JP2008223723A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008223723A JP2008223723A JP2007066725A JP2007066725A JP2008223723A JP 2008223723 A JP2008223723 A JP 2008223723A JP 2007066725 A JP2007066725 A JP 2007066725A JP 2007066725 A JP2007066725 A JP 2007066725A JP 2008223723 A JP2008223723 A JP 2008223723A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- period
- fuel ratio
- air
- catalyst
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Images
Landscapes
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
Abstract
【課題】パージ処理時における燃費低下を抑制する。
【解決手段】パージ処理時において、パージ処理開始から三元触媒に吸蔵された酸素が放出されるまでの第1の期間では三元触媒に吸蔵された酸素が放出されるように排気空燃比を制御し(S30、S32)、第1の期間以降の第2の期間では窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように排気空燃比を制御する(S38)。その際に、第1の期間での排気空燃比を第2の期間での排気空燃比よりリーン側に設定する。
【選択図】図3
【解決手段】パージ処理時において、パージ処理開始から三元触媒に吸蔵された酸素が放出されるまでの第1の期間では三元触媒に吸蔵された酸素が放出されるように排気空燃比を制御し(S30、S32)、第1の期間以降の第2の期間では窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように排気空燃比を制御する(S38)。その際に、第1の期間での排気空燃比を第2の期間での排気空燃比よりリーン側に設定する。
【選択図】図3
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、NOx(窒素酸化物)吸蔵触媒に捕捉されたNOxをパージ処理する技術に関する。
内燃機関(エンジン)の排ガス浄化システムのうち、排気通路に三元触媒を備えたものが知られている。三元触媒は、排気空燃比が適正範囲内である場合に、排気中のHC、CO及びNOxを効率的に除去する機能を有する。三元触媒には、更に酸素ストレージ機能が備えられており、排気空燃比がリーンであるときには酸素を吸蔵する一方、排気空燃比がリッチであるときには吸蔵している酸素を放出することで、排気空燃比が適正範囲から若干外れた場合でも、NOx等の除去性能を確保している。
更に、排ガス浄化システムには、三元触媒の下流側にNOx吸蔵触媒を備えたものがある。このようにNOx吸蔵触媒を三元触媒の下流側に配置することで、排気空燃比が適正範囲から大きく外れて三元触媒からNOxが流出しても、このNOxはNOx吸蔵触媒に吸蔵され、大気中への排出が防止される。そして、NOx吸蔵触媒には、NOxの吸蔵により排気の浄化性能が低下しないように、NOxを除去する必要がある。
NOx吸蔵触媒に吸蔵されているNOxを除去する方法としては、空燃比をリーンから一時的にリッチにするパージ処理(NOxパージ処理)を実施することで、未燃燃料(HC)や一酸化炭素(CO)を還元剤としてNOx吸蔵触媒に流入させてNOxを還元除去する方法が一般に知られている。
しかし、NOx吸蔵触媒の上流側の排気通路に、三元触媒のような酸素ストレージ機能を有する触媒を備えた場合では、パージ処理を行う際に空燃比をリーンからリッチに切り換えた直後において、三元触媒から酸素が放出されることにより、NOx吸蔵触媒に流入する排気の空燃比が上昇してパージ効果が十分に得られないという問題点がある。そこで、リーンからリッチに切り換えた直後に、排気の空燃比を更にリッチ化することで、パージ処理開始からパージ効果を迅速に得る方法も開発されている(特許文献1)。
特許第3788049号公報
しかし、NOx吸蔵触媒の上流側の排気通路に、三元触媒のような酸素ストレージ機能を有する触媒を備えた場合では、パージ処理を行う際に空燃比をリーンからリッチに切り換えた直後において、三元触媒から酸素が放出されることにより、NOx吸蔵触媒に流入する排気の空燃比が上昇してパージ効果が十分に得られないという問題点がある。そこで、リーンからリッチに切り換えた直後に、排気の空燃比を更にリッチ化することで、パージ処理開始からパージ効果を迅速に得る方法も開発されている(特許文献1)。
しかしながら、上記のように、パージ処理の開始直後において排気の空燃比を更にリッチ化させると、パージ効果を迅速には得られるものの、燃料消費量が増加するので、燃費の悪化は避けられない。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、NOx吸蔵触媒に吸蔵されているNOxを還元除去するパージ処理時において、燃費低下を抑制可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、NOx吸蔵触媒に吸蔵されているNOxを還元除去するパージ処理時において、燃費低下を抑制可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をストイキ又はリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、窒素酸化物吸蔵触媒の上流側の前記排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の酸素を吸蔵し、この吸蔵した酸素をストイキ又はリッチ空燃比雰囲気下で放出する酸素ストレージ機能を有する前段触媒と、内燃機関の排気の空燃比を調整する空燃比調整手段と、空燃比を一時的にリッチ化してリッチパージ雰囲気になるように空燃比調整手段を制御する制御手段と、を備え、制御手段は、リッチパージ雰囲気にするパージ処理時において、リッチ化した直後の第1の期間と、該第1の期間以降の第2の期間とで空燃比を変更し、第1の期間での空燃比を第2の期間での空燃比よりリーン側に制御することを特徴とする。
