JP2005083298A - 内燃機関の排気浄化触媒制御方法及び排気浄化触媒制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 空燃比AF≦AFrである時に(S204で「YES」)、下流側の排気浄化触媒の上流側排気温Texinが Texin > Tsin である条件(S206)と、下流側の排気浄化触媒の下流側排気温Texoutが Texout > Tsoutである条件(S208)との少なくとも一方が満足された場合にS被毒からの回復演算を実行する(S210)。このことにより、S被毒からの回復程度を高精度に求めることができる。したがってS被毒回復制御にて適切に触媒床温の昇温処理と空燃比低下処理とを実行できるので、上流側のNOx吸蔵還元触媒に劣化や詰まりなどの故障が生じても、下流側の排気浄化触媒の熱劣化を促進させることがなく、かつ燃費の悪化を招くことがない。
【選択図】 図3
Description
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化触媒制御方法は、内燃機関の排気系に上流から下流へ複数配置され硫黄被毒により排気浄化能力が低下する排気浄化触媒に対して、硫黄被毒時に上流から燃料添加することで触媒床温の昇温処理と空燃比低下処理とを実行することにより硫黄被毒回復制御を行う排気浄化触媒制御方法であって、前記空燃比低下処理にて空燃比が基準空燃比以下に低下されている状態で、前記排気浄化触媒の内で上流から2番目以降の排気浄化触媒の下流側で検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い場合に、硫黄被毒からの回復演算を実行することを特徴とする。
請求項5に記載の内燃機関の排気浄化触媒制御装置では、請求項4において、前記硫黄被毒回復演算手段は、前記硫黄被毒回復制御時に前記第1排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも低い状態が継続した場合に前記排気浄化触媒の内で上流側の排気浄化触媒が故障したと判定することを特徴とする。
図1は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及び制御装置の概略構成を表すブロック図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
尚、NOx吸蔵還元触媒36aの上流には第1空燃比センサ42が、更にNOx吸蔵還元触媒36aとフィルタ38aとの間には第1排気温センサ44が配置されている。又、フィルタ38aと酸化触媒40aとの間において、フィルタ38aの近くには第2排気温センサ46が、酸化触媒40aの近くには第2空燃比センサ48が配置されている。
図2のフローチャートにECU70により実行されるS被毒量Sx算出・判定処理を示す。本処理はフィルタ38a上のNOx吸蔵還元触媒及びNOx吸蔵還元触媒36aに対するS被毒量Sxを算出して、後述するS被毒回復制御処理を実行するか否かを判定する処理である。本処理は一定時間毎の割り込みで実行される。なお個々の処理内容に対応するフローチャート中のステップを「S〜」で表す。
[式1]
Sx ← Sxold + Sinc
ここで右辺の前回値Sxoldは前回の制御周期にて算出されたS被毒量Sxである。S被毒増加量Sincは1制御周期にフィルタ38a及びNOx吸蔵還元触媒36aに供給される燃料中のS成分量を表している。このS成分量は燃料噴射弁58からの燃料噴射量Qとエンジン回転数NEとからマップあるいは計算により求められる。
Sx ← Sxold + Sinc − Sdec
ここで右辺の前回値Sxold及びS被毒増加量Sincは前記式1で述べたごとくである。S放出量Sdecは1制御周期にフィルタ38a及びNOx吸蔵還元触媒36aから放出されるS成分量を表している。このS放出量Sdecは一定値が設定される。Sinc≪Sdecであるので、式2の演算によりS被毒量Sxは減少する。すなわちS被毒からの回復演算がなされることになる。
そしてS被毒量Sxの減少によりS被毒量Sx≦「0」となると(S112で「NO」)、次にS被毒回復制御実行中か否かが判定される(S114)。ここではS被毒回復制御実行中であるので(S114で「YES」)、S被毒回復制御停止が設定される(S116)。このことによりS被毒回復制御は停止する。
次の制御周期では、S被毒回復制御は停止したことからS放出制御は実行されていないので(S100で「NO」)、前記式1にてS被毒量Sxの増加演算を開始し、最初の状態に戻る。
(イ).第1排気温センサ44と第2排気温センサ46とを設けている場合に、第1排気温センサ44にて検出される上流側排気温Texinは、2つ設けられた排気浄化触媒(NOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38a)の内で上流側のNOx吸蔵還元触媒36aの触媒床温を高精度に反映した温度を示している。このため上流側排気温Texinが高温判定基準温度Tsinよりも高ければ、上流側のNOx吸蔵還元触媒36aについて触媒床温がS放出可能な床温に達していると判断できる。更にこのことにより下流側のフィルタ38aについても既にS放出可能な触媒床温に達しているか、又は今後直ちにS放出可能な触媒床温に上昇してくると判断することができる。
本実施の形態では、前記S放出判定フラグFsr設定処理(図3)の代わりに図6に示すS放出判定フラグFsr設定処理が実行される。S被毒量Sx算出・判定処理(図2)やハード構成については前記実施の形態1と同じであるので図1,2についても参照する。
本処理が開始されると、まずS放出制御実行中か否かが判定される(S302)。S放出制御実行中で無ければ(S302で「NO」)、S放出判定フラグFsrには「OFF」が設定される(S320)。こうして一旦本処理を終了する。したがってS放出制御実行中で無い状態ではFsr=「OFF」の状態が継続する。
一方、Texin≦Tsinであれば(S308で「NO」)、次にこのTexin≦Tsinである状態が継続している時間をカウントする(S310)。この継続時間カウントはNOx吸蔵還元触媒36aの故障を判断するためである。すなわちS被毒回復制御において昇温処理後に行われているS放出制御時であるにもかかわらず、Texin≦Tsinである状態が継続した場合にはNOx吸蔵還元触媒36aが故障していると判断できるからである。
ステップS314にて上流側触媒が故障との判定が行われた直後、又はその後の周期で、ステップS316の判定にてTexout>Tsoutとなれば(S316で「YES」)、S放出判定フラグFsrに「ON」が設定される(S318)。そして次の制御周期でも、Texout>Tsoutであるので(S316で「YES」)、S放出判定フラグFsr=「ON」が継続する(S318)。
