JP2000234512A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
- F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
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- F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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- F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
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- F02D2041/1433—Introducing closed-loop corrections characterised by the control or regulation method using a model or simulation of the system
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 空燃比のリッチ化によるＳＯｘの放出処理を
最適な時期に実行し、燃費の悪化を防止する。 【解決手段】 内燃機関１から排出される単位時間当た
りのＳＯｘ量ＳＯｘｅｘを運転状態から求め（ステップ
５）、ＳＯｘ吸収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯ
Ｘと、ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳと、空燃比
と、をパラメータとして、ＳＯｘ吸収剤４のＳＯｘ吸収
率Ｓａ１を算出する（ステップ６）。ＳＯｘ吸収剤４に
残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸは、ＳＯｘ吸収率Ｓａ
１を用いて逐次求める（ステップ７）。排出量ＳＯＸｅ
ｘと吸収率Ｓａ１を用いて、下流のＮＯｘ吸収剤３に流
入する排気中のＳＯｘ濃度Ｓｎｉを求め（ステップ
８）、これが許容濃度を超えたら、リッチ化によるＳＯ
ｘ放出を開始する（ステップ１１）。
最適な時期に実行し、燃費の悪化を防止する。 【解決手段】 内燃機関１から排出される単位時間当た
りのＳＯｘ量ＳＯｘｅｘを運転状態から求め（ステップ
５）、ＳＯｘ吸収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯ
Ｘと、ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳと、空燃比
と、をパラメータとして、ＳＯｘ吸収剤４のＳＯｘ吸収
率Ｓａ１を算出する（ステップ６）。ＳＯｘ吸収剤４に
残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸは、ＳＯｘ吸収率Ｓａ
１を用いて逐次求める（ステップ７）。排出量ＳＯＸｅ
ｘと吸収率Ｓａ１を用いて、下流のＮＯｘ吸収剤３に流
入する排気中のＳＯｘ濃度Ｓｎｉを求め（ステップ
８）、これが許容濃度を超えたら、リッチ化によるＳＯ
ｘ放出を開始する（ステップ１１）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、内燃機関の排気
浄化装置に関し、特に、リーン燃焼に伴って多く排出さ
れる窒素酸化物（ＮＯｘ）を、ＮＯｘ吸収剤を用いて除
去するようにした排気浄化装置の改良に関する。
浄化装置に関し、特に、リーン燃焼に伴って多く排出さ
れる窒素酸化物（ＮＯｘ）を、ＮＯｘ吸収剤を用いて除
去するようにした排気浄化装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、燃費の向上、二酸化炭素の排出量
の削減といった観点から、理論空燃比よりも高い空燃比
でも運転し得るいわゆるリーンバーンエンジンが注目さ
れているが、この種の内燃機関では、リーン運転時にお
けるＮＯｘの処理が大きな課題となる。このリーン運転
中のＮＯｘの処理方法の一つとして、流入する排気の空
燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入する排
気の空燃比がリッチとなるとＮＯｘを放出する特性を有
するＮＯｘ吸収剤を用いた排気浄化装置が知られてい
る。
の削減といった観点から、理論空燃比よりも高い空燃比
でも運転し得るいわゆるリーンバーンエンジンが注目さ
れているが、この種の内燃機関では、リーン運転時にお
けるＮＯｘの処理が大きな課題となる。このリーン運転
中のＮＯｘの処理方法の一つとして、流入する排気の空
燃比がリーンであるときにＮＯｘを吸収し、流入する排
気の空燃比がリッチとなるとＮＯｘを放出する特性を有
するＮＯｘ吸収剤を用いた排気浄化装置が知られてい
る。
【０００３】一方、内燃機関に用いられる燃料や潤滑油
の中に、イオウ成分が含まれていることから、燃焼後に
排出される排気ガス中には、イオウの酸化物であるいわ
ゆるＳＯｘ成分が含まれている。このＳＯｘは、ＮＯｘ
と同様にＮＯｘ吸収剤に吸収されるが、このＮＯｘ吸収
剤に吸収されたＳＯｘは、ＮＯｘの吸収を阻害する。つ
まり、ＳＯｘがＮＯｘ吸収剤に吸収されるに従って、Ｎ
Ｏｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力が低下してしまう。
の中に、イオウ成分が含まれていることから、燃焼後に
排出される排気ガス中には、イオウの酸化物であるいわ
ゆるＳＯｘ成分が含まれている。このＳＯｘは、ＮＯｘ
と同様にＮＯｘ吸収剤に吸収されるが、このＮＯｘ吸収
剤に吸収されたＳＯｘは、ＮＯｘの吸収を阻害する。つ