また、請求項2の発明では、請求項1において、第1の期間及び第2の期間を設定する期間設定手段を更に備え、期間設定手段は、前段触媒に吸蔵された酸素が放出されるように第1の期間を設定するとともに、窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように第2の期間を設定することを特徴とする。
また、請求項3の発明では、請求項2において、窒素酸化物吸蔵触媒での窒素酸化物の吸蔵量を推定する窒素酸化物吸蔵量推定手段を更に備え、期間設定手段は、第2の期間を窒素酸化物吸蔵量推定手段により推定された窒素酸化物の吸蔵量に基づいて設定することを特徴とする。
また、請求項3の発明では、請求項2において、窒素酸化物吸蔵触媒での窒素酸化物の吸蔵量を推定する窒素酸化物吸蔵量推定手段を更に備え、期間設定手段は、第2の期間を窒素酸化物吸蔵量推定手段により推定された窒素酸化物の吸蔵量に基づいて設定することを特徴とする。
また、請求項4の発明では、請求項2または3において、前段触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を備え、期間設定手段は、触媒温度検出手段により検出された触媒の温度に基づいて第1の期間を設定することを特徴とする。
また、請求項5の発明では、請求項2または3において、期間設定手段は、第1の期間を一定値に設定することを特徴とする。
また、請求項5の発明では、請求項2または3において、期間設定手段は、第1の期間を一定値に設定することを特徴とする。
本発明の請求項1の内燃機関の排気浄化装置によれば、パージ処理時において、リッチ化した直後の第1の期間での空燃比をそれ以降の第2の期間での空燃比よりリーン側に制御するので、リッチ化した直後において前段触媒に吸蔵された酸素が放出される際に燃料消費量を抑制することができる。したがって、パージ処理時における燃費を向上させることができる。
また、請求項2の内燃機関の排気浄化装置によれば、前段触媒に吸蔵された酸素が放出されるように第1の期間が設定されるので、前段触媒に吸蔵された酸素が放出されるまで
燃料消費量を抑えることができる。
また、窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように第2の期間が設定されるので、パージ処理を適切な期間実行させることができ、燃料消費を抑制しつつ窒素酸化物吸蔵触媒から窒素酸化物を確実に還元除去させることができる。
燃料消費量を抑えることができる。
また、窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように第2の期間が設定されるので、パージ処理を適切な期間実行させることができ、燃料消費を抑制しつつ窒素酸化物吸蔵触媒から窒素酸化物を確実に還元除去させることができる。
また、請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、第2の期間は窒素酸化物の推定吸蔵量に基づいて設定されるので、窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように適切な期間に設定することができる。
また、請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、第1の期間が前段触媒の温度に基づいて設定されるので、前段触媒に吸蔵された酸素が放出されるように第1の期間を適切に設定することができる。
また、請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、第1の期間が前段触媒の温度に基づいて設定されるので、前段触媒に吸蔵された酸素が放出されるように第1の期間を適切に設定することができる。
また、請求項5の内燃機関の排気浄化装置によれば、第1の期間が一定値に設定されるので期間設定手段における期間設定を簡素化することができる。
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
図1は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
図1に示すように、内燃機関であるエンジン本体(以下、エンジンという)1としては、例えば、燃料噴射モードを切り換えることで吸気行程での燃料噴射(吸気行程噴射モード)とともに圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射モード)を実施可能な筒内噴射型リーンバーンエンジンが採用される。詳しくは、このエンジン1は、吸気行程噴射モードでは、主として理論空燃比(ストイキオ)での運転モードの他、リッチ空燃比での運転モード(以下、リッチ運転モード)を選択可能であり、圧縮行程噴射モードでは、主としてリーン空燃比での運転モード(以下、リーン運転モード)を選択可能である。
図1は、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の構成図である。
