JP2006161647A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化を行う排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust purification system that performs exhaust purification of an internal combustion engine.
内燃機関の排気通路に設けられたいわゆる吸蔵還元型NOx触媒(以下、「NOx触媒」ともいう。)によって、排気中のNOxを還元、浄化する技術が知られている。しかし、このNOx触媒にはNOxと同様に排気中のSOxも吸蔵される。そして、この吸蔵SOx量が増加しSOx被毒状態となると、NOx触媒によるNOxの還元、浄化能力が低下する。 A technique for reducing and purifying NOx in exhaust gas by a so-called storage reduction type NOx catalyst (hereinafter also referred to as “NOx catalyst”) provided in an exhaust passage of an internal combustion engine is known. However, this NOx catalyst also stores SOx in the exhaust as well as NOx. And when this amount of occluded SOx increases and it becomes a SOx poisoning state, the NOx reduction and purification ability by the NOx catalyst is lowered.
そこで、NOx触媒のSOx被毒の回復を、内燃機関の減速運転状態又はアイドル運転状態のときに実行する技術が公開されている(例えば、特許文献1を参照。)。この技術においては、内燃機関の減速運転状態やアイドル運転状態時の排気流量が少ないときに還元剤の燃料をNOx触媒に供給することで、比較的少量の燃料でSOx被毒状態からの回復が可能となる。
内燃機関の減速運転状態やアイドル運転状態等の排気流量が少ないときに還元剤の燃料をNOx触媒に供給することで、内燃機関のSOx被毒の回復を行う場合、NOx触媒における還元剤とSOxとの反応が比較的良好に行われるため、少ない燃料で効率的に、吸蔵されたSOxの放出が可能となる。 When recovering the SOx poisoning of the internal combustion engine by supplying the fuel of the reducing agent to the NOx catalyst when the exhaust gas flow rate is low, such as in the deceleration operation state or the idle operation state of the internal combustion engine, the reducing agent and SOx in the NOx catalyst are recovered. Therefore, the stored SOx can be efficiently released with a small amount of fuel.
しかし、その反面、NOx触媒に流入する排気流量が少ない状態で多量の硫黄分が排出されることになるため、排気中の硫黄分の濃度が上昇し、特に硫化水素による悪臭が顕著となる虞がある。 However, on the other hand, since a large amount of sulfur is discharged with a small exhaust flow rate flowing into the NOx catalyst, the concentration of sulfur in the exhaust increases, and in particular, bad odor due to hydrogen sulfide may become prominent. There is.
本発明では、上記した問題に鑑み、NOx触媒(吸蔵還元型NOx触媒)を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのSOx被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避することを目的とする。 In the present invention, in view of the above problems, in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine equipped with a NOx catalyst (occlusion reduction type NOx catalyst), when the SOx poisoning is recovered, the concentration of the sulfur content in the exhaust gas increases, and an odor It aims at avoiding becoming remarkable.
本発明では、上記した問題を解決するために、NOx触媒のSOx被毒回復時に発生する硫黄分濃度と排気流量との関係に着目した。それは、硫黄分による悪臭の影響は硫黄分の濃度に大きく依存するからである。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, attention is paid to the relationship between the concentration of sulfur generated when SOx poisoning of the NOx catalyst is recovered and the exhaust gas flow rate. This is because the effect of bad odor due to the sulfur content greatly depends on the concentration of the sulfur content.
そこで、本発明は、内燃機関の排気浄化システムであって、内燃機関の排気通路に設けられた吸蔵還元型NOx触媒(NOx触媒)と、前記吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒を回復させるSOx被毒回復手段と、前記SOx被毒回復手段によって前記吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒回復が実行されるときの、該吸蔵還元型NOx触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、前記吸蔵還
元型NOx触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、を備える。
Accordingly, the present invention is an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, which is a storage reduction type NOx catalyst (NOx catalyst) provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and an SOx that recovers SOx poisoning of the storage reduction type NOx catalyst. Estimating the concentration of sulfur in the exhaust gas flowing out from the NOx storage reduction catalyst when SOx poisoning recovery of the NOx storage reduction catalyst is executed by the poisoning recovery means and the SOx poisoning recovery means. Or a sulfur concentration estimating means to detect, and an exhaust gas that increases the flow rate of exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst as the concentration of sulfur content in the exhaust gas estimated or detected by the sulfur concentration estimating means increases. A flow rate adjusting means.
