JP2005188476A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】内燃機関の排気浄化装置において、排気浄化触媒の各部位の触媒温度を推定するにあたり、各部位の初期温度に対して少なくとも該各部位に流入する排気の温度、該排気に含まれる還元剤量および該各部位内の熱容量を加味するとともに、排気浄化触媒において後端部位を含む下流側の各部位の初期温度を、該触媒温度推定開始時における排気浄化触媒から流出する排気の温度に基づいて決定される推定触媒温度に設定し、該排気浄化触媒において前端部位を含む残りの上流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における該推定触媒温度より低い温度であって内燃機関における所定箇所の温度に設定する。
【選択図】 図4
Description
前記排気浄化触媒に流入する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記排気浄化触媒の下流側に設けられ、該排気浄化触媒から流出する排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気浄化触媒を排気の流れ方向に沿って複数部位に分割し、分割された該排気浄化触媒の各部位の触媒温度を、該各部位の初期温度に対して少なくとも該各部位に流入する排気の温度、該排気に含まれる還元剤量および該各部位内の熱容量を加味することで、推定する触媒温度推定手段と、
前記触媒温度推定手段によって推定される、前記排気浄化触媒において排気が流入する部位である前端部位の触媒温度が暫定触媒活性温度を超えているときに、前記還元剤添加手段による排気への還元剤の添加を行う還元剤添加制御手段と、前記触媒温度推定手段によって推定される前記前端部位の触媒温度が前記暫定触媒活性温度より高い触媒活性温度を超えるとき、前記排気浄化触媒は触媒活性状態にあると判定する触媒活性判定手段と、前記排気温度検出手段によって検出される排気温度に基づいて該排気浄化触媒において排気が流出する後端部位の触媒温度である第一後端部位温度を推定する後端部位温度推定手段と、前記後端部位温度推定手段によって推定される前記第一後端部位温度と前記触媒温度推定手段によって推定される該後端部位の触媒温度である第二後端部位温度との温度差に基づいて、該触媒温度推定手段によって推定された各部位の触媒温度を補正する触媒温度補正手段と、を備え、前記触媒温度推定手段は、前記排気浄化触媒の各部位の触媒温度推定にあたり、該排気浄化触媒において前記後端部位を含む下流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における前記第一後端部位温度に設定するとともに、該排気浄化触媒において前記前端部位を含む残りの上流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における該第一後端部位温度より低い温度であって前記内燃機関における所定箇所の温度に設定する。
部位に対して、それぞれに初期温度を設定し、その設定温度に対して少なくとも各部位に流入する排気の温度、該排気に含まれる還元剤量および該各部位内の熱容量を加味することで、各部位の触媒温度を推定する。即ち、初期温度を起点として少なくとも流入排気の熱エネルギーと還元剤の酸化によって発生する酸化熱エネルギーによる温度上昇が加味されることで、各部位の推定触媒温度が推定される。更に、排気浄化触媒の熱容量を考慮することで、流入排気温度の変動による影響を緩和し、比較的安定的な触媒温度の推定が可能となる。
位については上述までと同じように触媒温度推定手段による触媒温度の推定が行われ、後端部位については後端部位温度推定手段による触媒温度の推定が行われる。次に、排気浄化触媒が触媒活性状態にあると判定された後は、後端部位を含む全ての部位において、触媒温度推定手段による触媒温度の推定が行われることとなる。このような触媒温度が推定される場合において、排気浄化触媒が触媒活性状態にあると判定されたときに、該判定前後の後端部位の温度差に基づいて温度補正が行われる。
指令に従って燃料添加弁6から排気通路3を流れる排気に供給される燃料量等が制御される。また、図1には図示されていないが内燃機関1に備えられている燃料噴射弁もECU20と電気的に接続され、ECU20からの指令に従って燃料噴射弁からの燃料の噴射時期や噴射量が制御される。
いて酸化されずに残った燃料であり、また排気EX_0の温度は、酸化触媒4から流出した排気の温度である。
化されなかった燃料HC_bが後端部位5cへ供給される。
、線L3で表される)と後端部位5cの推定温度推移(図4中、線L4で表される)を示す。尚、これらの温度は、触媒温度推定手段で推定される。また、図4には、後端部位温度推定手段による第一後端部位温度の推移(図4中、線L5で表される)も併せて示す。図4の横軸は時間であり、時間t2は図3に示す時間t2と同様にフィルタ5が半暖機状態で内燃機関1が再始動した時点を、時間t3は前端部位5aの触媒温度が暫定触媒活性温度Tp1を超えた時点を、時間t4は前端部位5aの触媒温度が触媒活性温度Tp2を超えた時点を表す。
はS107へ進み、フィルタ5は触媒活性状態にあると判定し、本制御を終了する。また、排気温度thco2が所定排気温度thco0以下であると判定されるときは、フィルタ5は触媒半暖機状態にあると判定し、S109へ進む。
と冷却水温度thwとの温度差が比較的大きいと、内燃機関1の機関停止後比較的時間が経過しておらず、フィルタ5が触媒半暖機状態である蓋然性が高い。また、排気温度thco2と冷却水温度thwとの温度差が比較的小さいと、内燃機関1の機関停止後比較的長い時間が経過して、フィルタ5の各部位の触媒温度がほぼ一様となっている蓋然性が高い。そこで、排気温度thco2と冷却水温度thwとの温度差と基準となる所定温度差ΔTcとを比較して、フィルタ5の各部位の触媒温度の状態を判断する。
