JP7238818B2 - 排気浄化装置の制御装置、排気浄化装置、及び車両 - Google Patents
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Description
内燃機関の排気管内に上流側から下流側に向かって順番に配設された酸化触媒及びPMフィルタを有する排気浄化装置の制御装置であって、
前記酸化触媒に供給された未燃焼燃料のうち、前記酸化触媒からスリップして前記PMフィルタに到来するHCスリップ量を推定するHCスリップ量推定部と、
前記PMフィルタを排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、前記PMフィルタに流入する排ガスの温度及び流量と、前記HCスリップ量と、に基づいて、前記複数のセルそれぞれの温度を推定する温度分布推定部と、
前記複数のセルそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、前記PMフィルタの再生のために前記酸化触媒に供給する未燃焼燃料の目標供給量を算出する目標燃料供給量算出部と、
を備える制御装置である。
上記制御装置を備える排気浄化装置である。
上記排気浄化装置を備える車両である。
[排気浄化装置の構成]
以下、図1、図2を参照して、第1の実施形態に係る排気浄化装置の構成について説明する。本実施形態では、一例として、本発明の排気浄化装置をディーゼルエンジンに適用した態様ついて説明する。
以下、図3~図9を参照して、本実施形態に係るECU100の構成について説明する。
PM堆積量推定部101は、PMフィルタ42に堆積するPM堆積量を推定する。PM堆積量推定部101は、例えば、PMフィルタ42の前後差圧を検出する差圧センサ51のセンサ値に基づいてPMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。尚、この際、PM堆積量推定部101は、例えば、予めECU100のROM等に記憶されたPMフィルタ42の前後差圧と、PMフィルタ42中のPM堆積量との関係を示す演算マップを用いてPMフィルタ42中のPM堆積量を推定する。
HCスリップ量推定部102は、PMフィルタ42を再生している際に、燃料噴射装置(ここでは、エンジン10の燃料噴射装置)から酸化触媒41に供給されたHC量のうち、酸化触媒41からスリップしてPMフィルタ42に到来するHCの量(以下、「HCスリップ量」とも称する)を推定する。
温度分布推定部103は、PMフィルタ42を排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、PMフィルタ42に流入する排ガスの温度及び流量と、HCスリップ量推定部102に推定されたHCスリップ量と、PM堆積量推定部101に推定されたPMフィルタ42中のPM堆積量と、に基づいて、複数のセルそれぞれの温度を推定する。つまり、温度分布推定部103は、PMフィルタ42を目標温度付近で再生させるために酸化触媒41に供給するべき燃料供給量(ここでは、燃料噴射装置におけるポスト噴射量)を正確に算出するべく、PMフィルタ42内の温度分布を推定する。
目標燃料供給量算出部104は、温度分布推定部103からPMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれの推定温度に係る情報を取得して、PMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、PMフィルタ42の再生のために酸化触媒41に供給する未燃焼燃料の目標供給量(以下、単に、「酸化触媒41への目標燃料供給量」と称する)を算出する。具体的には、目標燃料供給量算出部104は、PMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に対して、PMフィルタ42の複数のセル42a~42dそれぞれに対して設定されたゲイン値を積算し、これらを加算することで、酸化触媒41への目標燃料供給量を算出する。
次に、ECU100の動作の一例について、説明する。
以上のように、本実施形態に係る排気浄化装置Uは、PMフィルタ42を排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセル42a~42dに分割し、酸化触媒41からPMフィルタ42へのHCスリップ量を考慮して、各セル42a~42dの温度を推定する。そして、本実施形態に係る排気浄化装置Uは、各セル42a~42dの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、PMフィルタ42の再生のために酸化触媒41に供給する未燃焼燃料の目標供給量を算出する。
次に、図11、図12を参照して、第2の実施形態に係る排気浄化装置Uの構成について説明する。
本発明は、上記実施形態に限らず、種々に変形態様が考えられる。
10 エンジン
20 吸気管
30 排気管
41 酸化触媒
42 PMフィルタ
43 SCR触媒
43a 尿素水噴射装置
51 差圧センサ
52 温度センサ
53 流速センサ
54 回転速度センサ
100 ECU(制御装置)
101 PM堆積量推定部
102 HCスリップ量推定部
103 温度分布推定部
104 目標燃料供給量算出部(第1目標燃料供給量算出部)
105 第2目標燃料供給量算出部
Claims (7)
- 内燃機関の排気管内に上流側から下流側に向かって順番に配設された酸化触媒及びPMフィルタを有する排気浄化装置の制御装置であって、
前記酸化触媒に供給された未燃焼燃料のうち、前記酸化触媒からスリップして前記PMフィルタに到来するHCスリップ量を推定するHCスリップ量推定部と、
前記PMフィルタを排ガス通流方向に沿って仮想的に複数のセルに分割し、前記PMフィルタに流入する排ガスの温度及び流量と、前記HCスリップ量と、に基づいて、前記複数のセルそれぞれの温度を推定する温度分布推定部と、
前記複数のセルそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に基づいて、前記PMフィルタの再生のために前記酸化触媒に供給する未燃焼燃料の目標供給量を算出する目標燃料供給量算出部と、
を備える制御装置。 - 前記温度分布推定部は、前記PMフィルタに流入する排ガスの温度及び流量と、前記HCスリップ量と、前記PMフィルタ中のPM堆積量と、に基づいて、前記複数のセルそれぞれの温度を推定する、
請求項1に記載の制御装置。 - 前記目標燃料供給量算出部は、前記複数のセルそれぞれの推定温度の目標温度に対する偏差に対して、前記複数のセルそれぞれに対して設定されたゲイン値を積算し、これらを加算することで、前記目標供給量を算出し、
前記複数のセルそれぞれに対して設定された前記ゲイン値のうち、下流側のセルに対して設定された前記ゲイン値は、上流側のセルに対して設定された前記ゲイン値よりも大きい、
請求項1又は2に記載の制御装置。 - 前記目標燃料供給量算出部に相当する第1目標燃料供給量算出部と、
温度センサで検出された前記酸化触媒の出口温度の第2目標温度に対する偏差に基づいて、前記PMフィルタの再生のために前記酸化触媒に供給する未燃焼燃料の第2目標供給量を算出する第2目標燃料供給量算出部と、を備え、
前記内燃機関内又は前記排気管内に設けられた燃料噴射装置の噴射量を制御する際には、前記PMフィルタの再生状態に基づいて、前記第1目標燃料供給量算出部と前記第2目標燃料供給量算出部とを選択的に適用する、
請求項1乃至3のいずれか一項に記載の制御装置。 - 前記PMフィルタの温度が閾値温度以上の場合、前記第1目標燃料供給量算出部を適用し、前記PMフィルタの温度が前記閾値温度未満の場合、前記第2目標燃料供給量算出部を適用する、
請求項4に記載の制御装置。 - 請求項1乃至5のいずれか一項に記載の制御装置を備える排気浄化装置。
- 請求項6に記載の排気浄化装置を備える車両。
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