JP2022036489A - Control device - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、電気加熱式触媒の制御装置に関する。 The present disclosure relates to a control device for an electrically heated catalyst.
車両には、排ガスを浄化するための触媒装置が設けられる。触媒装置は、排ガスに含まれる窒素酸化物などの有害物質を、高温の触媒を通過させることにより浄化する装置である。触媒装置を機能させるためには、触媒の温度を所定の活性温度以上に保つ必要がある。 The vehicle is provided with a catalyst device for purifying the exhaust gas. The catalyst device is a device that purifies harmful substances such as nitrogen oxides contained in exhaust gas by passing them through a high-temperature catalyst. In order for the catalyst device to function, it is necessary to keep the temperature of the catalyst above a predetermined active temperature.
近年、例えば冷間始動時の早い段階から排ガスを浄化することを目的として、車両に電気加熱式触媒を搭載することについて検討が進められている。電気加熱式触媒では、外部から供給される発熱用電力により触媒を加熱し、触媒の温度を活性温度まで迅速に到達させることができる。このため、排ガスの温度が比較的低い冷間始動時においても、短時間のうちに排ガスの浄化を開始することが可能となる。下記特許文献1には、このような電気加熱式触媒の構成等について記載されている。 In recent years, for example, for the purpose of purifying exhaust gas from an early stage at the time of cold start, studies have been made on mounting an electric heating type catalyst on a vehicle. In the electric heating type catalyst, the catalyst can be heated by the electric power for heat generation supplied from the outside, and the temperature of the catalyst can be quickly reached to the active temperature. Therefore, even at the time of cold start when the temperature of the exhaust gas is relatively low, it is possible to start the purification of the exhaust gas in a short time. The following Patent Document 1 describes the configuration and the like of such an electrically heated catalyst.
電気加熱式触媒の温度を活性温度まで到達させるための、発熱用電力の電力量の目標値として、目標電力量が予め設定される。電気加熱式触媒に供給された発熱用電力の電力量が、当該目標電力量に到達すると、発熱用電力の供給が停止される。 The target electric energy is set in advance as the target value of the electric energy for heat generation in order to bring the temperature of the electric heating type catalyst to the active temperature. When the amount of electric power for heat generation supplied to the electric heating type catalyst reaches the target electric energy, the supply of electric power for heat generation is stopped.
ところで、車両の冷間始動時などにおいては、電気加熱式触媒の内部に水分が付着している場合がある。このような水分は、例えば、排ガスもしくは空気の中に含まれる水分が結露して、電気加熱式触媒のうち排ガスの通る流路の壁面等に付着したものである。 By the way, when the vehicle is cold-started, water may be attached to the inside of the electrically heated catalyst. Such moisture is, for example, condensation of the exhaust gas or the moisture contained in the air and adhering to the wall surface of the flow path through which the exhaust gas passes in the electric heating type catalyst.
電気加熱式触媒の内部に水分が存在している状態で、電気加熱式触媒への発熱用電力の供給が開始された場合には、発生した熱の一部が、上記水分の温度上昇や蒸発のための熱として用いられてしまうこととなる。その結果、電気加熱式触媒に供給された発熱用電力の電力量が上記の目標電力量に到達しても、電気加熱式触媒の温度が依然として活性温度に到達しない事態が生じ得る。 When the supply of heat generation power to the electric heating type catalyst is started in the state where water is present inside the electric heating type catalyst, a part of the generated heat raises the temperature of the above water or evaporates. Will be used as heat for. As a result, even if the amount of electric power for heat generation supplied to the electric heating type catalyst reaches the above-mentioned target electric energy amount, the temperature of the electric heating type catalyst may not reach the active temperature yet.
本開示は、電気加熱式触媒の温度を適切に制御することのできる制御装置、を提供することを目的とする。 It is an object of the present disclosure to provide a control device capable of appropriately controlling the temperature of an electrically heated catalyst.
本開示に係る制御装置は、電気加熱式触媒(200)の制御装置(10)である。制御対象である電気加熱式触媒は、内燃機関(100)を有する車両(MV)に搭載されるものである。この制御装置は、電気加熱式触媒に発熱用電力を供給する電力供給部(11)と、車両の周囲の気温を取得する外気温取得部(12)と、を備える。電力供給部は、内燃機関が停止していた期間の長さ、であるソーク時間と、外気温取得部により取得された気温と、に基づいて目標電力量を設定し、電気加熱式触媒に供給される発熱用電力の積算値が、目標電力量に到達すると、電気加熱式触媒に対する発熱用電力の供給を停止する。 The control device according to the present disclosure is the control device (10) of the electrically heated catalyst (200). The electrically heated catalyst to be controlled is mounted on a vehicle (MV) having an internal combustion engine (100). This control device includes a power supply unit (11) that supplies electric power for heat generation to the electric heating type catalyst, and an outside air temperature acquisition unit (12) that acquires the temperature around the vehicle. The power supply unit sets the target electric energy amount based on the length of the period during which the internal combustion engine was stopped, the soak time, and the temperature acquired by the outside temperature acquisition unit, and supplies it to the electric heating type catalyst. When the integrated value of the heat generation power to be generated reaches the target electric energy amount, the supply of the heat generation power to the electric heating type catalyst is stopped.
