purification device is warmed up more quickly by the second EHC to which a relatively high voltage is supplied.
上記により、本発明の第1態様に係るEHC制御方法においては、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機するという、冒頭に述べた本発明の目的が達成される。 As described above, in the EHC control method according to the first aspect of the present invention, the discharge to EHC is avoided while avoiding the discharge in EHC in the situation where the condensed water caused by the water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated). The object of the present invention described at the beginning, which is to quickly warm up the exhaust gas purification device by increasing the supply power voltage, is achieved.
(2)第2態様
ところで、前述のように、本発明に係るEHC制御方法においては、結露判定手段により、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合には、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第3回路を介して、比較的低い第3電圧及び第4電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力が供給される。これにより、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、第1EHC又は第2EHCにおいて放電が抑制される。
(2) Second Aspect As described above, in the EHC control method according to the present invention, when it is determined by the condensation determination means that the first EHC or the second EHC is in a state where condensation can occur. The switch mechanism is operated by the control device, and power is supplied to each of the first EHC and the second EHC through the third circuit at a relatively low third voltage and fourth voltage. As a result, when it is determined that the first EHC or the second EHC is in a state where condensation can occur, the discharge is suppressed in the first EHC or the second EHC.
この場合、第3回路を介して比較的低い電圧である第3電圧及び第4電圧を第1EHC及び第2EHCのそれぞれに印加する具体的手段として、前述のように、例えば、直流・直流変換器(DC−DCコンバータ)等の電圧変換回路や、例えば、AC−DCコンバータ(交流入力直流出力電源)ヤインバータ(直流入力交流出力電源)等の電力変換回路等を第3回路に設けてもよい。しかしながら、かかる追加の回路を設けることは、本発明の第1態様に係るEHC制御方法が適用される排気ガス浄化システムの構成を複雑化・大型化させ、また同システムの製造コストを増大させることに繋がる。従って、上記のような追加の回路を設けること無く、第3回路を介して比較的低い電圧である第3電圧及び第4電圧を第1EHC及び第2EHCのそれぞれに印加することが望ましい。 In this case, as a specific means for applying the third voltage and the fourth voltage, which are relatively low voltages, to the first EHC and the second EHC through the third circuit, as described above, for example, a DC / DC converter, for example, A voltage conversion circuit such as a (DC-DC converter) or a power conversion circuit such as an AC-DC converter (AC input DC output power supply) or an inverter (DC input AC output power supply) may be provided in the third circuit. . However, providing such an additional circuit complicates and enlarges the configuration of the exhaust gas purification system to which the EHC control method according to the first aspect of the present invention is applied, and increases the manufacturing cost of the system. It leads to. Therefore, it is desirable to apply the third voltage and the fourth voltage, which are relatively low voltages, to the first EHC and the second EHC, respectively, through the third circuit without providing the additional circuit as described above.
即ち、本発明の第2態様は、
本発明の前記第1態様に係るEHC制御方法であって、前記第3回路において、前記第1EHCと前記第2EHCとが直列に接続されていることを特徴とする、EHC制御方法である。
That is, the second aspect of the present invention is
The EHC control method according to the first aspect of the present invention is the EHC control method according to the third circuit, wherein the first EHC and the second EHC are connected in series in the third circuit.
上記のように、本発明の第2態様においては、第3回路において、第1EHCと第2EHCとが直列に接続される。これにより、電源から印加される電圧が、第1EHC及び第2EHCのぞれぞれの抵抗値に応じて配分される。即ち、本発明の第2態様によれば、前述のような追加の回路を第3回路に設けること無く、第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに印加される電圧を低下させることができる。 As described above, in the second aspect of the present invention, in the third circuit, the first EHC and the second EHC are connected in series. As a result, the voltage applied from the power source is distributed according to the resistance value of each of the first EHC and the second EHC. That is, according to the second aspect of the present invention, the voltage applied to each of the first EHC and the second EHC can be reduced without providing the additional circuit as described above in the third circuit.
(3)第3態様
ところで、本発明に係るEHC制御方法が適用される内燃機関が搭載される設備としては、前述のように、例えば、車両や船舶等が挙げられる。当然のことながら、本発明に係るEHC制御方法の適用対象はこれらに限定されるものではなく、例えば、本発明に係るEHC制御方法を、例えば、発電機やコンプレッサ等、移動体以外の設備に搭載される内燃機関に適用してもよい。このように、本発明に係るEHC制御方法は、多種多様な設備に搭載される内燃機関に適用することができる。それらの中で、地球環境保護の観点から、排気ガス中に含まれる有害物質の削減が最も強く望まれているものの1つが車両である。
(3) Third aspect By the way, as described above, the equipment on which the internal combustion engine to which the EHC control method according to the present invention is applied includes, for example, a vehicle and a ship. As a matter of course, the application target of the EHC control method according to the present invention is not limited to these. For example, the EHC control method according to the present invention is applied to equipment other than a moving body such as a generator or a compressor. You may apply to the internal combustion engine mounted. Thus, the EHC control method according to the present invention can be applied to internal combustion engines mounted on a wide variety of facilities. Among them, from the viewpoint of protecting the global environment, one of the vehicles that are most strongly desired to reduce harmful substances contained in exhaust gas is a vehicle.
内燃機関を動力源とする車両に搭載される排気ガス浄化装置としては、例えば、エキゾーストマニホルドに直結して配設される所謂マニバータ(Manifold Converter)と、マニバータの下流に当たる、車両のアンダーフロア部(U/F部、床下部)を通る排気通路に配設されるアンダーフロア触媒(U/F触媒、床下触媒)とが挙げられる。一般的には、マニバータとしては、HC及びCOを低温域から酸化可能な酸化触媒が用いられ、アンダーフロア触媒としては、三元触媒、NOx吸蔵還元触媒等が用いられることが多い。 As an exhaust gas purifying device mounted on a vehicle using an internal combustion engine as a power source, for example, a so-called maniverter (manifold converter) disposed directly connected to an exhaust manifold, and an under-floor portion of the vehicle (downstream of the maniverter) ( And an underfloor catalyst (U / F catalyst, underfloor catalyst) disposed in an exhaust passage that passes through the U / F portion and the lower floor). In general, an oxidation catalyst that can oxidize HC and CO from a low temperature range is used as the manipulator, and a three-way catalyst, a NOx storage reduction catalyst, or the like is often used as the underfloor catalyst.
マニバータは、内燃機関本体に近いエキゾーストマニホルドに直結して配設されるため、内燃機関等が暖機されていれば、触媒活性化温度(例えば、約400℃以上)を容易に確保することができるというメリットを有する。その結果、内燃機関の始動時等の低温域では、マニバータが早期に活性化され、その反応による発熱によって排気ガスの温度が上昇する。これにより、アンダーフロア触媒も早期に活性化されるので、低温域におけるエミッションが向上するというメリットもある。 Since the maniverter is directly connected to the exhaust manifold close to the internal combustion engine body, the catalyst activation temperature (for example, about 400 ° C. or more) can be easily secured if the internal combustion engine or the like is warmed up. It has the merit of being able to. As a result, in a low temperature range such as when the internal combustion engine is started, the manipulator is activated early, and the temperature of the exhaust gas rises due to heat generated by the reaction. As a result, the underfloor catalyst is also activated at an early stage, so that there is a merit that emission in a low temperature region is improved.