上記の内燃機関の排気浄化システムでは、NOx触媒によって排気中のNOxが還元、浄化される。そして、排気中のNOxと同様にSOxもNOx触媒に吸蔵される。ここで、NOx触媒における吸蔵SOx量が増加すると、NOx触媒に吸蔵し得るNOx量が低下するため、結果的にNOx触媒によるNOxの還元、浄化能力が低下することになる。 In the internal combustion engine exhaust gas purification system, NOx in the exhaust gas is reduced and purified by the NOx catalyst. And SOx is occluded by the NOx catalyst as well as NOx in the exhaust. Here, when the amount of SOx stored in the NOx catalyst increases, the amount of NOx that can be stored in the NOx catalyst decreases. As a result, the NOx reduction and purification ability of the NOx catalyst decreases.
そこで、そのようなときは、SOx被毒回復手段によって、NOx触媒に吸蔵されSOx被毒状態となっているNOx触媒のNOx浄化能力の回復が図られる。具体的には、NOx触媒の温度をSOx被毒回復に適した温度まで上昇させるとともに、NOx触媒に流入する空燃比をリッチ状態とし、NOx触媒の周囲に還元剤が存在する雰囲気を形成する。例えば、内燃機関における燃焼状態を制御してそのような状態を形成してもよく、また排気中に燃料を添加することで該状態を形成してもよい。 Therefore, in such a case, the SOx poisoning recovery means recovers the NOx purification ability of the NOx catalyst stored in the NOx catalyst and in the SOx poisoning state. Specifically, the temperature of the NOx catalyst is raised to a temperature suitable for SOx poisoning recovery, the air-fuel ratio flowing into the NOx catalyst is made rich, and an atmosphere in which a reducing agent exists around the NOx catalyst is formed. For example, such a state may be formed by controlling the combustion state in the internal combustion engine, or the state may be formed by adding fuel to the exhaust gas.
このようにSOx被毒回復手段によってNOx触媒のSOx被毒回復が図られるとき、NOx触媒から流出する排気中にはNOx触媒に吸蔵されていた硫黄分が流れ出すため、排気中の硫黄分の量が増加する。そこで、その排気中の硫黄分の濃度を硫黄濃度推定手段によって推定し、又は検出し、その結果に基づいて排気流量調整手段によってNOx触媒に流入する排気流量が調整される。 Thus, when SOx poisoning recovery of the NOx catalyst is achieved by the SOx poisoning recovery means, the sulfur content stored in the NOx catalyst flows out into the exhaust gas flowing out from the NOx catalyst, so the amount of sulfur content in the exhaust gas Will increase. Therefore, the concentration of sulfur in the exhaust gas is estimated or detected by the sulfur concentration estimating means, and the exhaust flow rate flowing into the NOx catalyst is adjusted by the exhaust flow rate adjusting means based on the result.
その結果、NOx触媒のSOx被毒回復時に、NOx触媒から流出し大気中に放出される排気中の硫黄分の濃度は比較的低い値に維持することが可能となり、以て硫黄分による悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。尚、排気流量調整手段では、NOx触媒に流入する排気流量が調整されるため、NOx触媒に新気が流入されて硫黄分濃度が調整される場合よりも、NOx触媒の温度を高温に維持することが可能となる。 As a result, when SOx poisoning of the NOx catalyst is recovered, the concentration of the sulfur content in the exhaust gas that flows out of the NOx catalyst and is released into the atmosphere can be maintained at a relatively low value. It becomes possible to avoid becoming conspicuous. The exhaust flow rate adjusting means adjusts the exhaust flow rate flowing into the NOx catalyst, so that the temperature of the NOx catalyst is maintained at a higher temperature than when the fresh air flows into the NOx catalyst and the sulfur concentration is adjusted. It becomes possible.