電気加熱式触媒に付着した水分の量は常に一定とはならず、ソーク時間及び気温により変化する。そこで、上記構成の制御装置では、ソーク時間と、外気温取得部により取得された気温と、に基づいて、電力供給部が目標電力量を設定することとしている。電気加熱式触媒に供給される発熱用電力の電力量の目標値、である目標電力量が、電気加熱式触媒に付着したと推測される水分の量に応じて適切に設定されるので、電気加熱式触媒の温度を適切に制御し、確実に活性温度に到達させることが可能となる。 The amount of water adhering to the electrically heated catalyst is not always constant and changes depending on the soak time and the air temperature. Therefore, in the control device having the above configuration, the power supply unit sets the target electric energy amount based on the soak time and the temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit. Since the target electric energy, which is the target value of the electric power for heat generation supplied to the electric heating catalyst, is appropriately set according to the amount of water presumed to have adhered to the electric heating catalyst, electricity is used. It is possible to appropriately control the temperature of the heating type catalyst and surely reach the active temperature.
本開示によれば、電気加熱式触媒の温度を適切に制御することのできる制御装置、が提供される。 According to the present disclosure, there is provided a control device capable of appropriately controlling the temperature of an electrically heated catalyst.
以下、添付図面を参照しながら本実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。 Hereinafter, the present embodiment will be described with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate understanding of the description, the same components are designated by the same reference numerals as possible in the drawings, and duplicate description is omitted.
本実施形態に係る制御装置10は、電気加熱式触媒200を制御するための装置であって、電気加熱式触媒200と共に車両MVに搭載されるものである。制御装置10の説明に先立ち、図1を参照しながら、車両MVの構成について先ず説明する。
The
図1に示されるように、車両MVは、内燃機関100と、排気配管20と、を備えている。内燃機関100は所謂エンジンであって、燃料を燃焼させることにより、車両MVの走行用の駆動力を発生させる装置である。排気配管20は、内燃機関100で生じた排ガスを、車両MVの外部へと導き排出するための配管である。尚、図1においては、車両MVの構成の一部のみが模式的に示されており、車両MVが備える他の構成、例えば吸気配管や車輪などについては図示が省略されている。
As shown in FIG. 1, the vehicle MV includes an
排気配管20の途中となる位置には、制御装置10の制御対象である電気加熱式触媒200が設けられている。電気加熱式触媒200は、排ガスに含まれる窒素酸化物などの有害物質を浄化するための装置である。図2及び図3を参照しながら、電気加熱式触媒200の構成について説明する。図2には、電気加熱式触媒200を、排ガスの流れる方向に対し平行な面で切断した場合の断面が模式的に描かれている。図3には、電気加熱式触媒200を、排ガスの流れる方向に対し垂直な面で切断した場合の断面が模式的に描かれている。両図に示されるように、電気加熱式触媒200は、外筒210と、基材220と、電極230と、保持部材240と、を備えている。
An electric
外筒210は、後述の基材220等を内部に収容し保持するための部材である。外筒210の形状は概ね円筒形状となっている。図2に示されるように、排気配管20のうち外筒210の近傍の部分は、外筒210の内径に合わせて拡径されており、このように拡径された排気配管20が外筒210へと接続されている。このため、外筒210は、排ガスを外部へと導く排気配管20の一部となっている。
The
基材220は、導電性のセラミックスにより形成された円柱形状の部材である。基材220には、複数の流路221がハニカム状に形成されている。それぞれの流路221は、基材220の中心軸に沿った方向に沿って延びるように形成されている。当該方向は、図2における左右方向であり、図3における紙面奥行き方向である。基材220には、不図示の触媒が担持させてある。このような構成により、基材220の導電性が確保されている。排ガスは、基材220の各流路221を流れる際に、流路221の表面に露出した触媒に触れながら流れることとなる。触媒としては、例えば三元触媒のような、排ガスを浄化するための金属触媒として知られている種々の材料を用いることができる。
The
電極230は、触媒として機能する基材220に対し、外部から電力を供給するための一対の電極である。電極230間に電圧が印加されると、導電性のセラミックスからなる基材220には電流が流れて、生じたジュール熱によって基材220の温度が上昇する。このため、例えば冷間始動時のように、排ガスの温度が比較的低いときには、電極230から電力を供給することで基材220の温度を上昇させ、短時間のうちに基材220を活性温度に到達させることができる。「活性温度」とは、排ガスの浄化性能を十分に発揮し得るような基材220の温度のことである。
The
基材220の温度のことを、以下では「電気加熱式触媒200の温度」のようにも表記する。また、一対の電極230から基材220に供給される上記電力は、電気加熱式触媒200を発熱させてその温度を上昇させるための電力であるから、当該電力のことを以下では「発熱用電力」とも表記する。