上述した構成において、第2空燃比センサ48が空燃比検出手段に相当する。ECU70が実行するS被毒量Sx算出・判定処理(図2)のステップS102,S104,S106及びS放出判定フラグFsr設定処理(図6)が硫黄被毒回復演算手段としての処理に相当する。
(イ).前記実施の形態1にて説明したごとく、上流側排気温Texinが高温判定基準温度Tsinよりも高ければ、上流側のNOx吸蔵還元触媒36aについて触媒床温がS放出可能な床温に達していると判断できる。更にこのことにより下流側のフィルタ38aについても既にS放出可能な触媒床温に達しているか、又は今後直ちにS放出可能な触媒床温に上昇してくると判断することができる。そして、下流側排気温Texoutが高温判定基準温度Tsoutよりも高ければ、少なくとも下流側のフィルタ38aについて触媒床温がS放出可能な床温に達していると判断できる。
(a).前記各実施の形態においてはS被毒される触媒としては2つの排気浄化触媒(NOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38a)を備えた構成であったが、3以上の複数のS被毒される排気浄化触媒を備えたものであっても良い。この3以上の排気浄化触媒の内で2番目以降の排気浄化触媒の上流側と下流側での排気温に基づいて、前記各実施の形態にて実行した制御を適用することで、前述した効果を生じさせることができる。
Claims (6)
- 内燃機関の排気系に上流から下流へ複数配置され硫黄被毒により排気浄化能力が低下する排気浄化触媒に対して、硫黄被毒時に上流から燃料添加することで触媒床温の昇温処理と空燃比低下処理とを実行することにより硫黄被毒回復制御を行う排気浄化触媒制御方法であって、
前記空燃比低下処理にて空燃比が基準空燃比以下に低下されている状態で、前記排気浄化触媒の内で上流から2番目以降の排気浄化触媒の下流側で検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い場合に、硫黄被毒からの回復演算を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒制御方法。 - 内燃機関の排気系に上流から下流へ複数配置され硫黄被毒により排気浄化能力が低下する排気浄化触媒に対して、硫黄被毒時に上流から燃料添加することで触媒床温の昇温処理と空燃比低下処理とを実行することにより硫黄被毒回復制御を行う排気浄化触媒制御装置であって、
前記排気浄化触媒の内で上流から2番目以降の排気浄化触媒の下流側で排気温を検出する排気温センサと、
前記燃料添加が行われる位置よりも下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段にて空燃比が基準空燃比以下に低下されていると検出されている状態で、前記排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い場合に硫黄被毒からの回復演算を実行する硫黄被毒回復演算手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒制御装置。 - 内燃機関の排気系に上流から下流へ2つ配置され硫黄被毒により排気浄化能力が低下する排気浄化触媒に対して、硫黄被毒時に上流から燃料添加することで触媒床温の昇温処理と空燃比低下処理とを実行することにより硫黄被毒回復制御を行う排気浄化触媒制御装置であって、
前記2つの排気浄化触媒の間で排気温を検出する第1排気温センサと、
前記排気浄化触媒の内で下流側の排気浄化触媒の下流側で排気温を検出する第2排気温センサと、
前記燃料添加が行われる位置よりも下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記空燃比検出手段にて空燃比が基準空燃比以下に低下されていると検出されている状態で、前記第1排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い条件と、前記第2排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い条件との少なくとも一方が満足された場合に硫黄被毒からの回復演算を実行する硫黄被毒回復演算手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒制御装置。 - 内燃機関の排気系に上流から下流へ2つ配置され硫黄被毒により排気浄化能力が低下する排気浄化触媒に対して、硫黄被毒時に上流から燃料添加することで触媒床温の昇温処理と空燃比低下処理とを実行することにより硫黄被毒回復制御を行う排気浄化触媒制御装置であって、
前記2つの排気浄化触媒の間で排気温を検出する第1排気温センサと、
前記排気浄化触媒の内で下流側の排気浄化触媒の下流側で排気温を検出する第2排気温センサと、
前記燃料添加が行われる位置よりも下流の排気空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記排気浄化触媒の内で上流側の排気浄化触媒が故障していない時には前記空燃比検出手段にて空燃比が基準空燃比以下に低下されていると検出されている状態で前記第1排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い場合に硫黄被毒からの回復演算を実行し、前記上流側の排気浄化触媒が故障している時には前記空燃比検出手段にて空燃比が基準空燃比以下に低下されていると検出されている状態で前記第2排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも高い場合に硫黄被毒からの回復演算を実行する硫黄被毒回復演算手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒制御装置。 - 請求項4において、前記硫黄被毒回復演算手段は、前記硫黄被毒回復制御時に前記第1排気温センサにて検出される排気温が高温判定基準温度よりも低い状態が継続した場合に前記排気浄化触媒の内で上流側の排気浄化触媒が故障したと判定することを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒制御装置。
- 請求項2〜5のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒は内燃機関の排気系に上流から下流へ複数配置されたNOx吸蔵還元触媒であり、上流から2番目以降の排気浄化触媒は、排気中の粒子状物質を濾過するフィルタを基体として、該フィルタ上にNOx吸蔵還元触媒の層が形成された構成であることを特徴とする内燃機関の排気浄化触媒制御装置。
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