ここで、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記硫黄濃度推定手段は、前記吸蔵還元型NOx触媒のSOx吸蔵量が多いほど排気中の硫黄分の濃度は高いと推定するようにしてもよい。即ち、SOx吸蔵量が多くなるほど、NOx触媒のSOx被毒回復時における硫黄分の放出量が増加することを勘案したものである。 Here, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine, the sulfur concentration estimating means may estimate that the concentration of sulfur in the exhaust gas is higher as the SOx storage amount of the NOx storage reduction catalyst is larger. . That is, it is considered that the amount of sulfur released during the recovery of SOx poisoning of the NOx catalyst increases as the SOx storage amount increases.
また、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記SOx被毒回復手段による前記吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒回復がアイドル運転時に実行される場合、前記排気流量調整手段は、前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従いアイドル回転速度を増加させることで、該吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気流量を増大させるようにしてもよい。 Further, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine described above, when the SOx poisoning recovery means performs SOx poisoning recovery of the NOx storage reduction catalyst during idle operation, the exhaust flow rate adjusting means includes the sulfur concentration The exhaust gas flow rate that flows into the NOx storage reduction catalyst may be increased by increasing the idle rotation speed as the concentration of the sulfur content in the exhaust gas estimated or detected by the estimating means increases.
内燃機関がアイドル運転状態にあるときは、NOx触媒に流入する排気流量は比較的少ない。そこで、この場合、NOx触媒に流入する排気量の調整を、アイドル回転速度自体を調整することで行うものである。 When the internal combustion engine is in an idle operation state, the exhaust flow rate flowing into the NOx catalyst is relatively small. Therefore, in this case, the exhaust amount flowing into the NOx catalyst is adjusted by adjusting the idle rotation speed itself.
ここで、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記SOx被毒回復手段は、前記吸蔵還元型NOx触媒を昇温させるとともに該吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の空燃比をリーン側の空燃比とリッチ側の空燃比に交互に切り替えることで、該吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒を回復させる場合、前記排気流量調整手段は、該吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気の空燃比が前記リーン側空燃比とされるときに該吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気流量を増大させるようにしてもよい。 Here, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine described above, the SOx poisoning recovery means raises the temperature of the NOx storage reduction catalyst and sets the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst on the lean side. When the SOx poisoning of the NOx storage reduction catalyst is recovered by alternately switching between the air fuel ratio and the rich side air fuel ratio, the exhaust flow rate adjusting means is configured to provide an air fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst. When the lean air-fuel ratio is set, the flow rate of exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst may be increased.
SOx被毒回復手段によってNOx触媒のSOx被毒状態を回復させるにあたって、NOx触媒に流入する排気の空燃比をリーン側空燃比とリッチ側空燃比とに交互に切り替え
る。このようにすることで、NOx触媒の温度が過度に上昇することなく、SOx被毒の回復が行われる。ここで、NOx触媒に吸蔵されたSOxの放出が主に行われるのは、NOx触媒に流入する排気の空燃比がリッチ側空燃比であるときである。排気の空燃比がリーン側空燃比とされているときは、NOx触媒の温度上昇を抑制するときでもあるため、ここでNOx触媒に流入する排気流量を増大させることで、SOx被毒回復時における過度の昇温防止が可能となるとともに、平均的な排気中の硫黄分濃度を下げて硫黄分による悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。
When the SOx poisoning recovery means recovers the SOx poisoning state of the NOx catalyst, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is alternately switched between the lean side air-fuel ratio and the rich side air-fuel ratio. By doing so, the SOx poisoning is recovered without excessively increasing the temperature of the NOx catalyst. Here, the SOx occluded in the NOx catalyst is mainly released when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst is the rich air-fuel ratio. When the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to the lean side air-fuel ratio, it is also a time to suppress the temperature rise of the NOx catalyst, so by increasing the exhaust gas flow rate flowing into the NOx catalyst here, at the time of SOx poisoning recovery Excessive temperature rise can be prevented, and it becomes possible to reduce the concentration of sulfur in the average exhaust gas and to prevent the bad odor due to the sulfur from becoming prominent.