示されていないが、図4に示す場合と同様に、初期温度を第一後端部位温度とした上で、触媒温度推定手段による推定が行われる。
後端部位5cの触媒温度は徐々に上昇し、一定のオーバーシュートをもって、後端部位5cの触媒温度は目標となる触媒温度に収束する。
3・・・・排気通路
4・・・・酸化触媒
4a・・・・前端部位
4b・・・・後端部位
5・・・・フィルタ
5a・・・・前端部位
5b・・・・中間部位
5c・・・・後端部位
6・・・・燃料添加弁
7・・・・排気温度センサ
11・・・・水温センサ
20・・・・ECU
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、酸化能を有する排気浄化触媒と、
前記排気浄化触媒に流入する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記排気浄化触媒の下流側に設けられ、該排気浄化触媒から流出する排気の温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気浄化触媒を排気の流れ方向に沿って複数部位に分割し、分割された該排気浄化触媒の各部位の触媒温度を、該各部位の初期温度に対して少なくとも該各部位に流入する排気の温度、該排気に含まれる還元剤量および該各部位内の熱容量を加味することで、推定する触媒温度推定手段と、
前記触媒温度推定手段によって推定される、前記排気浄化触媒において排気が流入する部位である前端部位の触媒温度が暫定触媒活性温度を超えているときに、前記還元剤添加手段による排気への還元剤の添加を行う還元剤添加制御手段と、
前記触媒温度推定手段によって推定される前記前端部位の触媒温度が前記暫定触媒活性温度より高い触媒活性温度を超えるとき、前記排気浄化触媒は触媒活性状態にあると判定する触媒活性判定手段と、
前記排気温度検出手段によって検出される排気温度に基づいて該排気浄化触媒において排気が流出する後端部位の触媒温度である第一後端部位温度を推定する後端部位温度推定手段と、
前記後端部位温度推定手段によって推定される前記第一後端部位温度と前記触媒温度推定手段によって推定される該後端部位の触媒温度である第二後端部位温度との温度差に基づいて、該触媒温度推定手段によって推定された各部位の触媒温度を補正する触媒温度補正手段と、を備え、
前記触媒温度推定手段は、前記排気浄化触媒の各部位の触媒温度推定にあたり、該排気浄化触媒において前記後端部位を含む下流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における前記第一後端部位温度に設定するとともに、該排気浄化触媒において前記前端部位を含む残りの上流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における該第一後端部位温度より低い温度であって前記内燃機関における所定箇所の温度に設定することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記排気浄化触媒の触媒温度上昇時において前記前端部位の触媒温度が前記後端部位の触媒温度より所定温度以上低くなる触媒半暖機状態であるか否かを判定する触媒半暖機判定手段を、更に備え、
前記触媒半暖機判定手段によって前記排気浄化触媒が触媒半暖機状態であると判定されるときに、前記触媒温度推定手段は、該排気浄化触媒の各部位の触媒温度推定にあたり、該排気浄化触媒において前記後端部位を含む下流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における前記第一後端部位温度に設定するとともに、該排気浄化触媒において前記前端部位を含む残りの上流側の各部位の初期温度を該触媒温度推定開始時における該第一後端部位温度より低い温度であって前記内燃機関における所定箇所の温度に設定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記内燃機関が機関停止した後、該内燃機関が再度始動するときに、
前記触媒半暖機判定手段は、前記内燃機関が機関停止したときの前記排気温度検出手段によって検出される第一排気温度と該内燃機関が再度始動するときの該排気温度検出手段によって検出される第二排気温度との温度差に基づいて、前記排気浄化触媒が触媒半暖機状態であるか否かを判定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記触媒半暖機判定手段によって前記排気浄化触媒が触媒半暖機状態であると判定されるときは、該触媒半暖機判定手段によって前記排気浄化触媒が触媒半暖機状態でないと判定されるときと比べて前記触媒活性温度の値を低く設定することを特徴とする請求項2又は請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記触媒活性判定手段によって前記排気浄化触媒が触媒活性状態にあると判定されるまでは、前記後端部位の触媒温度を前記触媒温度推定手段に代わって前記
後端部位温度推定手段によって推定し、
前記触媒活性判定手段によって前記排気浄化触媒が触媒活性状態にあると判定された後は、前記後端部位の触媒温度を、該判定時における前記第一後端部位温度を初期温度として前記触媒温度推定手段によって推定し、
前記触媒活性判定手段によって前記排気浄化触媒が触媒活性状態にあると判定されるとき、該判定前の前記後端部位の触媒温度と該判定後の該後端部位の触媒温度との温度差に基づいて、前記触媒温度推定手段によって推定された該後端部位を除く各部位の触媒温度を補正することを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
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