とはいえ、前述のように、内燃機関の排気ガスに含まれる有害物質の削減に対する要求は益々強くなってきていることから、内燃機関の冷間始動時等、排気ガス浄化装置の温度が所定の温度に到達していない場合には、EHCに通電することにより、EHCの下流側に配設されている排気ガス浄化装置の暖機を従来にも増して促進し、本来の排気ガス浄化機能をより早期に発揮させたり、再生処理を迅速に行ったりする技術が求められている。 However, as described above, since the demand for reducing harmful substances contained in the exhaust gas of the internal combustion engine has become increasingly strong, the temperature of the exhaust gas purifying device has a predetermined temperature, such as during a cold start of the internal combustion engine. When the temperature of the exhaust gas has not been reached, energization of the EHC promotes the warm-up of the exhaust gas purification device disposed on the downstream side of the EHC more than before, and the original exhaust gas purification function There is a need for a technology that makes it possible to exhibit the image at an earlier stage and to perform the regeneration process quickly.
従って、本発明の第3態様は、
本発明の前記第1態様又は前記第2態様の何れかに係るEHC制御方法であって、前記第1触媒がマニバータであり、前記第2触媒がアンダーフロア触媒であることを特徴とする、EHC制御方法である。
Therefore, the third aspect of the present invention is
The EHC control method according to any one of the first aspect and the second aspect of the present invention, wherein the first catalyst is a manipulator and the second catalyst is an underfloor catalyst. It is a control method.
本発明の第3態様に係るEHC制御方法は、上記のような構成とすることにより、従来技術において既に認められている前述のメリットを享受しつつ、更に、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機するという、本発明によってもたらされる更なるメリットを享受することができる。 The EHC control method according to the third aspect of the present invention is due to the water vapor contained in the exhaust gas while enjoying the above-mentioned merits already recognized in the prior art by adopting the above configuration. A further advantage provided by the present invention is that the power supplied to the EHC is increased to quickly warm up the exhaust gas purification device while avoiding the discharge at the EHC in the situation where condensate is generated (can be generated). You can enjoy the benefits.
(4)第4態様
以上、本発明に係るEHC制御方法の幾つかの実施態様について詳しく説明してきたが、前述のように、本発明は、当該EHC制御方法を使用する内燃機関の排気ガス浄化システムにも関する。
(4) Fourth Embodiment Although several embodiments of the EHC control method according to the present invention have been described in detail above, as described above, the present invention purifies exhaust gas of an internal combustion engine that uses the EHC control method. Also related to the system.
即ち、本発明の第4態様は、
内燃機関の排気通路に配設された、第1EHCを備える第1排気ガス浄化装置及び第2EHCを備える第2排気ガス浄化装置、
前記第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに電力を供給するための電源、
前記電源から前記第1EHCのみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、前記電源から前記第2EHCのみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び前記電源から前記第1EHC及び第2EHCのそれぞれに前記第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にてそれぞれ電力を供給する第3回路を切り替えるスイッチ機構、
前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する結露判定手段、
前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定手段、
前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定手段、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定に基づき、前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える制御装置、
を備える排気ガス浄化システムであって、
前記結露判定手段が、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定すること、
前記第1EHC判定手段が、前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定すること、
前記第2EHC判定手段が、前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定すること、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定結果に基づき、前記制御装置により前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える際に、前記結露判定手段による判定結果が肯定である場合は前記第3回路に、前記結露判定手段による判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定手段による判定結果が肯定である場合は前記第1回路に、前記結露判定手段による判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定手段による判定結果が肯定である場合は前記第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替えること、
を特徴とする排気ガス浄化システムである。
That is, the fourth aspect of the present invention is
A first exhaust gas purification device including a first EHC and a second exhaust gas purification device including a second EHC, which are disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A power source for supplying power to each of the first EHC and the second EHC;
A first circuit that supplies power from the power source only to the first EHC at a first voltage, a second circuit that supplies power from the power source only to the second EHC at a second voltage, and a first circuit from the power source to the first EHC and A switch mechanism that switches a third circuit that supplies power to each of the second EHC at a third voltage and a fourth voltage lower than the first voltage and the second voltage, respectively.
Dew condensation determining means for determining whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
First EHC determination means for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC;
And a second EHC determination unit that determines whether or not power is to be supplied to the second EHC, and the switch mechanism is operated based on the determination by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit. A control device for switching a power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit;
An exhaust gas purification system comprising:
Determining whether the condensation determination means is in a state where condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
Determining whether the first EHC determination means is in a state of supplying power to the first EHC;
The second EHC determination means determines whether or not the second EHC should be supplied with power, and based on the determination results by the dew condensation determination means, the first EHC determination means, and the second EHC determination means, When the switch mechanism is operated by the control device to switch the power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit, the determination result by the dew condensation determination means is affirmative When the determination result by the dew condensation determination means is negative in the third circuit and the determination result by the first EHC determination means is affirmative, the determination result by the dew condensation determination means is negative in the first circuit. And when the determination result by the second EHC determination means is affirmative, the power supply circuit is switched to the second circuit, respectively.
It is an exhaust gas purification system characterized by this.
以上のように、本発明の第4態様に係る排気ガス浄化システムは、第1EHCを備える第1排気ガス浄化装置、第2EHCを備える第2排気ガス浄化装置、電源、スイッチ機構、結露判定手段、第1EHC判定手段、第2EHC判定手段、及び制御装置を備える。これらの個々の構成要素の構成及び動作については、本発明の第1態様に係るEHC制御方法に関する説明において詳細に述べたので、ここでの説明は割愛する。 As described above, the exhaust gas purification system according to the fourth aspect of the present invention includes the first exhaust gas purification device including the first EHC, the second exhaust gas purification device including the second EHC, the power supply, the switch mechanism, the dew condensation determination unit, 1st EHC determination means, 2nd EHC determination means, and a control apparatus are provided. Since the configuration and operation of these individual components have been described in detail in the description of the EHC control method according to the first aspect of the present invention, description thereof is omitted here.
本発明の第4態様に係る排気ガス浄化システムにおいては、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第3回路を介して、比較的低い第3電圧及び第4電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力が供給される。これにより、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、第1EHC又は第2EHCにおいて放電が抑制される。 In the exhaust gas purification system according to the fourth aspect of the present invention, when it is determined by the dew condensation determination means that dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC, the switch mechanism is operated by the control device, Electric power is supplied to each of the first EHC and the second EHC through the third circuit at a relatively low third voltage and fourth voltage. As a result, when it is determined that the first EHC or the second EHC is in a state where condensation can occur, the discharge is suppressed in the first EHC or the second EHC.
一方、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1EHC判定手段によって、第1EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第1回路を介して、比較的高い第1電圧にて第1EHCに電力が供給される。これにより、比較的高い電圧が供給される第1EHCによって、第1排気ガス浄化装置がより迅速に暖機される。 On the other hand, when it is determined by the dew condensation determination means that there is no dew condensation in the first EHC or the second EHC, and when it is determined by the first EHC determination means that power is to be supplied to the first EHC. The switch mechanism is actuated by the control device, and power is supplied to the first EHC at a relatively high first voltage via the first circuit. Accordingly, the first exhaust gas purification device is warmed up more quickly by the first EHC to which a relatively high voltage is supplied.