NOx触媒(吸蔵還元型NOx触媒)を備える内燃機関の排気浄化システムにおいて、そのSOx被毒を回復させるときに排気中の硫黄分の濃度が上昇し、悪臭が顕著となるのを回避することが可能となる。 In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine equipped with a NOx catalyst (occlusion reduction type NOx catalyst), it is possible to prevent the concentration of sulfur in the exhaust gas from increasing when the SOx poisoning is recovered, and the odor from becoming prominent. It becomes possible.
ここで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施例について図面に基づいて説明する。 Now, an embodiment of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る排気浄化システムが適用される内燃機関1およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。内燃機関1は、4つの気筒2を有する圧縮着火式内燃機関である。また、気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。燃料噴射弁3は、所定圧に加圧された燃料を貯留する蓄圧室4と接続されている。内燃機関1には吸気枝管7が接続されており、吸気枝管7の各枝管は、吸気ポートを介して燃焼室に接続される。同様に、内燃機関1には排気枝管12が接続され、排気枝管12の各枝管は排気ポートを介して燃焼室に接続される。ここで、吸気ポートおよび排気ポートには、各々吸気弁および排気弁が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an
また、吸気枝管7は吸気管8に接続されている。吸気管8の上流部には吸気管8を流れる吸入空気量を検出するエアフローメータ9が設けられ、更にその下流には、吸気管8内を流れる吸気の流量を調節する吸気絞り弁10が設けられている。この吸気絞り弁10には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁10を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ11が取り付けられている。
The intake branch pipe 7 is connected to the
吸気絞り弁10の上流側の吸気管8には、排気のエネルギーを駆動源として作動する過給機16のコンプレッサ側が設けられ、排気枝管12には過給機16のタービン側が設けられている。過給機16はいわゆる可変容量型過給機であって、その内部に可動式のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を調整することで、過給機16による過給圧が制御される。過給機16より下流であって吸気絞り弁10の上流の吸気管8には、過給機16によって加圧されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ15が設けられている。インタークーラ15は冷却用の冷却水が供給されており、その供給量が調整されることで、インタークーラ15の冷却能力が制御される熱交換装置である。
The
また、過給機16のタービン側は、排気管13と接続され、この排気管13は、下流にてマフラーに接続されている。そして、排気管13の途中には、いわゆる吸蔵還元型NOx触媒のNOx触媒14が設けられている。また、NOx触媒14の上流の排気管13には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁17が備えられている。
Further, the turbine side of the
更に、内燃機関1には、EGR装置21が設けられている。EGR装置21は排気枝管12を流れる排気の一部を吸気枝管7へ再循環させる。EGR装置21は、排気枝管12(上流側)から吸気枝管7(下流側)へ延出しているEGR通路22と、EGR通路22
上に上流側から順に設けられたEGRガス冷却用のEGRクーラ23と、EGRガスの流量調整用のEGR弁24と、から構成される。
Further, the
It is composed of an
また、内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(以下、「ECU」という)20が併設されている。このECU20は、CPUの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するROM、RAM等を備えており、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御するユニットである。
The
ここで、燃料噴射弁3は、ECU20からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ECU20からの指令によって、燃料噴射弁3からの燃料噴射時期および燃料噴射量が、内燃機関1の機関負荷や機関回転速度等の運転状態に応じて、噴射弁毎に制御される。また、燃料添加弁17も、ECU20からの指令に従って制御される。