Hereinafter, the temperature of the
図3に示されるように、電極230は、表面電極部231と、突出部232と、端子部233と、を有している。表面電極部231は、基材220の表面の一部を覆うように形成された電極である。表面電極部231は、基材220の表面のうち、基材220の中心軸を挟んで互いに対向する2カ所に形成されている。表面電極部231の材料としては、導電性を有する金属等が用いられる。
As shown in FIG. 3, the
突出部232は、それぞれの表面電極部231の表面から、外側に向けて突出するように形成された部材である。突出部232の材料としては、表面電極部231と同様に、導電性を有する金属等が用いられる。突出部232は、その一端が表面電極部231に対して接合されている。突出部232は、それぞれの表面電極部231に対し一つずつ設けられている。
The protruding
端子部233は、突出部232のうち表面電極部231とは反対側の端部から、更に外側に向けて突出するように形成された棒状の部材である。端子部233の材料としては、やはり導電性を有する金属部材が用いられる。端子部233は、その一端が突出部232に対して接合されている。端子部233は、それぞれの突出部232に対し一つずつ設けられている。
The
端子部233のうち、突出部232とは反対側の部分は、絶縁性の保持部材211を介して、外筒210の外側へと突出している。端子部233のうち外筒210の外側には、発熱用電力を供給するための配線が接続される。つまり、それぞれの端子部233は、外部から発熱用電力の供給を受けるための電極端子として機能する。
The portion of the
図3に示されるように、表面電極部231、突出部232、及び基材220からなる導電性部材の表面全体は、絶縁層250により覆われている。これにより、これら導電性部材と外筒210との電気的な絶縁が確保されている。
As shown in FIG. 3, the entire surface of the conductive member including the
保持部材240は、外筒210の内側において基材220を保持するための部材である。保持部材240としては、例えば、繊維状のアルミナが用いられる。保持部材240は、外筒210の内周面と、基材220の外周面との間に形成された隙間の全体を埋めるように配置されている。
The holding
図1を再び参照しながら、制御装置10の構成について説明する。先に述べたように、制御装置10は、電気加熱式触媒200を制御するための装置である。制御装置10は、CPU、ROM、RAM等を有するコンピュータ装置として構成されている。制御装置10は、その機能を表すブロック要素として、電力供給部11と、外気温取得部12と、駆動回路13と、を備えている。
The configuration of the
電力供給部11は、電気加熱式触媒200に発熱用電力を供給する処理を行う部分である。電力供給部11は、後述の駆動回路13の動作を制御することにより、電気加熱式触媒200に供給される発熱用電力の大きさ等を調整する。電力供給部11によって行われる処理の具体的な内容については後に説明する。
The electric
外気温取得部12は、車両MVの周囲の気温、すなわち外気温を取得する処理を行う部分である。外気温取得部12は、車両MVに設けられた不図示の外気温センサからの信号に基づいて、外気温を取得する。このような外気温センサとしては、例えば、内燃機関100に空気を供給するための吸気配管(不図示)の途中に設けられたサーミスタ等を用いることができる。このような態様に替えて、外気温取得部12が、例えば、外部のサーバーから提供される気象情報を無線通信により取得し、当該気象情報に基づいて、車両MVの位置における外気温を取得することとしてもよい。
The outside air
駆動回路13は、電気加熱式触媒200に発熱用電力を供給するために設けられた回路である。図2に示されるように、駆動回路13は、遮断回路131と、スイッチング回路132と、バッテリ133と、を有している。
The
遮断回路131は、電気加熱式触媒200に対する発熱用電力の供給を遮断するための回路である。電気加熱式触媒200に対し発熱用電力の供給が行われるときには、遮断回路131は閉状態とされる。遮断回路131の動作は電力供給部11によって制御される。
The
スイッチング回路132は、不図示のスイッチング素子により構成された回路であって、バッテリ133と電気加熱式触媒200との間を繋ぐ電力経路の開閉を切り換えるものである。スイッチング回路132の動作は電力供給部11によって制御される。電力供給部11は、スイッチング回路132の開閉動作におけるデューティを調整することで、電気加熱式触媒200に対し供給される発熱用電力の大きさを調整する。
The
バッテリ133は、発熱用電力の供給源となる蓄電装置であって、例えばリチウムイオンバッテリである。バッテリ133としては、車両MVに搭載された補機用のバッテリが用いられる。このような態様に替えて、電気加熱式触媒200に対し発熱用電力を供給するための専用の蓄電装置として、バッテリ133が設けられていてもよい。
The
本実施形態の駆動回路13は制御装置10に内蔵されている。このような態様に替えて、駆動回路13が、制御装置10とは別の装置として構成され、制御装置10の外側に配置されていてもよい。
The
制御装置10によって行われる、電気加熱式触媒200の温度制御の概要について説明する。図4(A)に示されるのは、電気加熱式触媒200に供給される発熱用電力の電圧値、の時間変化の例である。先に述べたように、電力供給部11は、スイッチング回路132の開閉動作におけるデューティを調整し、これにより発熱用電力の大きさを調整する。図4(A)の線L20に示される例では、時刻t10から時刻t13までの期間において、スイッチング回路132の開閉動作が繰り返され、電気加熱式触媒200に発熱用電力が供給される。
The outline of the temperature control of the electric
図4(B)に示されるのは、電気加熱式触媒200の温度、の時間変化の例である。時刻t10において、電気加熱式触媒200に対する発熱用電力の供給が開始されると、線L30や線L31に示されるように、電気加熱式触媒200の温度は次第に上昇して行く。本実施形態では、電気加熱式触媒200の活性温度以上の温度として、目標温度T10が設定されている。電気加熱式触媒200に対する発熱用電力の供給は、基本的に、電気加熱式触媒200の温度が目標温度T10に到達するまでの間継続される。
FIG. 4B shows an example of the time change of the temperature of the electrically
図4(C)に示されるのは、電気加熱式触媒200に供給された発熱用電力の積算値、すなわち電力量の時間変化の例である。時刻t10において、電気加熱式触媒200に対する発熱用電力の供給が開始されると、線L40や線L41に示されるように、当該電力量は次第に増加して行く。この電力量は、電気加熱式触媒200に供給されたエネルギーの積算値ということもできる。