また、結露判定手段によって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第2EHC判定手段によって、第2EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第2回路を介して、比較的高い第2電圧にて第2EHCに電力が供給される。これにより、比較的高い電圧が供給される第2EHCによって、第2排気ガス浄化装置がより迅速に暖機される。 Also, when it is determined by the dew condensation determination means that there is no dew condensation in the first EHC or the second EHC, and when it is determined by the second EHC determination means that power is to be supplied to the second EHC The switch mechanism is actuated by the control device, and power is supplied to the second EHC through the second circuit at a relatively high second voltage. Accordingly, the second exhaust gas purification device is warmed up more quickly by the second EHC to which a relatively high voltage is supplied.
上記により、本発明の第4態様に係る排気ガス浄化システムにおいては、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機するという、冒頭に述べた本発明の目的が達成される。 As described above, in the exhaust gas purification system according to the fourth aspect of the present invention, to the EHC while avoiding the discharge in the EHC in a situation where condensed water due to water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated). The object of the present invention described at the beginning is achieved, in which the supply power is increased to quickly warm up the exhaust gas purification device.
(5)第5態様
ところで、前述のように、本発明に係るEHC制御方法が適用される排気ガス浄化システムにおいては、結露判定手段により、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合には、制御装置によってスイッチ機構が作動され、第3回路を介して、比較的低い第3電圧及び第4電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力が供給される。これにより、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、第1EHC又は第2EHCにおいて放電が抑制される。
(5) Fifth aspect As described above, in the exhaust gas purification system to which the EHC control method according to the present invention is applied, the dew condensation determination means causes the dew condensation to occur in the first EHC or the second EHC. If it is determined that there is, the control mechanism activates the switch mechanism, and power is supplied to each of the first EHC and the second EHC at a relatively low third voltage and fourth voltage via the third circuit. . As a result, when it is determined that the first EHC or the second EHC is in a state where condensation can occur, the discharge is suppressed in the first EHC or the second EHC.
この場合、第3回路を介して比較的低い電圧である第3電圧及び第4電圧を第1EHC及び第2EHCのそれぞれに印加する具体的手段として、前述のように、例えば、直流・直流変換器等の電圧変換回路や、例えば、AC−DCコンバータヤインバータ等の電力変換回路等を第3回路に設けてもよい。しかしながら、かかる追加の回路を設けることは、本発明の第4態様に係る排気ガス浄化システムの構成を複雑化・大型化させ、また同システムの製造コストを増大させることに繋がる。従って、上記のような追加の回路を設けること無く、第3回路を介して比較的低い電圧である第3電圧及び第4電圧を第1EHC及び第2EHCのそれぞれに印加することが望ましい。 In this case, as a specific means for applying the third voltage and the fourth voltage, which are relatively low voltages, to the first EHC and the second EHC through the third circuit, as described above, for example, a DC / DC converter, for example, A voltage conversion circuit such as a power conversion circuit such as an AC-DC converter inverter may be provided in the third circuit. However, providing such an additional circuit complicates and enlarges the configuration of the exhaust gas purification system according to the fourth aspect of the present invention, and increases the manufacturing cost of the system. Therefore, it is desirable to apply the third voltage and the fourth voltage, which are relatively low voltages, to the first EHC and the second EHC, respectively, through the third circuit without providing the additional circuit as described above.
即ち、本発明の第5態様は、
本発明の前記第4態様に係る排気ガス浄化システムであって、前記第3回路において、前記第1EHCと前記第2EHCとが直列に接続されていることを特徴とする、排気ガス浄化システムである。
That is, the fifth aspect of the present invention is
An exhaust gas purification system according to the fourth aspect of the present invention, wherein the first EHC and the second EHC are connected in series in the third circuit. .
上記のように、本発明の第5態様においては、第3回路において、第1EHCと第2EHCとが直列に接続される。これにより、電源から印加される電圧が、第1EHC及び第2EHCのぞれぞれの抵抗値に応じて配分される。即ち、本発明の第2態様によれば、前述のような追加の回路を第3回路に設けること無く、第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに印加される電圧を低下させることができる。 As described above, in the fifth aspect of the present invention, in the third circuit, the first EHC and the second EHC are connected in series. As a result, the voltage applied from the power source is distributed according to the resistance value of each of the first EHC and the second EHC. That is, according to the second aspect of the present invention, the voltage applied to each of the first EHC and the second EHC can be reduced without providing the additional circuit as described above in the third circuit.
(6)第6態様
ところで、本発明に係る排気ガス浄化システムが適用される内燃機関が搭載される設備としては、前述のように、例えば、車両や船舶等が挙げられる。当然のことながら、本発明に係るEHC制御方法の適用対象はこれらに限定されるものではなく、例えば、本発明に係る排気ガス浄化システムを、例えば、発電機やコンプレッサ等、移動体以外の設備に搭載される内燃機関に適用してもよい。このように、本発明に係る排気ガス浄化システムは、多種多様な設備に搭載される内燃機関に適用することができる。それらの中で、地球環境保護の観点から、排気ガス中に含まれる有害物質の削減が最も強く望まれているものの1つが車両である。
(6) Sixth aspect By the way, as described above, examples of the equipment on which the internal combustion engine to which the exhaust gas purification system according to the present invention is applied include vehicles and ships. As a matter of course, the application target of the EHC control method according to the present invention is not limited to these. For example, the exhaust gas purification system according to the present invention is installed in a facility other than a moving body such as a generator or a compressor. You may apply to the internal combustion engine mounted in. Thus, the exhaust gas purification system according to the present invention can be applied to internal combustion engines mounted on a wide variety of facilities. Among them, from the viewpoint of protecting the global environment, one of the vehicles that are most strongly desired to reduce harmful substances contained in exhaust gas is a vehicle.
前述のように、内燃機関を動力源とする車両に搭載される排気ガス浄化装置としては、例えば、エキゾーストマニホルドに直結して配設される所謂マニバータと、マニバータの下流に当たる、車両のアンダーフロア部を通る排気通路に配設されるアンダーフロア触媒とが挙げられる。一般的には、マニバータとしては、HC及びCOを低温域から酸化可能な酸化触媒が用いられ、アンダーフロア触媒としては、三元触媒、NOx吸蔵還元触媒等が用いられることが多い。 As described above, as an exhaust gas purifying device mounted on a vehicle using an internal combustion engine as a power source, for example, a so-called maniverter disposed directly connected to an exhaust manifold, and an under floor portion of the vehicle hitting the downstream of the maniverter And an underfloor catalyst disposed in an exhaust passage that passes through. In general, an oxidation catalyst that can oxidize HC and CO from a low temperature range is used as the manipulator, and a three-way catalyst, a NOx storage reduction catalyst, or the like is often used as the underfloor catalyst.