Here, the fuel injection valve 3 performs an opening / closing operation by a control signal from the
更に、クランクポジションセンサ30がECU20と電気的に接続されており、ECU20は内燃機関1の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関1の機関回転速度や、各気筒2におけるピストン位置等を検出する。
Further, the crank
このように構成される内燃機関1においては、主にNOx触媒14によって排気の浄化が行われる。NOx触媒14においては、排気の空燃比がリーン状態であるとき排気中のNOxがその内部に吸蔵され、排気の空燃比がリッチ状態となり且つ還元剤(燃料添加弁17から添加された燃料)が存在する状態では、吸蔵されたNOxを還元、浄化するべく機能する。ここで、NOx触媒14には排気中のSOxもNOxと同様に吸蔵される。そして、このSOx吸蔵量が増加しSOx被毒状態となると、NOx触媒14によるNOx浄化能力が低下するため、吸蔵されたSOxをNOx触媒14から放出させてNOx触媒14のNOx浄化能力を回復させる必要がある。
In the
しかし、このSOx被毒状態からの回復を行う際、吸蔵されたSOxが還元剤と反応し硫化水素が発生する場合があり、悪臭が顕著となる虞がある。そこで、SOx被毒状態からの回復時における悪臭が顕著となるのを抑制するために、図2に示す排気流量制御を行う。尚、本実施例における排気流量制御は、内燃機関1がアイドル運転状態にあるときに、ECU20によって一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。
However, when recovering from this SOx poisoning state, the stored SOx may react with the reducing agent to generate hydrogen sulfide, which may cause a bad odor. Therefore, the exhaust gas flow rate control shown in FIG. 2 is performed in order to suppress the odor from becoming prominent during recovery from the SOx poisoning state. The exhaust flow rate control in the present embodiment is a routine that is repeatedly executed by the
S101では、NOx触媒14のSOx被毒状態を解消すべく、SOx被毒回復制御が開始される。具体的には、燃料噴射弁3の燃料噴射量、燃料噴射時期を調整して排気温度を上昇させるとともに、燃料添加弁17から排気中に燃料を添加する。これにより、NOx触媒14に吸蔵されていたSOxが放出されるとともに、SOxが還元されて硫化水素が発生し始める。S101の処理が終了すると、S102へ進む。
In S101, SOx poisoning recovery control is started to eliminate the SOx poisoning state of the
S102では、NOx触媒14のSOx被毒回復制御が行われている際のアイドル回転速度が算出される。ここで、図3に示すように、NOx触媒14に吸蔵されているSOx量が多くなるに従い、SOx被毒回復制御時に放出されるSOx量が多くなるため、排気中の硫黄分の濃度は高くなる。排気中の硫黄分濃度が高くなると硫化水素の発生量も増加し悪臭がより顕著となる。
In S102, the idle rotation speed when the SOx poisoning recovery control of the
そこで、S102では、NOx触媒14に吸蔵されているSOx量に従って、アイドル回転速度が算出される。アイドル回転速度が高くなるに従い、NOx触媒14に流れ込む排気流量は増加するため、NOx触媒14に吸蔵されているSOx量が多いほど、SOx被毒回復制御が行われている際のアイドル回転速度としてより高い回転速度が算出される。このようにすることで、排気中の硫黄分の濃度が上昇するのを抑制することが可能となる。
Therefore, in S102, the idle rotation speed is calculated according to the amount of SOx stored in the
尚、SOx吸蔵量の算出については、内燃機関1において消費された燃料量を考慮するとともに、S101で開始されたSOx被毒回復制御によって放出されたSOx量をも考慮する。S102の処理が終了すると、S103へ進む。
The calculation of the SOx occlusion amount takes into account the amount of fuel consumed in the
S103では、S102で算出されたSOx被毒回復制御時のアイドル回転数に内燃機関1の機関回転速度がなるべく、燃料噴射弁3からの燃料噴射量が調整され、アイドル回転速度が変更される。S103の処理が終了すると、S104へ進む。
In S103, the fuel injection amount from the fuel injection valve 3 is adjusted to change the idle rotation speed so that the engine rotation speed of the