FIG. 4C shows an integrated value of the heat generation power supplied to the electrically
本実施形態では、電気加熱式触媒200に供給された発熱用電力の電力量についての目標値が設定される。当該目標値のことを、以下では「目標電力量」とも称する。目標電力量は、電気加熱式触媒200の温度を、少なくとも上記の目標温度T10に到達させるために必要なエネルギーの値として、予め設定される。図4(C)の線L40は、目標電力量としてE10が設定された場合における、電力量の時間変化の例である。図4(C)の線L41は、目標電力量としてE11が設定された場合における、電力量の時間変化の例である。本実施形態では、目標電力量として常に一定の値が設定されるのではなく、状況に応じて異なる値の目標電力量が都度設定される。
In the present embodiment, a target value for the amount of heat generation electric power supplied to the electrically
ところで、車両MVの冷間始動時などにおいては、電気加熱式触媒200の内部に水分が付着している場合がある。このような水分は、例えば、排ガスもしくは空気の中に含まれる水分が結露して、電気加熱式触媒200のうち排ガスの通る流路221の内壁面等に付着したものである。電気加熱式触媒200の内部に付着する水分の量は、内燃機関100が始動されるまでの間に経過した時間(ソーク時間)の長さや、当該時間における気温や湿度等によって異なる量となる。
By the way, at the time of cold start of the vehicle MV, moisture may be attached to the inside of the electric
図4(B)に示される線L30は、電気加熱式触媒200の内部における水分量が0の状態で、発熱用電力の供給が開始された場合における、電気加熱式触媒200の温度変化の例を示している。この場合、電気加熱式触媒200に供給された発電用電力のエネルギーは、概ねその全てが、基材220の温度上昇のために用いられる。このため、線L30に示されるように、発熱用電力の供給が開始された時刻t10以降において、電気加熱式触媒200の温度は比較的速い速度で上昇している。
The line L30 shown in FIG. 4B is an example of the temperature change of the electric
図4(C)に示されるE10は、電気加熱式触媒200の内部における水分量が0の状態において、電気加熱式触媒200の温度をT10に到達させるために、目標電力量として設定されるべき値の理想値である。図4(C)の線L40に示される例では、電気加熱式触媒200に供給された電力量が、時刻t13において目標電力量E10に到達すると、図4(A)の線L20に示されるように、この時点で発電用電力の供給が停止される。図4(B)の線L30に示されるように、この時刻t13と概ね等しいタイミングにおいて、電気加熱式触媒200の温度は目標温度T10に到達する。E10は、水分が付着していない状態の電気加熱式触媒200の温度をT10に到達させるために、最低限必要となる発熱用電力の電力量、ということもできる。
E10 shown in FIG. 4C should be set as a target electric energy amount in order to bring the temperature of the electric
図4(A)の線L21、図4(B)の線L31、及び図4(C)の線L41は、いずれも、電気加熱式触媒200の内部に比較的多量の水分が付着している状態で、発熱用電力の供給が開始された場合の例を示している。
The line L21 of FIG. 4A, the line L31 of FIG. 4B, and the line L41 of FIG. 4C all have a relatively large amount of water adhering to the inside of the electrically
この場合、電気加熱式触媒200に供給された発電用電力のエネルギーは、その一部が基材220の温度上昇のために用いられる一方で、他の一部は、上記水分の温度上昇、及び、水分を蒸発させるためのエネルギーとして用いられる。従って、目標電力量として、先の例と同じE10が設定された場合には、電気加熱式触媒200の温度を目標温度であるT10まで到達させることができない。
In this case, a part of the energy of the electric power for power generation supplied to the electric
図4(C)に示されるE11は、電気加熱式触媒200の内部に水分が付着している状態において、電気加熱式触媒200の温度をT10に到達させるために、目標電力量として設定されるべき値の理想値である。
E11 shown in FIG. 4C is set as a target electric energy amount in order to bring the temperature of the electric
この場合、図4(B)の線L31に示されるように、時刻t10において発電用電力の供給が開始されると、電気加熱式触媒200の温度は上昇し始める。その後の時刻t11において、電気加熱式触媒200の温度が例えば100℃程度まで上昇すると、電気加熱式触媒200に付着していた水分が沸騰し始める。時刻t11からしばらくの間は、供給された発電用電力のエネルギーの大部分が、水分を沸騰させるための潜熱として消費される。このため、時刻t11から、水分が蒸発し終える時刻t12までの期間においては、電気加熱式触媒200の温度は殆ど上昇しない。
In this case, as shown by line L31 in FIG. 4B, when the supply of power for power generation is started at time t10, the temperature of the electrically
時刻t12以降においては、電気加熱式触媒200の内部に水分が存在しない。このため、電気加熱式触媒200に供給された発電用電力のエネルギーは、概ねその全てが、基材220の温度上昇のために用いられるようになる。
After time t12, there is no water inside the electrically
発電用電力の供給は、電気加熱式触媒200に供給された電力量が、目標電力量であるE11に到達する時刻t14まで継続される。電気加熱式触媒200に供給された電力量が、時刻t14において目標電力量E11に到達すると、図4(A)の線L21に示されるように、この時点で発電用電力の供給が停止される。また、図4(B)の線L31に示されるように、この時刻t14と概ね等しいタイミングにおいて、電気加熱式触媒200の温度は目標温度T10に到達する。E11は、水分が付着した状態の電気加熱式触媒200の温度をT10に到達させるために、最低限必要となる発熱用電力の電力量、ということもできる。