まり、ＳＯｘがＮＯｘ吸収剤に吸収されるに従って、Ｎ
Ｏｘ吸収剤のＮＯｘ吸収能力が低下してしまう。
【０００４】そこで、このようなＳＯｘ成分によるＮＯ
ｘ吸収能力の低下を回避するために、内燃機関の排気通
路において、ＮＯｘ吸収剤の上流側に、ＳＯｘを吸収し
得るＳＯｘ吸収剤を配置し、ＮＯｘ吸収剤に流入する排
気ガスから予めＳＯｘを除去するようにした排気浄化装
置が、特開平６−２２９２３１号公報等で提案されてい
る。そして、上記公報のものでは、ＳＯｘ吸収剤のＳＯ
ｘ吸収量が増えてくるとＳＯｘ吸収剤を通過してＮＯｘ
吸収剤に流入するＳＯｘ量が増加するので、ＳＯｘ吸収
量を逐次推定し、このＳＯｘ吸収量が所定量に達したと
きに、空燃比をリッチ化して、ＳＯｘ吸収剤からＳＯｘ
を放出させるように構成されている。
ｘ吸収能力の低下を回避するために、内燃機関の排気通
路において、ＮＯｘ吸収剤の上流側に、ＳＯｘを吸収し
得るＳＯｘ吸収剤を配置し、ＮＯｘ吸収剤に流入する排
気ガスから予めＳＯｘを除去するようにした排気浄化装
置が、特開平６−２２９２３１号公報等で提案されてい
る。そして、上記公報のものでは、ＳＯｘ吸収剤のＳＯ
ｘ吸収量が増えてくるとＳＯｘ吸収剤を通過してＮＯｘ
吸収剤に流入するＳＯｘ量が増加するので、ＳＯｘ吸収
量を逐次推定し、このＳＯｘ吸収量が所定量に達したと
きに、空燃比をリッチ化して、ＳＯｘ吸収剤からＳＯｘ
を放出させるように構成されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記のようにＳＯｘ吸
収剤からＳＯｘを放出させるには、一般に空燃比のリッ
チ化が行われるが、この空燃比のリッチ化は、燃費の悪
化を伴うので、その頻度は極力少ないことが望ましい。
換言すれば、下流側に配置されるＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ
吸収性能に実際に悪影響を与える段階の直前に、空燃比
のリッチ化によるＳＯｘ放出処理が実行されることが望
ましい。
収剤からＳＯｘを放出させるには、一般に空燃比のリッ
チ化が行われるが、この空燃比のリッチ化は、燃費の悪
化を伴うので、その頻度は極力少ないことが望ましい。
換言すれば、下流側に配置されるＮＯｘ吸収剤のＮＯｘ
吸収性能に実際に悪影響を与える段階の直前に、空燃比
のリッチ化によるＳＯｘ放出処理が実行されることが望
ましい。
【０００６】上記公報に記載の方法では、ＳＯｘ吸収剤
におけるＳＯｘ吸収量のみでＳＯｘ放出処理のタイミン
グを判断しており、ＮＯｘ吸収剤の入口側でのＳＯｘ濃
度が低くＮＯｘ吸収剤へのＳＯｘ付着が問題とならない
ような場合でも、必要以上に空燃比のリッチ化が実行さ
れる可能性があり、燃費が悪化し易い。
におけるＳＯｘ吸収量のみでＳＯｘ放出処理のタイミン
グを判断しており、ＮＯｘ吸収剤の入口側でのＳＯｘ濃
度が低くＮＯｘ吸収剤へのＳＯｘ付着が問題とならない
ような場合でも、必要以上に空燃比のリッチ化が実行さ
れる可能性があり、燃費が悪化し易い。
【０００７】
【課題を解決するための手段】この発明は、内燃機関の
排気通路に、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よ
りもリーンなときにＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤を備
えるとともに、このＮＯｘ吸収剤の上流側に、排気中の
ＳＯｘ成分を吸収するＳＯｘ吸収剤が設けられてなる内
燃機関の排気浄化装置において、機関運転中に上記ＮＯ
ｘ吸収剤の入口側のＳＯｘ濃度を推定するＳＯｘ濃度推
定手段と、このＳＯｘ濃度が所定レベルとなったときに
上記ＳＯｘ吸収剤からＳＯｘを強制的に放出させるＳＯ
ｘ放出手段と、を備えていることを特徴としている。
排気通路に、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よ
りもリーンなときにＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤を備
えるとともに、このＮＯｘ吸収剤の上流側に、排気中の
ＳＯｘ成分を吸収するＳＯｘ吸収剤が設けられてなる内
燃機関の排気浄化装置において、機関運転中に上記ＮＯ
ｘ吸収剤の入口側のＳＯｘ濃度を推定するＳＯｘ濃度推
定手段と、このＳＯｘ濃度が所定レベルとなったときに
上記ＳＯｘ吸収剤からＳＯｘを強制的に放出させるＳＯ
ｘ放出手段と、を備えていることを特徴としている。
【０００８】この発明では、ＳＯｘ吸収剤に吸収されて
いるＳＯｘ量そのものではなく、このＳＯｘ吸収剤を通
過したＳＯｘによるＮＯｘ吸収剤入口側のＳＯｘ濃度に
基づいて、ＳＯｘ吸収剤からのＳＯｘの強制的な放出が
行われる。
いるＳＯｘ量そのものではなく、このＳＯｘ吸収剤を通
過したＳＯｘによるＮＯｘ吸収剤入口側のＳＯｘ濃度に
基づいて、ＳＯｘ吸収剤からのＳＯｘの強制的な放出が
行われる。
【０００９】上記ＳＯｘ放出手段は、例えば請求項３の
ように、内燃機関の空燃比を一時的にリッチとする空燃
比制御手段からなる。
ように、内燃機関の空燃比を一時的にリッチとする空燃
比制御手段からなる。
【００１０】請求項１の発明をさらに具体化した請求項
２の発明では、上記ＳＯｘ濃度推定手段は、ＳＯｘ吸収
剤に残存しているＳＯｘ吸収量を推定するＳＯｘ吸収量
推定手段と、このＳＯｘ吸収量をパラメータの一つとし
てＳＯｘ吸収剤のＳＯｘ吸収率を求めるＳＯｘ吸収率推
定手段と、を含み、上記ＳＯｘ吸収率を用いてＳＯｘ濃
度を推定することを特徴としている。
２の発明では、上記ＳＯｘ濃度推定手段は、ＳＯｘ吸収
剤に残存しているＳＯｘ吸収量を推定するＳＯｘ吸収量
推定手段と、このＳＯｘ吸収量をパラメータの一つとし
てＳＯｘ吸収剤のＳＯｘ吸収率を求めるＳＯｘ吸収率推
定手段と、を含み、上記ＳＯｘ吸収率を用いてＳＯｘ濃
度を推定することを特徴としている。