マニバータは、内燃機関本体に近いエキゾーストマニホルドに直結して配設されるため、内燃機関等が暖機されていれば、触媒活性化温度(例えば、約400℃以上)を容易に確保することができるというメリットを有する。その結果、内燃機関の始動時等の低温域では、マニバータが早期に活性化され、その反応による発熱によって排気ガスの温度が上昇する。これにより、アンダーフロア触媒も早期に活性化されるので、低温域におけるエミッションが向上するというメリットもある。 Since the maniverter is directly connected to the exhaust manifold close to the internal combustion engine body, the catalyst activation temperature (for example, about 400 ° C. or more) can be easily secured if the internal combustion engine or the like is warmed up. It has the merit of being able to. As a result, in a low temperature range such as when the internal combustion engine is started, the manipulator is activated early, and the temperature of the exhaust gas rises due to heat generated by the reaction. As a result, the underfloor catalyst is also activated at an early stage, so that there is a merit that emission in a low temperature region is improved.
とはいえ、前述のように、内燃機関の排気ガスに含まれる有害物質の削減に対する要求は益々強くなってきていることから、内燃機関の冷間始動時等、排気ガス浄化装置の温度が所定の温度に到達していない場合には、EHCに通電することにより、EHCの下流側に配設されている排気ガス浄化装置の暖機を従来にも増して促進し、本来の排気ガス浄化機能をより早期に発揮させたり、再生処理を迅速に行ったりする技術が求められている。 However, as described above, since the demand for reducing harmful substances contained in the exhaust gas of the internal combustion engine has become increasingly strong, the temperature of the exhaust gas purifying device has a predetermined temperature, such as during a cold start of the internal combustion engine. When the temperature of the exhaust gas has not been reached, energization of the EHC promotes the warm-up of the exhaust gas purification device disposed on the downstream side of the EHC more than before, and the original exhaust gas purification function There is a need for a technology that makes it possible to exhibit the image at an earlier stage and to perform the regeneration process quickly.
従って、本発明の第6態様は、
本発明の前記第4態様又は前記第5態様の何れかに係る排気ガス浄化システムであって、前記第1触媒がマニバータであり、前記第2触媒が床下触媒であることを特徴とする、排気ガス浄化システムである。
Accordingly, the sixth aspect of the present invention provides
The exhaust gas purification system according to any one of the fourth aspect and the fifth aspect of the present invention, wherein the first catalyst is a manipulator and the second catalyst is an underfloor catalyst. It is a gas purification system.
本発明の第6態様に係る排気ガス浄化システムは、上記のような構成とすることにより、従来技術において既に認められている前述のメリットを享受しつつ、更に、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつ、EHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機するという、本発明によってもたらされる更なるメリットを享受することができる。 The exhaust gas purification system according to the sixth aspect of the present invention is configured as described above, and further enjoys the above-mentioned merit already recognized in the prior art, and is further attributed to water vapor contained in the exhaust gas. It is provided by the present invention that the electric power supplied to the EHC is increased and the exhaust gas purification device is quickly warmed up while avoiding the discharge in the EHC in the situation where the condensed water is generated (can be generated) You can enjoy further benefits.
以上のように、本発明に係るEHC制御方法及び同方法を使用する排気ガス浄化システムによれば、第1又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、比較的低い電圧にて第1EHC及び第2EHCのそれぞれに電力が供給される。一方、第1又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1及び/又は第2EHCに電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、比較的高い電圧にて第1及び/又は第2EHCに電力が供給される。これにより、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつEHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機することができる。 As described above, according to the EHC control method and the exhaust gas purification system using the method according to the present invention, when it is determined that dew condensation can occur in the first or second EHC, it is relatively low. Electric power is supplied to each of the first EHC and the second EHC by voltage. On the other hand, if it is determined that the first or second EHC is not in a state where condensation can occur, and if it is determined that power should be supplied to the first and / or second EHC, the voltage is set to a relatively high voltage. Thus, electric power is supplied to the first and / or second EHC. As a result, the electric power supplied to the EHC is increased while avoiding the discharge in the EHC in a situation where the condensate caused by the water vapor contained in the exhaust gas is generated (can be generated), and the exhaust gas purification device can be quickly operated. Can warm up.
以下、本発明の幾つかの実施態様に係るEHC制御方法及び同方法を使用する排気ガス浄化システムにつき、添付図面等を参照しつつ説明する。但し、以下に述べる説明はあくまで例示を目的とするものであり、本発明の範囲が以下の説明に限定されるものと解釈されるべきではない。 Hereinafter, an EHC control method according to some embodiments of the present invention and an exhaust gas purification system using the method will be described with reference to the accompanying drawings. However, the following description is for illustrative purposes only, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the following description.
(1)排気ガス浄化システムの概略構成