The supply of electric power for power generation is continued until the time t14 when the amount of electric power supplied to the electric
図5(A)には、図4(B)と同様に、電気加熱式触媒200の温度の時間変化の例が示されている。図5(B)には、図4(C)と同様に、電気加熱式触媒200に供給された発熱用電力の積算値、すなわち電力量の時間変化の例が示されている。線L50及び線L60は、電気加熱式触媒200の内部に水分が付着していない状態で、発熱用電力の供給が開始された場合の例を示している。線L51及び線L61は、電気加熱式触媒200の内部に比較的少量の水分が付着している状態で、発熱用電力の供給が開始された場合の例を示している。線L52及び線L62は、電気加熱式触媒200の内部に比較的多量の水分が付着している状態で、発熱用電力の供給が開始された場合の例を示している。
FIG. 5A shows an example of the time change of the temperature of the electrically
線L60に示されるように、電気加熱式触媒200の内部に水分が付着していない場合には、目標電力量として比較的小さなE20が設定されるのが好ましい。この場合、比較的速い時刻t21において、発電用電力の積算値はE20に到達し、電気加熱式触媒200の温度は目標温度T10に到達する。
As shown by the wire L60, when water does not adhere to the inside of the electrically
線L61に示されるように、電気加熱式触媒200の内部に比較的少量の水分が付着している場合には、目標電力量として、E20よりも大きなE21が設定されるのが好ましい。この場合、時刻t21よりも後の時刻t22において、発電用電力の積算値はE21に到達し、電気加熱式触媒200の温度は目標温度T10に到達する。
As shown by the wire L61, when a relatively small amount of water is attached to the inside of the electrically
線L62に示されるように、電気加熱式触媒200の内部に比較的多量の水分が付着している場合には、目標電力量として、E21よりも大きなE22が設定されるのが好ましい。この場合、時刻t22よりも後の時刻t23において、発電用電力の積算値はE22に到達し、電気加熱式触媒200の温度は目標温度T10に到達する。
As shown by the wire L62, when a relatively large amount of water is attached to the inside of the electrically
以上のようなE20、E21、及び、E22は、それぞれ、電気加熱式触媒200の温度をT10に到達させるために、目標電力量として設定されるべき値の理想値である。電気加熱式触媒200の内部に含まれる水分の量に応じて、目標電力量が適切に設定されれば、図5(A)に示されるように、いずれの場合にも電気加熱式触媒200の温度をT10に到達させることができる。
The above E20, E21, and E22 are ideal values of values that should be set as the target electric energy in order to bring the temperature of the electrically
しかしながら、電気加熱式触媒200の内部に含まれる水分の量を正確に取得することは困難であるから、E20等のような理想的な目標電力量を設定することは難しい。そこで、本実施形態に係る制御装置10の電力供給部11は、水分の量に影響を与え得るパラメータに基づいて、電気加熱式触媒200の温度を少なくともT10に到達させるために必要な目標電力量を設定することとしている。すなわち、電力供給部11は、電気加熱式触媒200の温度を正確に目標温度T10に一致させるための目標電力量を設定するのではなく、電気加熱式触媒200の温度を、少なくとも目標温度T10以上まで上昇させることのできる目標電力量を設定することとしている。
However, since it is difficult to accurately obtain the amount of water contained in the electrically
このような温度制御を実現するために、制御装置10によって実行される処理の流れについて、図6を参照しながら説明する。図6に示される一連の処理は、制御装置10のうち主に電力供給部11によって実行される。尚、図6に示される一連の処理が開始されるのは、内燃機関100が動作している期間における任意のタイミングである。
In order to realize such temperature control, the flow of processing executed by the
当該処理の最初のステップS01では、内燃機関100が停止したか否かが判定される。内燃機関100の動作状態は、例えば、内燃機関100を制御する不図示の上位ECUから、通信により取得することができる。内燃機関100が停止しておらず動作中であるときには、ステップS01の処理が再度実行される。内燃機関100が停止すると、ステップS02に移行する。
In the first step S01 of the process, it is determined whether or not the
ステップS02では、ソーク時間tsの更新が行われる。ソーク時間tsとは、内燃機関100が停止していた期間の長さのことである。図6の処理が開始されるよりも前の時点においては、tsの初期値が0に設定される。ステップS02では、以下の式(1)に基づいてソーク時間tsの値が更新される。
ts=ts+Δt・・・(1)
In step S02, the soak time ts is updated. The soak time t s is the length of the period during which the
t s = t s + Δt ... (1)
式(1)の左辺第2項の「Δt」は、ステップS02の処理が前回行われた時点から、今回行われるまでの間に経過した時間である。 The second term “Δt” on the left side of the equation (1) is the time elapsed from the time when the process of step S02 was performed last time to the time when the process is performed this time.