【００１１】上記ＳＯｘ吸収率推定手段は、例えば請求
項５のように、ＳＯｘ吸収剤に残存しているＳＯｘ吸収
量と、ＳＯｘ吸収剤の入口側の排気温度と、空燃比と、
をパラメータとしてＳＯｘ吸収率を求めるようになって
いる。
項５のように、ＳＯｘ吸収剤に残存しているＳＯｘ吸収
量と、ＳＯｘ吸収剤の入口側の排気温度と、空燃比と、
をパラメータとしてＳＯｘ吸収率を求めるようになって
いる。
【００１２】すなわち、ＳＯｘ吸収剤に残存しているＳ
Ｏｘ吸収量は、例えば運転履歴等に基づいて推定される
が、この残存するＳＯｘ吸収量が仮に同一であっても、
温度条件やＳＯｘ吸収剤に流入する排気の空燃比等によ
って、ＳＯｘの吸収率は異なる。このＳＯｘ吸収剤にお
けるＳＯｘ吸収率が低ければ、下流側へ流れるＳＯｘの
濃度は相対的に高くなり、逆に、ＳＯｘ吸収率が高けれ
ば、下流側へ流れるＳＯｘの濃度は相対的に低くなる。
このように、ＮＯｘ吸収剤の入口側でのＳＯｘ濃度に基
づいて空燃比のリッチ化等によるＳＯｘ放出処理を実行
するようにすれば、本当に必要な場合にのみＳＯｘ放出
処理が行われることになる。
Ｏｘ吸収量は、例えば運転履歴等に基づいて推定される
が、この残存するＳＯｘ吸収量が仮に同一であっても、
温度条件やＳＯｘ吸収剤に流入する排気の空燃比等によ
って、ＳＯｘの吸収率は異なる。このＳＯｘ吸収剤にお
けるＳＯｘ吸収率が低ければ、下流側へ流れるＳＯｘの
濃度は相対的に高くなり、逆に、ＳＯｘ吸収率が高けれ
ば、下流側へ流れるＳＯｘの濃度は相対的に低くなる。
このように、ＮＯｘ吸収剤の入口側でのＳＯｘ濃度に基
づいて空燃比のリッチ化等によるＳＯｘ放出処理を実行
するようにすれば、本当に必要な場合にのみＳＯｘ放出
処理が行われることになる。
【００１３】請求項２の発明をさらに具体化した請求項
４の発明では、上記ＳＯｘ放出手段は、内燃機関の空燃
比を一時的にリッチとする空燃比制御手段からなり、上
記ＳＯｘ吸収量推定手段は、空燃比を一時的にリッチと
したときの排気温度、リッチ度合いおよびリッチ化の期
間からＳＯｘ放出量を推定して、残存するＳＯｘ吸収量
を修正することを特徴としている。
４の発明では、上記ＳＯｘ放出手段は、内燃機関の空燃
比を一時的にリッチとする空燃比制御手段からなり、上
記ＳＯｘ吸収量推定手段は、空燃比を一時的にリッチと
したときの排気温度、リッチ度合いおよびリッチ化の期
間からＳＯｘ放出量を推定して、残存するＳＯｘ吸収量
を修正することを特徴としている。
【００１４】
【発明の効果】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置
によれば、ＮＯｘ吸収剤の上流側にＳＯｘ吸収剤を配置
することでＳＯｘによるＮＯｘ吸収性能の低下を回避す
ることができ、しかも、空燃比のリッチ化等によるＳＯ
ｘ吸収剤からのＳＯｘ放出処理を、単にＳＯｘ吸収量で
はなくＮＯｘ吸収剤入口側でのＳＯｘ濃度に基づいて実
行することにより、不必要なＳＯｘ放出処理を防止でき
る。つまり、ＳＯｘ放出処理を、実際に必要な時期に最
小限の頻度で行うことができ、リッチ化に伴う燃費の悪
化等を防止できる。
によれば、ＮＯｘ吸収剤の上流側にＳＯｘ吸収剤を配置
することでＳＯｘによるＮＯｘ吸収性能の低下を回避す
ることができ、しかも、空燃比のリッチ化等によるＳＯ
ｘ吸収剤からのＳＯｘ放出処理を、単にＳＯｘ吸収量で
はなくＮＯｘ吸収剤入口側でのＳＯｘ濃度に基づいて実
行することにより、不必要なＳＯｘ放出処理を防止でき
る。つまり、ＳＯｘ放出処理を、実際に必要な時期に最
小限の頻度で行うことができ、リッチ化に伴う燃費の悪
化等を防止できる。
【００１５】また請求項４の発明によれば、ＳＯｘ放出
処理の際のＳＯｘ放出量を推定して残存するＳＯｘ吸収
量を修正するので、その後のＳＯｘ吸収量の推定の精度
を高く保つことができる。
処理の際のＳＯｘ放出量を推定して残存するＳＯｘ吸収
量を修正するので、その後のＳＯｘ吸収量の推定の精度
を高く保つことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の好ましい実施の
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１７】図１は、この発明に係る内燃機関の排気浄
化装置の構成を示すもので、火花点火式ガソリン機関か
らなる内燃機関１の排気通路２に、ＮＯｘ吸収作用を有
する触媒からなるＮＯｘ吸収剤３が介装されている。こ
のＮＯｘ吸収剤３は、流入する排気の空燃比がリーンの
条件では排気中のＮＯｘを吸収し、かつリッチの条件で
は排気中の還元成分によって吸収していたＮＯｘを放出
すると同時に還元浄化する特性を有している。また、こ
のＮＯｘ吸収剤３の上流側には、排気中のＳＯｘを吸収
し得るＳＯｘ吸収剤４が介装されている。
化装置の構成を示すもので、火花点火式ガソリン機関か
らなる内燃機関１の排気通路２に、ＮＯｘ吸収作用を有
する触媒からなるＮＯｘ吸収剤３が介装されている。こ
のＮＯｘ吸収剤３は、流入する排気の空燃比がリーンの
条件では排気中のＮＯｘを吸収し、かつリッチの条件で
は排気中の還元成分によって吸収していたＮＯｘを放出
すると同時に還元浄化する特性を有している。また、こ
のＮＯｘ吸収剤３の上流側には、排気中のＳＯｘを吸収
し得るＳＯｘ吸収剤４が介装されている。
【００１８】上記ＮＯｘ吸収剤３としては、例えば、ハ
ニカム状のモノリス担体に、［（Ｌｎ１−α Ａ α）１
−β Ｂ Ｏ δ］で示される複合酸化物と、白金、パラ
ジウム、ロジウムから選ばれた少なくとも一種を含む層
をコーティングしたものを用いることができる。ここ
で、αは、０≦α≦１、βは、０＜β＜１、δは、各元
素の原子価を満足する酸素量、であり、また、Ｌｎは、
Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍから選ばれた少なくとも一種の