前述のように、図1は、本発明の1つの実施態様に係る排気ガス浄化システムの概略構成を示す模式図である。図1に示すように、本実施例に係る排気ガス浄化システムは、内燃機関30の排気通路を構成するエキゾーストマニホルド33の直下に配設され、第1EHC11、排気ガス浄化素子12、及び排気ガス浄化素子13を含む第1排気ガス浄化装置10、並びに第2EHC21及び排気ガス浄化素子22を含む第2排気浄化装置20、第1EHC11及び第2EHC21のぞれぞれに電力を供給するための電源(図示せず)、当該電源から、第1EHC11のみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、第2EHC21のみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び第1EHC11及び第2EHC21のそれぞれに第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にてそれぞれ電力を供給する第3回路を切り替えるスイッチ機構(何れも図示せず)、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する結露判定手段(図示せず)、第1EHC11に電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定手段(図示せず)、第2EHC21に電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定手段(図示せず)、これらの判定手段による判定に基づき、スイッチ機構を作動させて、電力供給回路を切り替える制御装置(図示せず)を備える。また、図1において、向かって左側の矢印(41)は吸気の流れを、向かって右側の矢印(42)は排気の流れを、それぞれ表す。
(1) Schematic Configuration of Exhaust Gas Purification System As described above, FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas purification system according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification system according to the present embodiment is disposed immediately below an
尚、本実施例においては、上記排気ガス浄化素子12としてDOC、上記排気ガス浄化素子13としてDPF、及び排気ガス浄化素子22としてSCRを想定しており、排気ガス浄化素子22としてのSCRのための還元剤(例えば、尿素)を供給するために、還元剤添加弁23が第2排気浄化装置20の上流の排気通路34に配設されている。本実施例における排気ガス浄化システムは、かかる構成により、排気ガス中に含まれる各種有害物質(例えば、CO、HC、及びNO等)を酸化し、PM(粒状物質)を捕集し、NOx(窒素酸化物)を還元することにより、排気ガスを浄化する。
In the present embodiment, DOC is assumed as the exhaust
ここで、各種有害物質の酸化やNOxの還元を行うためには、前述のように、それぞれの排気ガス浄化素子(本実施例においては、排気ガス浄化素子12及び排気ガス浄化素子22を構成するDOC及びSCR)が所定の温度(触媒活性化温度)に到達している必要がある。また、前述のように、PM捕集フィルタ(本実施例においては、排気ガス浄化素子13を構成するDPF)の前後差圧が規定値を超えた際には、PM捕集フィルタに捕集されているPMを燃焼させて除去するPM再生処理が行われるが、このPM再生処理を行うためにも、PM捕集フィルタが所定の温度に達している必要がある。
Here, in order to oxidize various harmful substances and reduce NOx, as described above, each exhaust gas purification element (in this embodiment, the exhaust
従って、例えば、内燃機関30の冷間始動時等、排気ガス浄化装置10又は排気ガス浄化装置20の温度が所定の温度に到達していない場合、そのままの状態では、排気ガスが十分に浄化されず、有害物質が大気中に放出されてしまう。そこで、第1EHC11又は第2EHC21に電力が供給され、排気ガス浄化装置10又は排気ガス浄化装置20が迅速に昇温される。これにより、例えば、内燃機関30の冷間始動時等、排気ガス浄化装置10又は排気ガス浄化装置20の温度が所定の温度に到達していない場合であっても、第1EHC11又は第2EHC21によって排気ガス浄化装置10又は排気ガス浄化装置20が迅速に昇温され、本来の排気ガス浄化機能を発揮することができる状態が迅速に達成される。
Therefore, for example, when the temperature of the exhaust
尚、図1に示すように、内燃機関30は、インタークーラー付きターボ式過給器を装備する直列4気筒エンジン31から構成されているが、前述のように、本発明が適用される内燃機関は特定のタイプのものに限定されるものではなく、本発明は、内燃機関として使用されている種々のタイプの内燃機関に適用することができる。
As shown in FIG. 1, the
(2)EHCの概略
前述のように、図2は、電気ヒータ付き触媒(EHC)の断面の概略構成を示す模式図である。図2に示すように、本実施例における第1EHC11及び第2EHC21は、通電によって発熱する電熱ヒータ(電熱線)が設けられた酸化触媒とした。また、第1EHC11及び第2EHC21の基材は、第1排気ガス浄化装置10及び第2排気ガス浄化装置20を迅速に暖機させるという第1EHC11及び第2EHC21の設置目的を鑑み、小さな比熱を有する材質である金属とした。これにより、第1EHC11及び第2EHC21に設けられた電熱線に電力が供給されると、第1EHC11及び第2EHC21が迅速に昇温され、結果的に第1排気ガス浄化装置10及び第2排気ガス浄化装置20が迅速に昇温される。
(2) Outline of EHC As described above, FIG. 2 is a schematic diagram showing a schematic configuration of a cross section of a catalyst with an electric heater (EHC). As shown in FIG. 2, the
一方、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態においては、第1EHC11又は第2EHC21に高電圧を印加して、より迅速に昇温させようとすると、第1EHC11又は第2EHC21の基材が金属である場合は特に、結露が発生した領域において放電が起こり易く、第1EHC11又は第2EHC21の信頼性が低下することに繋がる虞がある。本明細書において述べてきたように、本発明は、かかる場合における放電の発生を抑制しつつ、第1EHC11又は第2EHC21への供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置をより迅速に暖機しようとするものである。
On the other hand, in a state where condensation can occur in the
(3)スイッチ機構の構成及び作動
前述のように、図3は、本発明の1つの実施態様に係る排気ガス浄化システムにおけるスイッチ機構の構成及び作動を説明する模式図である。図3に示すように、第1排気ガス浄化装置10は第1EHC11を備え、第1EHC11に隣接して排気ガス浄化素子12を更に備えている。同様に、第2排気ガス浄化装置20は第2EHC21を備え、第2EHC21に隣接して排気ガス浄化素子22を更に備えている。尚、図3においては、図面を簡潔なものとすることを目的として、第1排気ガス浄化装置10が備える排気ガス浄化素子13は図示されていないが、この例示は、第1排気ガス浄化装置10が複数の排気ガス浄化素子を備えることを排除するものではない。また、第1排気ガス浄化装置10が備える第1EHC11及び第2排気ガス浄化装置20が備える第2EHC21は、端子Aから端子Cに至る導線上に直列に接続されており、第1EHC11と第2EHC21とを接続する導線から端子Bに至る配線が別途設けられている。
(3) Configuration and Operation of Switch Mechanism As described above, FIG. 3 is a schematic diagram illustrating the configuration and operation of the switch mechanism in the exhaust gas purification system according to one embodiment of the present invention. As shown in FIG. 3, the first exhaust
一方、図3の上部には、電源(バッテリ)50が配置されており、プラス(+)端子及びマイナス(−)端子のそれぞれから、黒い丸印によって表される2つの端子の各々に至る配線が設けられている。これらのプラス(+)端子及びマイナス(−)端子と、上述のA端子乃至C端子は、切り替え可能なスイッチによって、接続状態と遮断状態とを切り替えられるように構成されている。具体的には、本実施例においては、プラス(+)端子はA端子又はB端子の何れか一方に接続され、マイナス(−)端子はB端子又はC端子の何れか一方に接続されるように構成されている。当然のことながら、プラス(+)端子及びマイナス(−)端子の両方を同時にB端子に接続すると、ショート(短絡)が発生するので、これらの端子を同時にB端子に接続してはならない。 On the other hand, a power source (battery) 50 is disposed in the upper part of FIG. 3 and wirings extending from each of the plus (+) terminal and the minus (−) terminal to each of two terminals represented by black circles. Is provided. These plus (+) and minus (−) terminals and the above-described A terminal to C terminal are configured to be switched between a connection state and a cutoff state by a switch that can be switched. Specifically, in this embodiment, the plus (+) terminal is connected to either the A terminal or the B terminal, and the minus (−) terminal is connected to either the B terminal or the C terminal. It is configured. Of course, if both the plus (+) terminal and the minus (-) terminal are connected to the B terminal at the same time, a short circuit will occur, so these terminals must not be connected to the B terminal at the same time.