ステップS02に続くステップS03では、電気加熱式触媒200への通電、すなわち、発熱用電力の供給が開始されたか否かが判定される。例えば、不図示の上位ECUからの指令により、電力供給部11による発熱用電力の供給が開始されると、ステップS03ではYesとの判定がなされる。発熱用電力の供給開始を、上位ECUからの指令に基づくことなく、制御装置10が独自の判断に基づいて行うこととしてもよい。
In step S03 following step S02, it is determined whether or not the electric
ステップS03において、電気加熱式触媒200への通電が未だ行われていない場合には、ステップS02以降の処理が再度実行され、ソーク時間tsの値が更新される。電気加熱式触媒200への通電が開始されるとステップS04に移行する。ステップS04に移行した時点で、ソーク時間tsの値は確定する。この時点から、電気加熱式触媒200には発熱用電力が供給されるのであるが、この時点において目標電力量の値は未定である。
If the
ステップS04では、外気温であるTambを取得する処理が、外気温取得部14によって行われる。このTambは、電気加熱式触媒200への通電が開始された時点における、車両MVの周囲の気温ということになる。
In step S04, the process of acquiring the Tamb , which is the outside air temperature, is performed by the outside air temperature acquisition unit 14. This Tamb is the temperature around the vehicle MV at the time when the electric
ステップS04に続くステップS05では、外気温Tambと、ソーク時間tsとに基づいて、目標電力量であるEmaxを算出する処理が電力供給部11によって行われる。このEmaxは、図5の例におけるE22と同様に、電気加熱式触媒200の内部に付着している水分量が最も多くなる場合において、電気加熱式触媒200の温度を所定の目標温度T10に到達させるために必要となる目標電力量のことである。「電気加熱式触媒200の内部に付着している水分量が最も多くなる場合」とは、例えば、電気加熱式触媒200における湿度が100%である状態で、ソーク時間tsが経過した場合のことである。
In step S05 following step S04, the
具体的には、ステップS05では、電気加熱式触媒200の周囲における湿度が100%となっており、且つ、車両MVの周囲の気温がTambとなっている状態で、ソーク時間tsの間に蓄積されると予測される量の水分が電気加熱式触媒200の内部に存在していると仮定した場合において、このような状態の電気加熱式触媒200を目標温度T10に到達させるために必要な電力量が、目標電力量Emaxとして設定される。
Specifically, in step S05, the humidity around the electrically
このような、Tamb及びtsの組み合わせと、設定されるEmaxとの対応関係は、予め実験等で求めておき、制御装置10の有する不図示の記憶装置に記憶しておけばよい。当該対応関係をf()という関数で表すと、Emaxは以下の式(2)に基づいて算出することができる。
Emax=f(Tamb,ts)・・・(2)
The correspondence between the combination of T amb and ts and the set E max may be obtained in advance by an experiment or the like and stored in a storage device (not shown) included in the
E max = f (T amb , t s ) ... (2)
ステップS05において目標電力量Emaxの値が設定された後は、ステップS06に移行する。ステップS06では、電気加熱式触媒200に供給された発熱用電力の電力量、であるEinの値を更新する処理が行われる。図6の処理が開始されるよりも前の時点においては、Einの初期値が0に設定される。ステップS06では、以下の式(3)に基づいてEinの値が更新される。
Ein=Ein+PinΔt・・・(3)
After the value of the target electric energy E max is set in step S05, the process proceeds to step S06. In step S06, a process of updating the value of Ein, which is the electric energy of the heat generating electric power supplied to the electric
E in = E in + P in Δt ... (3)
式(3)の左辺第2項の「Pin」は、現時点において電気加熱式触媒200に供給されている発熱用電力の値である。同項の「Δt」は、ステップS06の処理が前回行われた時点から、今回行われるまでの間に経過した時間である。
The second term “ Pin ” on the left side of the equation (3) is the value of the heat generation power supplied to the electrically
ステップS06に続くステップS07では、Einの値が、ステップS05で設定された目標電力量Emaxの値以上となったか否かが判定される。Einの値がEmaxの値未満である場合には、ステップS06以降の処理が再度実行される。Einの値がEmaxの値以上となった場合には、ステップS08に移行する。ステップS08では、電気加熱式触媒200に対する発熱用電力の供給を停止させる処理が行われる。これにより、電力供給処理が終了する。
In step S07 following step S06, it is determined whether or not the value of E in is equal to or greater than the value of the target electric energy E max set in step S05. If the value of E in is less than the value of E max , the processing after step S06 is executed again. When the value of E in is equal to or greater than the value of E max , the process proceeds to step S08. In step S08, a process of stopping the supply of heat generation power to the electrically