S104では、NOx触媒14のSOx被毒回復が終了したか否かが判定される。具体的には、NOx触媒14に吸蔵されているSOx量が所定量より少なくなった場合にSOx被毒回復が終了したと判定される。SOx被毒回復が終了したと判定されるとS105へ進み、SOx被毒回復が終了していないと判定されるとS102以降の処理が再び行われる。
In S104, it is determined whether the SOx poisoning recovery of the
S105では、NOx触媒14のSOx被毒回復制御が終了したことで、硫化水素の発生が中断されることをもって、内燃機関1のアイドル回転速度を、SOx被毒回復制御が開始される前の回転速度である通常アイドル回転速度に設定し直す。S105の処理後、本制御を終了する。
In S105, when the SOx poisoning recovery control of the
本制御によると、NOx触媒14のSOx被毒回復制御時に発生する硫黄分量に応じて、アイドル回転速度を介して排気流量が調整される。その結果、NOx触媒14から流れ出す排気中の硫黄分の濃度(硫化水素濃度)は比較的低い値に保たれ、悪臭が顕著となることが回避される。
According to this control, the exhaust gas flow rate is adjusted via the idle rotation speed in accordance with the sulfur content generated during the SOx poisoning recovery control of the
NOx触媒14のSOx被毒回復時に悪臭が顕著となるのを回避するための排気流量制御の第二の実施例について、図4および図5に基づいて説明する。図4には、排気流量制御に関するフローチャートを示す。図5には、図4の排気流量制御が行われるときの、排気流量の推移(図5(a)に示す。)、排気中の硫黄分濃度の推移(図5(b)に示す。)、NOx触媒14のSOx吸蔵量の推移(図5(c)に示す。)、排気の空燃比の推移(図5(d)に示す。)をそれぞれ示す。この排気流量制御は、ECU20によって行われる制御である。
A second embodiment of the exhaust gas flow rate control for avoiding a noticeable bad odor at the time of recovery of SOx poisoning of the
S201では、NOx触媒14のSOx被毒状態を解消すべく、SOx被毒回復制御が開始される。具体的には、燃料噴射弁3の燃料噴射量、燃料噴射時期を調整して排気温度を上昇させるとともに、燃料添加弁17から排気中に燃料を添加する。その際、NOx触媒14の過度の昇温を回避するために、燃料添加弁17からの添加量等を調整し、NOx触媒14に流入する排気の空燃比がリッチ側の空燃比とリーン側の空燃比に交互になる、いわゆるリッチスパイク制御が行われる。リッチスパイク制御による排気の空燃比の推移が図5(d)に示されている。
In S201, SOx poisoning recovery control is started to eliminate the SOx poisoning state of the
そして、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるときに、主にNOx触媒14に吸蔵されていたSOxが放出されるとともに、SOxが還元されて硫化水素が発生し始める。従って、図5(b)に示すように、NOx触媒14から流出する排気中の硫黄分濃度は、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされると徐々に増加していく。それと同時に、図5(c)に示すように、排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるとNOx触媒14に吸蔵されているSOx量が減少することになる。S201の処理が終了すると、S202へ進む。
When the air-fuel ratio of the exhaust gas is set to the rich-side air-fuel ratio, SOx stored mainly in the
S202では、SOx被毒回復制御のリッチスパイク制御において、NOx触媒14に流入する排気の空燃比をリッチ側空燃比とする期間であるか否かが判定される。該判定においてリッチ側空燃比とする期間であると判定されるとS203へ進み、リッチ側空燃比とする期間でないと判定されるとS205へ進む。
In S202, it is determined in the rich spike control of the SOx poisoning recovery control whether or not it is a period during which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
S203では、NOx触媒14に流入する排気の空燃比をリッチ側空燃比とすべく、いわゆる低温燃焼が行われるとともに、燃料添加弁17からの燃料添加が行われる。低温燃焼では、EGR装置21によるEGRガス量を増大させることで燃焼前後の排気中の酸素濃度を低下させる。これとともに燃料添加弁17からの燃料添加により、排気の空燃比がリッチ側空燃比となる。S203の処理が終了すると、S204へ進む。