元素、Ａは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ
から選ばれた少なくとも一種の元素、Ｂは、鉄，コバル
ト，ニッケル，マンガンから選ばれた少なくとも一種の
元素、をそれぞれ示している。
ニカム状のモノリス担体に、［（Ｌｎ１−α Ａ α）１
−β Ｂ Ｏ δ］で示される複合酸化物と、白金、パラ
ジウム、ロジウムから選ばれた少なくとも一種を含む層
をコーティングしたものを用いることができる。ここ
で、αは、０≦α≦１、βは、０＜β＜１、δは、各元
素の原子価を満足する酸素量、であり、また、Ｌｎは、
Ｌａ，Ｃｅ，Ｎｄ，Ｓｍから選ばれた少なくとも一種の
元素、Ａは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｎａ，Ｋ，Ｃｓ
から選ばれた少なくとも一種の元素、Ｂは、鉄，コバル
ト，ニッケル，マンガンから選ばれた少なくとも一種の
元素、をそれぞれ示している。
【００１９】また上記ＳＯｘ吸収剤４としては、例え
ば、ハニカム状のモノリス担体に、アルカリ金属、アル
カリ土類金属、希土類、遷移金属から選ばれる少なくと
も一種と、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた少
なくとも一種とを含む層をコーティングしたものを用い
ることができる。
ば、ハニカム状のモノリス担体に、アルカリ金属、アル
カリ土類金属、希土類、遷移金属から選ばれる少なくと
も一種と、白金、パラジウム、ロジウムから選ばれた少
なくとも一種とを含む層をコーティングしたものを用い
ることができる。
【００２０】上記ＳＯｘ吸収剤４の入口部には、ＳＯｘ
吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳを検出する第１排気温度セ
ンサ５が、ＮＯｘ吸収剤３の入口部には、ＮＯｘ吸収剤
入口排気温度ＴｅｘＮを検出する第２排気温度センサ６
が、それぞれ配置されている。これらが検出した排気温
度信号は、エンジンコントロールユニット７に入力され
ている。また上記エンジンコントロールユニット７に
は、図示せぬエアフロメータにより検出される吸入空気
量信号や、クランク角センサにより検出される機関回転
数信号等も入力される。エンジンコントロールユニット
７は、これらの検出信号に基づき、図示せぬ燃料噴射弁
による燃料噴射量つまり空燃比の制御や、噴射時期、点
火時期等の制御を行っている。
吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳを検出する第１排気温度セ
ンサ５が、ＮＯｘ吸収剤３の入口部には、ＮＯｘ吸収剤
入口排気温度ＴｅｘＮを検出する第２排気温度センサ６
が、それぞれ配置されている。これらが検出した排気温
度信号は、エンジンコントロールユニット７に入力され
ている。また上記エンジンコントロールユニット７に
は、図示せぬエアフロメータにより検出される吸入空気
量信号や、クランク角センサにより検出される機関回転
数信号等も入力される。エンジンコントロールユニット
７は、これらの検出信号に基づき、図示せぬ燃料噴射弁
による燃料噴射量つまり空燃比の制御や、噴射時期、点
火時期等の制御を行っている。
【００２１】図２は、上記エンジンコントロールユニッ
ト７において実行されるＳＯｘの放出処理の流れを示す
フローチャートである。このルーチンは、一定時間毎に
繰り返し実行されるものであって、まずステップ１で、
機関回転数や負荷等の機関運転状態を読み込む。次に、
ステップ２で、第１排気温度センサ５により検出される
ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳを読み込む。なお、
この例では、ＳＯｘ吸収剤４の入口部に第１温度センサ
５を設けているが、ＳＯｘ吸収剤４自体の温度を検出す
るように温度センサを設けてもよく、また温度センサを
用いずに、内燃機関１の運転履歴から温度を推定するよ
うにしてもよい。ステップ３では、第２排気温度センサ
６により検出されるＮＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＮ
を読み込む。なお、この例では、ＮＯｘ吸収剤３の入口
部に第２温度センサ６を設けているが、やはりＮＯｘ吸
収剤３自体に温度センサを設けてもよく、また温度セン
サを用いずに、内燃機関１の運転履歴から温度を推定す
るようにしてもよい。
ト７において実行されるＳＯｘの放出処理の流れを示す
フローチャートである。このルーチンは、一定時間毎に
繰り返し実行されるものであって、まずステップ１で、
機関回転数や負荷等の機関運転状態を読み込む。次に、
ステップ２で、第１排気温度センサ５により検出される
ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳを読み込む。なお、
この例では、ＳＯｘ吸収剤４の入口部に第１温度センサ
５を設けているが、ＳＯｘ吸収剤４自体の温度を検出す
るように温度センサを設けてもよく、また温度センサを
用いずに、内燃機関１の運転履歴から温度を推定するよ
うにしてもよい。ステップ３では、第２排気温度センサ
６により検出されるＮＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＮ
を読み込む。なお、この例では、ＮＯｘ吸収剤３の入口
部に第２温度センサ６を設けているが、やはりＮＯｘ吸
収剤３自体に温度センサを設けてもよく、また温度セン
サを用いずに、内燃機関１の運転履歴から温度を推定す
るようにしてもよい。
【００２２】次に、ステップ４では、内燃機関１が現在
リーン空燃比で運転されているか否かを判定する。リー
ン運転であれば、ＳＯｘ吸収剤４に排気中のＳＯｘが吸
収され、リッチ空燃比であれば、逆にＳＯｘ吸収剤４か
らＳＯｘが放出される。通常はリーン空燃比でもって運