ステップS08の処理が実行された時点においては、電気加熱式触媒200の温度は、少なくとも目標温度T10以上となっているはずである。その理由は、電気加熱式触媒200の内部に付着している実際の水分量は、目標電力量を少なくともEmaxに設定すべき状況(この例では湿度100%)における水分量に等しいか、もしくはそれよりも少ないはずだからである。
At the time when the treatment of step S08 is executed, the temperature of the electrically
以上のように、本実施形態に係る制御装置10において、電力供給部11は、内燃機関100が停止していた期間の長さ、であるソーク時間と、外気温取得部12により取得された気温と、に基づいて目標電力量を設定し、電気加熱式触媒200に供給される発熱用電力の積算値が、目標電力量に到達すると、電気加熱式触媒200に対する発熱用電力の供給を停止するように構成されている。
As described above, in the
ソーク時間及び外気温は、電気加熱式触媒200に付着した水分の量に影響を与えるパラメータである。本実施形態では、電気加熱式触媒200に供給される発熱用電力の電力量の目標値、である目標電力量が、電気加熱式触媒200に付着したと推測される水分の量に応じて適切に設定されるので、電気加熱式触媒200の温度を適切に制御し、確実に活性温度に到達させることが可能となる。
The soak time and the outside air temperature are parameters that affect the amount of water adhering to the electrically
本実施形態に係る制御装置10の電力供給部11は、所定量の水分を含んだ状態の電気加熱式触媒200を、所定の目標温度(T10)に到達させるまでに必要な電力量、として目標電力量(Emax)を設定する。
The electric
上記の「所定量」とは、電気加熱式触媒200の周囲における湿度が100%であり、且つ、車両MVの周囲の気温が、外気温取得部12で取得された値(Tamb)である状態で、ソーク時間(ts)の間に電気加熱式触媒200の内部に蓄積される水分の量である。
The above-mentioned "predetermined amount" is a value ( Tamb ) in which the humidity around the electrically
当該水分量は、ソーク時間tsの間において、電気加熱式触媒200の内部に蓄積されると予想される水分の最大量、ということができる。実際の水分量はそれ以下であるから、目標電力量としてEmaxが投入されると、電気加熱式触媒200の温度は少なくとも目標温度T10以上まで確実に上昇することとなる。
The water content can be said to be the maximum amount of water that is expected to be accumulated inside the electrically
以上のような方法により、電力供給部11は、例えば実際の湿度を計測するなどして水分量を正確に算出することなく、電気加熱式触媒200の温度を確実に目標温度T10以上まで上昇させ、電気加熱式触媒200の浄化性能を発揮し得る状態とすることができる。
By the above method, the
先に述べたように、目標電力量Emaxを設定する際における上記の「所定量」とは、電気加熱式触媒200の周囲における湿度が100%であり、且つ、車両MVの周囲の気温が、外気温取得部14で取得された値(Tamb)である状態で、ソーク時間(ts)の間に電気加熱式触媒200の内部に蓄積される水分の量である。つまり、本実施形態では、電気加熱式触媒200の周囲における湿度が100%であるという仮定の下で、電気加熱式触媒200に蓄積される水分量が設定され、当該設定を前提として、目標電力量Emaxが設定される。
As described above, the above-mentioned "predetermined amount" when setting the target electric energy E max means that the humidity around the
ただし、上記の湿度は、100%とは異なる値としてもよい。例えば、電気加熱式触媒200の周囲における湿度が所定値以上(例えば95%以上)であるという仮定の下で、電気加熱式触媒200に蓄積される水分量が設定され、当該設定を前提として、目標電力量Emaxが設定されることとしてもよい。つまり、目標電力量Emaxを設定する際における上記の「所定量」とは、電気加熱式触媒200の周囲における湿度が所定値以上であり、且つ、車両MVの周囲の気温が、外気温取得部14で取得された値(Tamb)である状態で、ソーク時間(ts)の間に電気加熱式触媒200の内部に蓄積される水分の量であってもよい。
However, the above humidity may be a value different from 100%. For example, under the assumption that the humidity around the
以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。 The present embodiment has been described above with reference to specific examples. However, the present disclosure is not limited to these specific examples. These specific examples with appropriate design changes by those skilled in the art are also included in the scope of the present disclosure as long as they have the features of the present disclosure. Each element provided in each of the above-mentioned specific examples, its arrangement, conditions, a shape, and the like are not limited to those exemplified, and can be appropriately changed. The combinations of the elements included in each of the above-mentioned specific examples can be appropriately changed as long as there is no technical contradiction.