In S203, so-called low-temperature combustion is performed and fuel is added from the
S205では、NOx触媒14に流入する排気の空燃比をリーン側空燃比とする高温、高排気流量燃焼が行われる。具体的には、燃料噴射時期を遅角側に移行するとともに、吸気絞り弁10の開度を閉じ側に変更する。これにより排気温度を上昇させるとともにEGR弁24の開度を閉じ側に変更して排気流量を増量する。従って、図5(a)に示すように、この高温、高排気流量燃焼が行われる間は、S203での低温燃焼が行われているときと比べて、排気流量が増大する。尚、NOx触媒14からのSOx放出量は徐々に減少することに併せて、高温、高排気流量燃焼時の排気流量も徐々に減少されていく。S205の処理が終了すると、S204へ進む。
In S205, high-temperature, high exhaust flow combustion is performed with the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
S204では、上述したS104と同様に、NOx触媒14のSOx被毒回復が終了したか否かが判定される。SOx被毒回復が終了したと判定されると本制御を終了し、SOx被毒回復が終了していないと判定されるとS202以降の処理が再び行われる。
In S204, as in S104 described above, it is determined whether or not the SOx poisoning recovery of the
本制御によると、SOx被毒回復制御において、NOx触媒14に流入する排気の空燃比がリーン側の空燃比とされるとき、即ち、NOx触媒14から放出される硫黄分量が少ないときに積極的に排気流量が増量される。これによって、NOx触媒14に流入する排気の空燃比がリッチ側の空燃比とされるときを含めたSOx被毒回復制御全体での、平均的な排気中の硫黄分濃度を低下させることが可能となり、以て硫黄分による悪臭が顕著となるのが回避され得る。
According to this control, in the SOx poisoning recovery control, when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
1・・・・内燃機関
3・・・・燃料噴射弁
7・・・・吸気枝管
10・・・・吸気絞り弁
11・・・・吸気絞り用アクチュエータ
12・・・・排気枝管
13・・・・排気管
14・・・・吸蔵還元型NOx触媒(NOx触媒)
17・・・・燃料添加弁
20・・・・ECU
21・・・・EGR装置
24・・・・EGR弁
DESCRIPTION OF
17 ...
21 ...
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前記吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒を回復させるSOx被毒回復手段と、
前記SOx被毒回復手段によって前記吸蔵還元型NOx触媒のSOx被毒回復が実行されるときの、該吸蔵還元型NOx触媒から流出する排気中の硫黄分の濃度を推定し、又は検出する硫黄濃度推定手段と、
前記硫黄濃度推定手段によって推定され、又は検出される排気中の硫黄分の濃度が高くなるに従い、前記吸蔵還元型NOx触媒に流入する排気流量を増大させる排気流量調整手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An NOx storage reduction catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine;
SOx poisoning recovery means for recovering SOx poisoning of the NOx storage reduction catalyst;
Sulfur concentration that estimates or detects the concentration of sulfur in the exhaust gas flowing out from the NOx storage reduction catalyst when SOx poisoning recovery of the NOx storage reduction catalyst is executed by the SOx poisoning recovery means An estimation means;
An exhaust flow rate adjusting means for increasing the exhaust flow rate flowing into the NOx storage reduction catalyst as the sulfur concentration in the exhaust gas estimated or detected by the sulfur concentration estimating means increases;
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising:
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