プラス(+)端子及びマイナス(−)端子とA端子乃至C端子との接続状態の切り替えにつき、以下により詳細に説明する。先ず、図3に示すように、プラス(+)端子とA端子とを接続状態とし、マイナス(−)端子とB端子とを接続状態とした場合、電源50から供給される電力は第1EHC11のみに供給される。即ち、かかる状態における電力供給回路(つまり、端子Aから端子Bに至る回路)は、本発明で言うところの「第1回路」に相当する。次に、プラス(+)端子とB端子とを接続状態とし、マイナス(−)端子とC端子とを接続状態とした場合、電源50から供給される電力は第2EHC21のみに供給される。即ち、かかる状態における電力供給回路(つまり、端子Bから端子Cに至る回路)は、本発明で言うところの「第2回路」に相当する。
The switching of the connection state between the plus (+) terminal and the minus (−) terminal and the A terminal to the C terminal will be described in detail below. First, as shown in FIG. 3, when the plus (+) terminal and the A terminal are connected and the minus (−) terminal and the B terminal are connected, the power supplied from the
更に、プラス(+)端子とA端子とを接続状態とし、マイナス(−)端子とC端子とを接続状態とした場合、電源50から供給される電力は、端子Aから端子Cに至る回路を介して、第1EHC11及び第2EHC21の両方に供給される。この場合、前述のように、第1EHC11及び第2EHC21は、端子Aから端子Cに至る導線上に直列に接続されている。これにより、電源50から印加される電圧は、第1EHC11及び第2EHC21のぞれぞれの抵抗値に応じて配分されるので、前述の「第1回路」(回路A−B:端子Aから端子Bに至る回路)又は「第2回路」(回路B−C:端子Bから端子Cに至る回路)を介して、第1EHC11又は第2EHC21に電圧が印加される場合と比較して、第1EHC11及び第2EHC21のぞれぞれに印加される電圧を低下させることができる。即ち、かかる状態における電力供給回路(回路A−C:端子Aから端子Cに至る回路)は、本発明で言うところの「第3回路」に相当する。
Further, when the plus (+) terminal and the A terminal are connected and the minus (−) terminal and the C terminal are connected, the power supplied from the
上記のように、本実施例においては、プラス(+)端子及びマイナス(−)端子とA端子乃至C端子との間での接続状態と遮断状態とをスイッチによって切り替えることによって、電源50から第1EHC11及び/又は第2EHC21への電源供給回路を、「第1回路」、「第2回路」、及び「第3回路」の何れかに切り替えることができる。即ち、図3において点線によって囲まれているスイッチ60は、本発明で言うところの「スイッチ機構」に相当する(従って、以降、「スイッチ機構60」とも称する)。
As described above, in this embodiment, the
(4)スイッチ機構の構成及び作動
本実施例に係るEHC制御方法においては、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、EHCへの電力供給回路を第3回路(回路A−C)に切り替えて、比較的低い電圧(第3電圧及び第4電圧)にて第1EHC11及び第2EHC21のそれぞれに電力を供給する。一方、第1EHC11及び第2EHC21において結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1EHC11又は第2EHC21に電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、EHCへの電力供給回路を第1回路(回路A−B)又は第2回路(回路B−C)に切り替えて、比較的高い電圧(第1電圧又は第2電圧)にて第1EHC11又は第2EHC21に電力を供給する。
(4) Configuration and operation of the switch mechanism In the EHC control method according to the present embodiment, when it is determined that the
かかる一連の処理につき、ここで、図4を参照しながら説明する。前述のように、図4は、本発明の1つの実施態様に係るEHC制御方法において実行される一連の処理の流れを示すフローチャートである。同フローチャートに示される一連の処理は、例えば、電子制御装置(ECU)(図示せず)が内蔵するクロックを利用する等して、十分に速い周期で繰り返し実行させることができる。 Such a series of processes will now be described with reference to FIG. As described above, FIG. 4 is a flowchart showing a flow of a series of processes executed in the EHC control method according to one embodiment of the present invention. The series of processes shown in the flowchart can be repeatedly executed at a sufficiently fast cycle, for example, using a clock built in an electronic control unit (ECU) (not shown).
図4に示すように、本実施態様においては、先ずステップS1において、結露判定手段(図示せず)により、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にあるか否かが判定される。当該判定は、例えば、各種物理量等(外気温、湿度、及び大気圧、並びに第1EHC11及び第2EHC21の温度等)を検知するセンサ等から得られる検出信号等に基づき、(実験等によって)予め求められた、かかる物理量と結露の発生の有無とを関連付けるデータマップを参照するように構成されたプログラムによって行うことができる。尚、係るデータマップやプログラムは、例えば、ECUが備えるROM等に格納することができる。あるいは、極めて単純な判定条件の例としては、例えば、第1EHC11又は第2EHC21の温度が水の沸点(1気圧において100℃)未満であるか否かによって、第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定してもよい。
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, first, in step S <b> 1, it is determined whether or not dew condensation can occur in the
ステップS1において、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にあると判定される場合は(ステップS1:Yes)、ステップS2において、制御機構(図示せず)がスイッチ機構60を作動させて、電源50からの電力供給回路を第3回路(即ち、回路A−C)に切り替え、第1EHC11及び第2EHC21の両方に、それぞれの抵抗値に応じた電圧が印加される。
If it is determined in step S1 that the
一方、ステップS1において、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にないと判定される場合は(ステップS1:No)、ステップS3において、第1EHC判定手段(図示せず)により、第1EHC11に電力を供給すべき状態にあるか否かが判定される。ここで、第1EHC11に電力を供給すべき状態としては、本実施例においては、例えば、第1EHC11を備える第1排気ガス浄化装置10に含まれる排気ガス浄化素子12を構成するDOCが所定の温度(触媒活性化温度)に到達しておらず、迅速に昇温する必要がある場合、又は第1EHC11を備える第1排気ガス浄化装置10に含まれる排気ガス浄化素子13を構成するDPFの前後差圧が規定値を超えており、PM捕集フィルタが所定の温度に昇温して、PM再生処理を実施する必要がある場合が挙げられる。
On the other hand, when it is determined in step S1 that the
従って、例えば、温度センサ等によって検出される排気ガス浄化素子12(DOC)の温度が所定の温度に到達していない場合、又は圧力センサ等によって検出される排気ガス浄化素子13(DPF)の前後差圧が規定値を超えていてPM再生処理を実施する必要がある場合は、第1EHC11に電力を供給すべき状態であると判定される(ステップS3:Yes)。この場合、ステップS4において、制御機構(図示せず)がスイッチ機構60を作動させて、電源50からの電力供給回路を第1回路(即ち、回路A−B)に切り替え、第1EHC11に十分に高い電圧が印加される。
Therefore, for example, when the temperature of the exhaust gas purification element 12 (DOC) detected by the temperature sensor or the like does not reach a predetermined temperature, or before and after the exhaust gas purification element 13 (DPF) detected by the pressure sensor or the like When the differential pressure exceeds the specified value and it is necessary to perform the PM regeneration process, it is determined that the
逆に、例えば、温度センサ等によって検出される排気ガス浄化素子12(DOC)の温度が所定の温度に到達しており、且つ圧力センサ等によって検出される排気ガス浄化素子13(DPF)の前後差圧が規定値以下に留まっている場合は、第1EHC11に電力を供給すべき状態ではないと判定される(ステップS3:No)。この場合、ステップS5において、第2EHC判定手段(図示せず)により、第2EHC21に電力を供給すべき状態にあるか否かが判定される。ここで、第2EHC21に電力を供給すべき状態としては、本実施例においては、例えば、第2EHC21を備える第2排気ガス浄化装置20に含まれる排気ガス浄化素子22を構成するSCRが所定の温度(触媒活性化温度)に到達しておらず、迅速に昇温する必要がある場合が挙げられる。
Conversely, for example, the temperature of the exhaust gas purification element 12 (DOC) detected by a temperature sensor or the like has reached a predetermined temperature, and before and after the exhaust gas purification element 13 (DPF) detected by a pressure sensor or the like. When the differential pressure remains below the specified value, it is determined that power is not to be supplied to the first EHC 11 (step S3: No). In this case, in step S5, it is determined by a second EHC determination means (not shown) whether or not power is to be supplied to the