本開示に記載の制御装置及び制御方法は、コンピュータプログラムにより具体化された1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、1つ又は複数の専用ハードウェア論理回路を含むプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。本開示に記載の制御装置及び制御方法は、1つ又は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと1つ又は複数のハードウェア論理回路を含むプロセッサとの組み合わせにより構成された1つ又は複数の専用コンピュータにより、実現されてもよい。コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。専用ハードウェア論理回路及びハードウェア論理回路は、複数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路により実現されてもよい。 The controls and methods described in this disclosure are dedicated to one or more provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program. It may be realized by a computer. The control device and control method described in the present disclosure may be realized by a dedicated computer provided by configuring a processor including one or more dedicated hardware logic circuits. The control device and control method described in the present disclosure comprises a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor including one or more hardware logic circuits. It may be realized by one or more dedicated computers. The computer program may be stored on a computer-readable non-transitional tangible recording medium as an instruction executed by the computer. The dedicated hardware logic circuit and the hardware logic circuit may be realized by a digital circuit including a plurality of logic circuits or an analog circuit.
MV:車両
10:制御装置
11:電力供給部
12:外気温取得部
100:内燃機関
200:電気加熱式触媒
MV: Vehicle 10: Control device 11: Power supply unit 12: Outside air temperature acquisition unit 100: Internal combustion engine 200: Electric heating type catalyst
Claims (4)
前記電気加熱式触媒は、内燃機関(100)を有する車両(MV)に搭載されるものであり、
前記電気加熱式触媒に発熱用電力を供給する電力供給部(11)と、
前記車両の周囲の気温を取得する外気温取得部(12)と、を備え、
前記電力供給部は、
前記内燃機関が停止していた期間の長さ、であるソーク時間と、前記外気温取得部により取得された気温と、に基づいて目標電力量を設定し、
前記電気加熱式触媒に供給される発熱用電力の積算値が、前記目標電力量に到達すると、前記電気加熱式触媒に対する発熱用電力の供給を停止する制御装置。 It is a control device (10) of an electric heating type catalyst (200), and is
The electrically heated catalyst is mounted on a vehicle (MV) having an internal combustion engine (100).
A power supply unit (11) that supplies heat generation power to the electric heating type catalyst, and
It is equipped with an outside air temperature acquisition unit (12) that acquires the air temperature around the vehicle.
The power supply unit
The target electric energy is set based on the soak time, which is the length of the period during which the internal combustion engine has been stopped, and the temperature acquired by the outside air temperature acquisition unit.
A control device that stops the supply of heat generation power to the electric heating catalyst when the integrated value of the heat generation power supplied to the electric heating catalyst reaches the target electric energy.
所定量の水分を含んだ状態の前記電気加熱式触媒を、所定の目標温度に到達させるまでに必要な電力量、として前記目標電力量を設定する、請求項1に記載の制御装置。 The power supply unit
The control device according to claim 1, wherein the target electric power amount is set as an electric power amount required for the electric heating type catalyst containing a predetermined amount of water to reach a predetermined target temperature.
前記電気加熱式触媒の周囲における湿度が所定値以上であり、且つ、前記車両の周囲の気温が、前記外気温取得部で取得された値である状態で、前記ソーク時間の間に前記電気加熱式触媒の内部に蓄積される水分の量である、請求項2に記載の制御装置。 The predetermined amount is
The electric heating during the soak time in a state where the humidity around the electric heating catalyst is equal to or higher than a predetermined value and the temperature around the vehicle is a value acquired by the outside air temperature acquisition unit. The control device according to claim 2, which is the amount of water accumulated inside the catalyst.
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