転がなされ、従って、ステップ４からステップ５以降へ
進む。
リーン空燃比で運転されているか否かを判定する。リー
ン運転であれば、ＳＯｘ吸収剤４に排気中のＳＯｘが吸
収され、リッチ空燃比であれば、逆にＳＯｘ吸収剤４か
らＳＯｘが放出される。通常はリーン空燃比でもって運
転がなされ、従って、ステップ４からステップ５以降へ
進む。
【００２３】ステップ５では、機関運転状態と空燃比と
に基づいて、内燃機関１から排気通路２へ排出される所
定時間（例えばこのルーチンの実行間隔時間）当たりの
ＳＯｘ量ＳＯＸｅｘを算出する。なお、燃料に含まれる
イオウの割合はほぼ一定なので、所定時間当たりの燃料
供給量が多くなるほどＳＯｘ排出量ＳＯＸｅｘは大きな
値となる。
に基づいて、内燃機関１から排気通路２へ排出される所
定時間（例えばこのルーチンの実行間隔時間）当たりの
ＳＯｘ量ＳＯＸｅｘを算出する。なお、燃料に含まれる
イオウの割合はほぼ一定なので、所定時間当たりの燃料
供給量が多くなるほどＳＯｘ排出量ＳＯＸｅｘは大きな
値となる。
【００２４】次にステップ６に進み、ＳＯｘ吸収剤４の
ＳＯｘ吸収率Ｓａ１を算出する。これは、ＳＯｘ吸収剤
４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸと、ＳＯｘ吸収剤
入口排気温度ＴｅｘＳと、空燃比と、をパラメータとし
て求められ、かつ０〜１の値として与えられる。各パラ
メータに対する特性としては、次のようになる。すなわ
ち、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少ないほどＳＯｘ吸収率Ｓａ
１は大となり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが０のときに最大と
なる。ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳが所定温度の
ときにＳＯｘ吸収率Ｓａ１が最大となり、これよりも低
くなるに従ってＳＯｘ吸収率Ｓａ１は小さくなる。ＳＯ
ｘ吸収剤４の活性温度以下では、０である。また所定温
度よりも高くなるに従って同様にＳＯｘ吸収率Ｓａ１は
小さくなり、ＳＯｘ吸収剤４のＳＯｘ放出温度以上で
は、０である。また、空燃比については、リーンの度合
いが小さくなるほどＳＯｘ吸収率Ｓａ１は小さくなり、
理論空燃比よりリッチ側では、０である。
ＳＯｘ吸収率Ｓａ１を算出する。これは、ＳＯｘ吸収剤
４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸと、ＳＯｘ吸収剤
入口排気温度ＴｅｘＳと、空燃比と、をパラメータとし
て求められ、かつ０〜１の値として与えられる。各パラ
メータに対する特性としては、次のようになる。すなわ
ち、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少ないほどＳＯｘ吸収率Ｓａ
１は大となり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが０のときに最大と
なる。ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳが所定温度の
ときにＳＯｘ吸収率Ｓａ１が最大となり、これよりも低
くなるに従ってＳＯｘ吸収率Ｓａ１は小さくなる。ＳＯ
ｘ吸収剤４の活性温度以下では、０である。また所定温
度よりも高くなるに従って同様にＳＯｘ吸収率Ｓａ１は
小さくなり、ＳＯｘ吸収剤４のＳＯｘ放出温度以上で
は、０である。また、空燃比については、リーンの度合
いが小さくなるほどＳＯｘ吸収率Ｓａ１は小さくなり、
理論空燃比よりリッチ側では、０である。
【００２５】次に、ステップ７に進み、現在、ＳＯｘ吸
収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸを、ＳＯＸ＝
ＳＯＸｚ＋ＳＯＸｅｘ＊Ｓａ１として求める。ここで、
ＳＯＸｚは前回値であり、また「ＳＯＸｅｘ＊Ｓａ１」
は、前回の演算から今回の演算までの間に新しくＳＯｘ
吸収剤４に吸収されたＳＯｘ量に相当する。
収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸを、ＳＯＸ＝
ＳＯＸｚ＋ＳＯＸｅｘ＊Ｓａ１として求める。ここで、
ＳＯＸｚは前回値であり、また「ＳＯＸｅｘ＊Ｓａ１」
は、前回の演算から今回の演算までの間に新しくＳＯｘ
吸収剤４に吸収されたＳＯｘ量に相当する。
【００２６】ステップ８では、下流のＮＯｘ吸収剤３に
流入する排気中のＳＯｘ濃度Ｓｎｉを、Ｓｎｉ＝ＳＯＸ
ｅｘ＊Ｋ１＊（１−Ｓａ１）として求める。ここで、
「ＳＯＸｅｘ＊（１−Ｓａ１）」は、内燃機関１から排
出されたＳＯｘの中で、ＳＯｘ吸収剤４を通過してＮＯ
ｘ吸収剤３に流入するＳＯｘ量に相当する。Ｋ１は、Ｓ
Ｏｘ量を濃度に変換するための定数である。
流入する排気中のＳＯｘ濃度Ｓｎｉを、Ｓｎｉ＝ＳＯＸ
ｅｘ＊Ｋ１＊（１−Ｓａ１）として求める。ここで、
「ＳＯＸｅｘ＊（１−Ｓａ１）」は、内燃機関１から排
出されたＳＯｘの中で、ＳＯｘ吸収剤４を通過してＮＯ
ｘ吸収剤３に流入するＳＯｘ量に相当する。Ｋ１は、Ｓ
Ｏｘ量を濃度に変換するための定数である。
【００２７】またステップ９では、ＮＯｘ吸収剤入口排
気温度ＴｅｘＮに基づいて、ＮＯｘ吸収剤３に流入する
排気の許容ＳＯｘ濃度を求める。上記ＮＯｘ吸収剤入口
排気温度ＴｅｘＮが高いほど、許容ＳＯｘ濃度が高くな
る。
気温度ＴｅｘＮに基づいて、ＮＯｘ吸収剤３に流入する
排気の許容ＳＯｘ濃度を求める。上記ＮＯｘ吸収剤入口
排気温度ＴｅｘＮが高いほど、許容ＳＯｘ濃度が高くな
る。
【００２８】次に、ステップ１０では、ステップ８で推
定されたＳＯｘ濃度Ｓｎｉがステップ９の許容ＳＯｘ濃
度を超えているか否かを判定する。許容ＳＯｘ濃度を超
えていれば、ＳＯｘ吸収剤４におけるＳＯｘの放出制御