従って、例えば、温度センサ等によって検出される排気ガス浄化素子22(SCR)の温度が所定の温度に到達していない場合は、第2EHC21に電力を供給すべき状態であると判定される(ステップS5:Yes)。この場合、ステップS6において、制御機構(図示せず)がスイッチ機構60を作動させて、電源50からの電力供給回路を第2回路(即ち、回路B−C)に切り替え、第2EHC21に十分に高い電圧が印加される。
Therefore, for example, when the temperature of the exhaust gas purification element 22 (SCR) detected by the temperature sensor or the like does not reach a predetermined temperature, it is determined that the power is to be supplied to the second EHC 21 (step). S5: Yes). In this case, in step S6, a control mechanism (not shown) activates the
逆に、例えば、温度センサ等によって検出される排気ガス浄化素子22(SCR)の温度が所定の温度に到達している場合は、第2EHC21に電力を供給すべき状態ではないと判定される(ステップS5:No)。この場合は、第1EHC11及び第2EHC21の何れにも電力を供給する必要が無い状態にあると判定されるので、第1回路乃至第3回路の何れによっても電力は供給されず、図4に示すフローチャートに従って実行される一連の処理が終了される。
Conversely, for example, when the temperature of the exhaust gas purification element 22 (SCR) detected by a temperature sensor or the like has reached a predetermined temperature, it is determined that power is not to be supplied to the second EHC 21 ( Step S5: No). In this case, since it is determined that it is not necessary to supply power to either the
以上のように、図4に示すフローチャートに従って実行される一連の処理は、本発明の1つの実施態様に係るEHC制御方法を表している。即ち、図4に示すフローチャートによって表される、本発明の1つの実施態様に係るEHC制御方法によれば、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にあると判定される場合は、第3回路(回路A−C)により比較的低い電圧にて第1EHC11及び第2EHC21のそれぞれに電力が供給される。一方、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にはないと判定され、且つ第1EHC11又は第2EHC21に電力を供給すべき状態にあると判定される場合は、第1回路(回路A−B)又は第2回路(回路B−C)により比較的高い電圧にて第1EHC11又は第2EHC21に電力が供給される。これにより、排気ガスに含まれる水蒸気に起因する凝縮水が発生する(発生し得る)状況におけるEHCでの放電を回避しつつEHCへの供給電力を高電圧化して、排気ガス浄化装置を迅速に暖機するという本発明の目的を達成することができる。
As described above, the series of processes executed according to the flowchart shown in FIG. 4 represents the EHC control method according to one embodiment of the present invention. That is, according to the EHC control method according to one embodiment of the present invention represented by the flowchart shown in FIG. 4, when it is determined that the
尚、図4を参照しながら説明してきた上記実施態様に係るEHC制御方法においては、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にはないと判定された場合には、第1EHC11又は第2EHC21の何れか一方にのみ電力が供給される。しかしながら、上記実施態様は単なる例示に過ぎず、本発明は、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にはないと判定された場合に、第1EHC11及び第2EHC21の両方に対して比較的高い電圧にて電力を供給することを排除するものではない。即ち、第1EHC11又は第2EHC21において結露が発生し得る状態にはないと判定された場合における第1EHC11及び第2EHC21への電力供給モードとして、第1EHC11及び第2EHC21の両方に対して比較的高い電圧にて電力を供給するモードを含む実施態様もまた、本発明の種々の実施態様に含まれる。
In the EHC control method according to the embodiment described above with reference to FIG. 4, when it is determined that the
以上、本発明を説明することを目的として、特定の構成及び特定の手順を有する幾つかの実施態様について説明してきたが、本発明の範囲は、これらの例示的な実施態様に限定されるものではなく、特許請求の範囲及び明細書に記載された事項の範囲内で、適宜修正を加えることができることは言うまでもない。 While several embodiments having specific configurations and specific procedures have been described for purposes of describing the present invention, the scope of the present invention is limited to these exemplary embodiments. However, it goes without saying that appropriate modifications can be made within the scope of the matters described in the claims and the specification.
10…第1排気ガス浄化装置、11…第1EHC、12…排気ガス浄化素子(DOC)、13…排気ガス浄化素子(DPF)、20…第2排気ガス浄化装置、21…第2EHC、22…排気ガス浄化素子(SCR)、23…還元剤添加弁、30…内燃機関、31…エンジン本体、32…インテークマニホルド、33…エキゾーストマニホルド、34…排気通路、41…吸気の流れ、42…排気の流れ、50…電源、及び60…スイッチ機構。
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに電力を供給するための電源、
前記電源から前記第1EHCのみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、前記電源から前記第2EHCのみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び前記電源から前記第1EHC及び第2EHCに、前記第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にて、それぞれ電力を供給する第3回路を切り替えるスイッチ機構、
前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する結露判定手段、
前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定手段、
前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定手段、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定に基づき、前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える制御装置、
を備える排気ガス浄化システムにおいて、
前記結露判定手段により、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する、結露判定ステップ、
前記第1EHC判定手段により、前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定ステップ、
前記第2EHC判定手段により、前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定ステップ、並びに
前記結露判定ステップ、第1EHC判定ステップ、及び第2EHC判定ステップにおける判定結果に基づき、前記制御装置により前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップであって、前記結露判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第3回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第1回路に、前記結露判定ステップにおける判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定ステップにおける判定結果が肯定である場合は前記第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替える、回路切り替えステップ、
を含むEHC制御方法。 A first exhaust gas purification device including a first EHC and a second exhaust gas purification device including a second EHC, which are disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A power source for supplying power to each of the first EHC and the second EHC;
A first circuit that supplies power from the power source only to the first EHC at a first voltage, a second circuit that supplies power from the power source only to the second EHC at a second voltage, and a first circuit from the power source to the first EHC and A switch mechanism that switches a second circuit that supplies power to the second EHC at a third voltage and a fourth voltage lower than the first voltage and the second voltage, respectively.