を行う必要があるので、ステップ１１へ進んで、ＳＯｘ
放出フラグＦｓｏｘを１とする。許容ＳＯｘ濃度以下で
あれば、そのままステップ１６へ進む。
定されたＳＯｘ濃度Ｓｎｉがステップ９の許容ＳＯｘ濃
度を超えているか否かを判定する。許容ＳＯｘ濃度を超
えていれば、ＳＯｘ吸収剤４におけるＳＯｘの放出制御
を行う必要があるので、ステップ１１へ進んで、ＳＯｘ
放出フラグＦｓｏｘを１とする。許容ＳＯｘ濃度以下で
あれば、そのままステップ１６へ進む。
【００２９】ステップ１６では、そのときのＳＯｘ吸収
量ＳＯＸを、記憶する。なお、次回のルーチンで前回値
ＳＯＸｚとして用いられる。
量ＳＯＸを、記憶する。なお、次回のルーチンで前回値
ＳＯＸｚとして用いられる。
【００３０】上記ＳＯｘ放出フラグＦｓｏｘが１である
と、図示せぬ空燃比制御ルーチンによって、空燃比がリ
ッチに補正される。これにより、ＳＯｘ吸収剤４からＳ
Ｏｘが放出される。
と、図示せぬ空燃比制御ルーチンによって、空燃比がリ
ッチに補正される。これにより、ＳＯｘ吸収剤４からＳ
Ｏｘが放出される。
【００３１】ＳＯｘ放出フラグＦｓｏｘが１となって空
燃比がリッチとなると、ステップ４からステップ１２へ
進む。ステップ１２では、このリッチ化によるＳＯｘ吸
収剤４からのＳＯｘ放出率Ｓｒ１を算出する。これは、
ＳＯｘ吸収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸと、
ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳと、空燃比と、をパ
ラメータとして求められ、かつ０〜１の値として与えら
れる。各パラメータに対する特性としては、次のように
なる。すなわち、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少ないほどＳＯ
ｘ放出率Ｓｒ１は小となり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが０の
ときに０となる。ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳが
低いほどＳＯｘ放出率Ｓｒ１は小さくなり、ＳＯｘ吸収
剤４のＳＯｘ放出温度以下では、０である。また、空燃
比については、リッチの度合いが小さくなるほどＳＯｘ
放出率Ｓｒ１は小さくなり、理論空燃比よりリーン側で
は、０である。
燃比がリッチとなると、ステップ４からステップ１２へ
進む。ステップ１２では、このリッチ化によるＳＯｘ吸
収剤４からのＳＯｘ放出率Ｓｒ１を算出する。これは、
ＳＯｘ吸収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸと、
ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳと、空燃比と、をパ
ラメータとして求められ、かつ０〜１の値として与えら
れる。各パラメータに対する特性としては、次のように
なる。すなわち、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが少ないほどＳＯ
ｘ放出率Ｓｒ１は小となり、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸが０の
ときに０となる。ＳＯｘ吸収剤入口排気温度ＴｅｘＳが
低いほどＳＯｘ放出率Ｓｒ１は小さくなり、ＳＯｘ吸収
剤４のＳＯｘ放出温度以下では、０である。また、空燃
比については、リッチの度合いが小さくなるほどＳＯｘ
放出率Ｓｒ１は小さくなり、理論空燃比よりリーン側で
は、０である。
【００３２】次に、ステップ１３に進み、現在、ＳＯｘ
吸収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸを、ＳＯＸ
＝ＳＯＸｚ−ＳＯＸｚ＊Ｓｒ１として求める。ここで、
ＳＯＸｚは前回値であり、また「ＳＯＸｚ＊Ｓｒ１」
は、前回の演算から今回の演算までの間にＳＯｘ吸収剤
４から放出されたＳＯｘ量に相当する。つまり、放出に
伴って、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸは徐々に減少していく。
吸収剤４に残存しているＳＯｘ吸収量ＳＯＸを、ＳＯＸ
＝ＳＯＸｚ−ＳＯＸｚ＊Ｓｒ１として求める。ここで、
ＳＯＸｚは前回値であり、また「ＳＯＸｚ＊Ｓｒ１」
は、前回の演算から今回の演算までの間にＳＯｘ吸収剤
４から放出されたＳＯｘ量に相当する。つまり、放出に
伴って、ＳＯｘ吸収量ＳＯＸは徐々に減少していく。
【００３３】そして、ステップ１４では、上記のＳＯｘ
吸収量ＳＯＸが、所定値ＳＯＸｍｉｎ以下となったか判
定する。この所定値ＳＯＸｍｉｎは、０近傍の比較的小
さい値に設定される。ステップ１４で所定値ＳＯＸｍｉ
ｎより大きければ、ステップ１６でＳＯｘ吸収量ＳＯＸ
の値を記憶し、上述したルーチンを繰り返す。また所定
値ＳＯＸｍｉｎ以下となれば、ステップ１５でＳＯｘ放
出フラグＦｓｏｘを０とし、リッチ化を終了する。な
お、ステップ１６で記憶されたＳＯｘ吸収量ＳＯＸの値
は、内燃機関１の停止後も保持され、次回の運転時に該
ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの推定が継続される。
吸収量ＳＯＸが、所定値ＳＯＸｍｉｎ以下となったか判
定する。この所定値ＳＯＸｍｉｎは、０近傍の比較的小
さい値に設定される。ステップ１４で所定値ＳＯＸｍｉ
ｎより大きければ、ステップ１６でＳＯｘ吸収量ＳＯＸ
の値を記憶し、上述したルーチンを繰り返す。また所定
値ＳＯＸｍｉｎ以下となれば、ステップ１５でＳＯｘ放
出フラグＦｓｏｘを０とし、リッチ化を終了する。な
お、ステップ１６で記憶されたＳＯｘ吸収量ＳＯＸの値
は、内燃機関１の停止後も保持され、次回の運転時に該
ＳＯｘ吸収量ＳＯＸの推定が継続される。
【００３４】このように、上記実施例では、ＳＯｘ吸収
剤４を通過したＳＯｘによる下流のＮＯｘ吸収剤３に流
入する排気中のＳＯｘ濃度Ｓｎｉに基づいてＳＯｘの強
制的な放出処理が実行される。従って、ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸは多いものの実際のＳＯｘ濃度Ｓｎｉは低いような
状況で不必要にリッチ化が行われることがなく、燃費の
悪化を最小限とすることができる。また、一旦ＳＯｘ濃
度Ｓｎｉが許容ＳＯｘ濃度を超えたら、ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸがほぼ０となるまで放出処理が継続されるので、頻
繁にＳＯｘ放出処理が繰り返されることがない。
剤４を通過したＳＯｘによる下流のＮＯｘ吸収剤３に流
入する排気中のＳＯｘ濃度Ｓｎｉに基づいてＳＯｘの強
制的な放出処理が実行される。従って、ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸは多いものの実際のＳＯｘ濃度Ｓｎｉは低いような
状況で不必要にリッチ化が行われることがなく、燃費の
悪化を最小限とすることができる。また、一旦ＳＯｘ濃
度Ｓｎｉが許容ＳＯｘ濃度を超えたら、ＳＯｘ吸収量Ｓ
ＯＸがほぼ０となるまで放出処理が継続されるので、頻
繁にＳＯｘ放出処理が繰り返されることがない。
【図１】この発明に係る排気浄化装置の構成を示す構成
説明図。
説明図。
【図２】この排気浄化装置におけるＳＯｘ放出処理の流
れを示すフローチャート。
れを示すフローチャート。
１…内燃機関 ３…ＮＯｘ吸収剤 ４…ＳＯｘ吸収剤 ５…第１排気温度センサ ６…第２排気温度センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中村 雅紀 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日産 自動車株式会社内 Ｆターム(参考） 3G091 AA01 AA13 AA17 AB04 AB05 AB06 AB08 AB09 BA11 BA13 BA14 CB02 CB03 CB05 DB13 DB15 EA01 EA02 EA05 EA17 EA33 EA34 FB07 FB10 FB12 GA06 GB01W GB03W GB04W GB05W GB06W GB07W GB10W HA08 HA36 HA37
Claims (5)
- 【請求項１】 内燃機関の排気通路に、流入する排気ガ
スの空燃比が理論空燃比よりもリーンなときにＮＯｘを
吸収するＮＯｘ吸収剤を備えるとともに、このＮＯｘ吸
収剤の上流側に、排気中のＳＯｘ成分を吸収するＳＯｘ
吸収剤が設けられてなる内燃機関の排気浄化装置におい
て、機関運転中に上記ＮＯｘ吸収剤の入口側のＳＯｘ濃
度を推定するＳＯｘ濃度推定手段と、このＳＯｘ濃度が
所定レベルとなったときに上記ＳＯｘ吸収剤からＳＯｘ
を強制的に放出させるＳＯｘ放出手段と、を備えている
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 【請求項２】 上記ＳＯｘ濃度推定手段は、ＳＯｘ吸収
剤に残存しているＳＯｘ吸収量を推定するＳＯｘ吸収量
推定手段と、このＳＯｘ吸収量をパラメータの一つとし
てＳＯｘ吸収剤のＳＯｘ吸収率を求めるＳＯｘ吸収率推
定手段と、を含み、上記ＳＯｘ吸収率を用いてＳＯｘ濃
度を推定することを特徴とする請求項１記載の内燃機関
の排気浄化装置。 - 【請求項３】 上記ＳＯｘ放出手段は、内燃機関の空燃
比を一時的にリッチとする空燃比制御手段からなること
を特徴とする請求項１または２に記載の内燃機関の排気
浄化装置。 - 【請求項４】 上記ＳＯｘ放出手段は、内燃機関の空燃
比を一時的にリッチとする空燃比制御手段からなり、上
記ＳＯｘ吸収量推定手段は、空燃比を一時的にリッチと
したときの排気温度、リッチ度合いおよびリッチ化の期
間からＳＯｘ放出量を推定して、残存するＳＯｘ吸収量
を修正することを特徴とする請求項２記載の内燃機関の
排気浄化装置。 - 【請求項５】 上記ＳＯｘ吸収率推定手段は、ＳＯｘ吸
収剤に残存しているＳＯｘ吸収量と、ＳＯｘ吸収剤の入
口側の排気温度と、空燃比と、をパラメータとしてＳＯ
ｘ吸収率を求めることを特徴とする請求項２記載の内燃
機関の排気浄化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3665899A JP3674358B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| EP00103087A EP1030043A3 (en) | 1999-02-16 | 2000-02-15 | Exhaust gas purification device for engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3665899A JP3674358B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000234512A true JP2000234512A (ja) | 2000-08-29 |
| JP3674358B2 JP3674358B2 (ja) | 2005-07-20 |
Family
ID=12475968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3665899A Expired - Lifetime JP3674358B2 (ja) | 1999-02-16 | 1999-02-16 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP1030043A3 (ja) |