Dew condensation determining means for determining whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
First EHC determination means for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC;
And a second EHC determination unit that determines whether or not power is to be supplied to the second EHC, and the switch mechanism is operated based on the determination by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit. A control device for switching a power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit;
In an exhaust gas purification system comprising:
Determining whether or not the dew condensation determination means is in a state where dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
A first EHC determination step of determining whether or not the first EHC determination means is in a state of supplying power to the first EHC;
The second EHC determination means determines whether the second EHC is in a state in which power should be supplied to the determination result in the second EHC determination step, and the determination results in the dew condensation determination step, the first EHC determination step, and the second EHC determination step. A switching step of switching the power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit by operating the switch mechanism by the controller; If the determination result in step S3 is affirmative, the determination result in the third circuit is negative. If the determination result in step S1 is negative, and if the determination result in the first EHC determination step is positive, the determination of condensation is performed in the first circuit. The determination result in step is negative, and the determination result in the second EHC determination step is positive A circuit switching step for switching the power supply circuit to the second circuit, respectively,
An EHC control method comprising:
前記第1EHC及び第2EHCのぞれぞれに電力を供給するための電源、
前記電源から前記第1EHCのみに第1電圧にて電力を供給する第1回路、前記電源から前記第2EHCのみに第2電圧にて電力を供給する第2回路、及び前記電源から前記第1EHC及び第2EHCに、前記第1電圧及び第2電圧よりも低い第3電圧及び第4電圧にて、それぞれ電力を供給する第3回路を切り替えるスイッチ機構、
前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定する結露判定手段、
前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第1EHC判定手段、
前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定する第2EHC判定手段、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定に基づき、前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える制御装置、
を備える排気ガス浄化システムであって、
前記結露判定手段が、前記第1EHC又は第2EHCにおいて結露が発生し得る状態にあるか否かを判定すること、
前記第1EHC判定手段が、前記第1EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定すること、
前記第2EHC判定手段が、前記第2EHCに電力を供給すべき状態にあるか否かを判定すること、並びに
前記結露判定手段、第1EHC判定手段、及び第2EHC判定手段による判定結果に基づき、前記制御装置により前記スイッチ機構を作動させて、前記第1回路、前記第2回路、及び前記第3回路の何れかに電力供給回路を切り替える際に、前記結露判定手段による判定結果が肯定である場合は前記第3回路に、前記結露判定手段による判定結果が否定であり、且つ第1EHC判定手段による判定結果が肯定である場合は前記第1回路に、前記結露判定手段による判定結果が否定であり、且つ第2EHC判定手段による判定結果が肯定である場合は前記第2回路に、それぞれ電力供給回路を切り替えること、
を特徴とする排気ガス浄化システム。 A first exhaust gas purification device including a first EHC and a second exhaust gas purification device including a second EHC, which are disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
A power source for supplying power to each of the first EHC and the second EHC;
A first circuit that supplies power from the power source only to the first EHC at a first voltage, a second circuit that supplies power from the power source only to the second EHC at a second voltage, and a first circuit from the power source to the first EHC and A switch mechanism that switches a second circuit that supplies power to the second EHC at a third voltage and a fourth voltage lower than the first voltage and the second voltage, respectively.
Dew condensation determining means for determining whether or not dew condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
First EHC determination means for determining whether or not power is to be supplied to the first EHC;
And a second EHC determination unit that determines whether or not power is to be supplied to the second EHC, and the switch mechanism is operated based on the determination by the dew condensation determination unit, the first EHC determination unit, and the second EHC determination unit. A control device for switching a power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit;
An exhaust gas purification system comprising:
Determining whether the condensation determination means is in a state where condensation can occur in the first EHC or the second EHC;
Determining whether the first EHC determination means is in a state of supplying power to the first EHC;
The second EHC determination means determines whether or not the second EHC should be supplied with power, and based on the determination results by the dew condensation determination means, the first EHC determination means, and the second EHC determination means, When the switch mechanism is operated by the control device to switch the power supply circuit to any one of the first circuit, the second circuit, and the third circuit, the determination result by the dew condensation determination means is affirmative When the determination result by the dew condensation determination means is negative in the third circuit and the determination result by the first EHC determination means is affirmative, the determination result by the dew condensation determination means is negative in the first circuit. And when the determination result by the second EHC determination means is affirmative, the power supply circuit is switched to the second circuit, respectively.
Exhaust gas purification system.
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019512632A (en) * | 2016-03-02 | 2019-05-16 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | System and method for axial zoning of heating power |
EP3617467A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and control method for vehicle |
FR3107729A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-03 | Faurecia Systemes D'echappement | Exhaust line |
WO2022039265A1 (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | いすゞ自動車株式会社 | Vehicle control device, vehicle, and control method |
JP2022059186A (en) * | 2020-10-01 | 2022-04-13 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust emission control system and control method of exhaust emission control system |
CN114832623A (en) * | 2022-04-22 | 2022-08-02 | 山东交通学院 | Tail gas purification method and device for gasoline vehicle emission inspection mechanism |
JP2022165778A (en) * | 2021-04-20 | 2022-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
CN116196743A (en) * | 2022-07-26 | 2023-06-02 | 武汉康瑞思医疗器械有限公司 | A system and method for purifying flue gas of a CRS smoke purifier |
CN116603350A (en) * | 2023-07-14 | 2023-08-18 | 北京环都环保科技有限公司 | Waste gas recovery heat energy recycling system and method |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0542626U (en) * | 1991-11-12 | 1993-06-11 | 日本特殊陶業株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JPH09158715A (en) * | 1995-12-07 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | Energization control device of electric heating catalyst |
JPH09158717A (en) * | 1995-12-08 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | Power supply control device of electric heating catalyst |
JP2010202012A (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Toyota Motor Corp | Controller for hybrid car |
-
2011
- 2011-04-15 JP JP2011090698A patent/JP2012225163A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0542626U (en) * | 1991-11-12 | 1993-06-11 | 日本特殊陶業株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JPH09158715A (en) * | 1995-12-07 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | Energization control device of electric heating catalyst |
JPH09158717A (en) * | 1995-12-08 | 1997-06-17 | Toyota Motor Corp | Power supply control device of electric heating catalyst |
JP2010202012A (en) * | 2009-03-02 | 2010-09-16 | Toyota Motor Corp | Controller for hybrid car |
Cited By (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11028759B2 (en) | 2016-03-02 | 2021-06-08 | Watlow Electric Manufacturing Company | System and method for axial zoning of heating power |
JP2019512632A (en) * | 2016-03-02 | 2019-05-16 | ワットロー・エレクトリック・マニュファクチャリング・カンパニー | System and method for axial zoning of heating power |
CN110872969B (en) * | 2018-08-31 | 2022-06-07 | 丰田自动车株式会社 | Vehicle and vehicle control method |
EP3617467A1 (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-04 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Vehicle and control method for vehicle |
CN110872969A (en) * | 2018-08-31 | 2020-03-10 | 丰田自动车株式会社 | Vehicle and control method of vehicle |
FR3107729A1 (en) * | 2020-02-28 | 2021-09-03 | Faurecia Systemes D'echappement | Exhaust line |
JP2022035678A (en) * | 2020-08-21 | 2022-03-04 | いすゞ自動車株式会社 | Vehicle controller, vehicle, and control method |
WO2022039265A1 (en) * | 2020-08-21 | 2022-02-24 | いすゞ自動車株式会社 | Vehicle control device, vehicle, and control method |
JP7283453B2 (en) | 2020-08-21 | 2023-05-30 | いすゞ自動車株式会社 | VEHICLE CONTROL DEVICE, VEHICLE, AND CONTROL METHOD |
JP2022059186A (en) * | 2020-10-01 | 2022-04-13 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust emission control system and control method of exhaust emission control system |
JP7255578B2 (en) | 2020-10-01 | 2023-04-11 | いすゞ自動車株式会社 | Exhaust gas purification system and control method for exhaust gas purification system |
JP2022165778A (en) * | 2021-04-20 | 2022-11-01 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
CN114832623A (en) * | 2022-04-22 | 2022-08-02 | 山东交通学院 | Tail gas purification method and device for gasoline vehicle emission inspection mechanism |
CN116196743A (en) * | 2022-07-26 | 2023-06-02 | 武汉康瑞思医疗器械有限公司 | A system and method for purifying flue gas of a CRS smoke purifier |
CN116603350A (en) * | 2023-07-14 | 2023-08-18 | 北京环都环保科技有限公司 | Waste gas recovery heat energy recycling system and method |
CN116603350B (en) * | 2023-07-14 | 2023-11-07 | 北京环都环保科技有限公司 | Waste gas recovery heat energy recycling system and method |
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