| JP (1) | JP3674358B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121086B2 (en) | 2001-06-08 | 2006-10-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Desulphating of nitrogen oxide trapping catalyst |
| JP2008069737A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
| WO2008123629A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2010236554A (ja) | 2002-09-05 | 2010-10-21 | Johnson Matthey Plc | リーンバーンエンジン用排気機構 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3938136B2 (ja) * | 2003-10-29 | 2007-06-27 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4100412B2 (ja) * | 2005-04-12 | 2008-06-11 | トヨタ自動車株式会社 | 圧縮着火式内燃機関の排気浄化装置 |
| FR2897103B1 (fr) * | 2006-02-09 | 2011-06-10 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | Systeme et procede d'elimination de sox (oxyde de soufre), module d'arret pour ce systeme |
| WO2011055456A1 (ja) * | 2009-11-09 | 2011-05-12 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1994012778A1 (en) * | 1992-12-03 | 1994-06-09 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas cleaning apparatus for internal combustion engines |
| JP2743751B2 (ja) | 1993-02-03 | 1998-04-22 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| EP0892159A3 (en) * | 1997-07-17 | 2000-04-26 | Hitachi, Ltd. | Exhaust gas cleaning apparatus and method for internal combustion engine |
-
1999
- 1999-02-16 JP JP3665899A patent/JP3674358B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
2000
- 2000-02-15 EP EP00103087A patent/EP1030043A3/en not_active Withdrawn
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7121086B2 (en) | 2001-06-08 | 2006-10-17 | Nissan Motor Co., Ltd. | Desulphating of nitrogen oxide trapping catalyst |
| JP2010236554A (ja) | 2002-09-05 | 2010-10-21 | Johnson Matthey Plc | リーンバーンエンジン用排気機構 |
| JP2008069737A (ja) * | 2006-09-15 | 2008-03-27 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
| WO2008123629A1 (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-16 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2008255891A (ja) * | 2007-04-05 | 2008-10-23 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4605174B2 (ja) * | 2007-04-05 | 2011-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN101542086B (zh) * | 2007-04-05 | 2011-04-06 | 丰田自动车株式会社 | 内燃机的排气净化装置 |
| US8132401B2 (en) | 2007-04-05 | 2012-03-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust purification device of internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1030043A2 (en) | 2000-08-23 |
| EP1030043A3 (en) | 2003-02-12 |
| JP3674358B2 (ja) | 2005-07-20 |
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