図1に示すように、内燃機関であるエンジン本体(以下、エンジンという)1としては、例えば、燃料噴射モードを切り換えることで吸気行程での燃料噴射(吸気行程噴射モード)とともに圧縮行程での燃料噴射(圧縮行程噴射モード)を実施可能な筒内噴射型リーンバーンエンジンが採用される。詳しくは、このエンジン1は、吸気行程噴射モードでは、主として理論空燃比(ストイキオ)での運転モードの他、リッチ空燃比での運転モード(以下、リッチ運転モード)を選択可能であり、圧縮行程噴射モードでは、主としてリーン空燃比での運転モード(以下、リーン運転モード)を選択可能である。
同図に示すように、エンジン1のシリンダヘッド2には、電磁式の燃料噴射弁(空燃比調整手段)3が取り付けられている。燃料噴射弁3には、燃料パイプ4を介して燃料タンクを擁した燃料供給装置(図示せず)が接続されている。より詳しくは、燃料供給装置には、高圧燃料ポンプが設けられており、これにより、燃料タンク内の燃料を燃料噴射弁3に対し高燃圧で供給し、この燃料を燃料噴射弁3から筒内に向けて所望の燃圧で噴射可能である。また、エンジン1には、クランク角度を検出するクランク角センサ33が設けられている。
エンジン1の吸気通路である吸気管10には、吸気中の塵埃を除去するエアフィルタ11が介装されている。また、エアフィルタ11の下流側の吸気通路10には、吸気流量を検出するエアフローセンサ12及び吸気流量を調節する電磁式のスロットル弁13が設けられている。
一方、エンジン1の排気通路である排気管20には、三元触媒21及びNOxトラップ触媒(窒素酸化物吸蔵触媒)22が介装されている。三元触媒21は、前段触媒としてエンジン1の排気ポート23の近傍に配置され、担体に活性貴金属として白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd),銅(Cu)、コバルト(Co)、銀(Ag)のいずれかを有し、活性状態でHC、CO及びNOxを除去する。
一方、エンジン1の排気通路である排気管20には、三元触媒21及びNOxトラップ触媒(窒素酸化物吸蔵触媒)22が介装されている。三元触媒21は、前段触媒としてエンジン1の排気ポート23の近傍に配置され、担体に活性貴金属として白金(Pt)、ロジウム(Rh)、パラジウム(Pd),銅(Cu)、コバルト(Co)、銀(Ag)のいずれかを有し、活性状態でHC、CO及びNOxを除去する。
NOxトラップ触媒22は、床下触媒として三元触媒21の下流側に配置され、例えば、白金(Pt),パラジウム(Pd)等の貴金属を含んだ担体に、バリウム(Ba),カリウム(K)等のNOx吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気(酸化雰囲気)下でNOxを捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気(還元雰囲気)下で、捕捉しているNOxを放出し、排気中のHC、COと反応させて還元する機能を有している。
排気管20と吸気管10との間には、電磁開閉弁であるEGR弁30が介挿されたEGR管31が設けられている。EGR管31は、一端が排気ポート23近傍で排気管20に接続される一方、他端がエンジン1の吸気ポート32近傍で吸気管10に接続され、排気管20と吸気管10とを連通する。
ECU(電子コントロールユニット:制御手段)40は、エンジン1等の制御を行うよう構成され、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。
ECU(電子コントロールユニット:制御手段)40は、エンジン1等の制御を行うよう構成され、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。
ECU40の入力側には、上述したエアフローセンサ12、クランク角センサ33の他に、アクセル開度を検出するアクセル開度センサ41等の各種センサ類が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
一方、ECU40の出力側には、上述した燃料噴射弁3、スロットル弁13及びEGR弁30の他に点火プラグ等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づきECU40において演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入空気量、EGR量、点火時期等がそれぞれ出力され、これにより、適正なタイミングでスロットル弁13及びEGR弁30が開閉操作され、燃料噴射弁3から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射されるとともに、点火プラグにより適正なタイミングで火花点火が実施される。
一方、ECU40の出力側には、上述した燃料噴射弁3、スロットル弁13及びEGR弁30の他に点火プラグ等の各種出力デバイスが接続されており、これら各種出力デバイスには各種センサ類からの検出情報に基づきECU40において演算された燃料噴射量、燃料噴射時期、吸入空気量、EGR量、点火時期等がそれぞれ出力され、これにより、適正なタイミングでスロットル弁13及びEGR弁30が開閉操作され、燃料噴射弁3から適正量の燃料が適正なタイミングで噴射されるとともに、点火プラグにより適正なタイミングで火花点火が実施される。
詳しくは、ECU40では、各種センサ類からの検出情報に基づいて燃料噴射モードを決定するとともにエンジン1の筒内における目標空燃比を設定するようにしており、燃料噴射量は当該目標空燃比に応じて設定される。なお、目標空燃比に応じて燃料噴射量が設定されることにより、排気管20内における排気の空燃比が目標空燃比に呼応して調整される。
更に、ECU40は、リーン運転モード中においてNOxトラップ触媒22に吸蔵されたNOxを放出し還元すべく、定期的にNOxのパージ処理を行うように構成されている。詳しくは、ECU40は、リーン運転時間または吸入空気量等の積算値が所定値に達したときに、燃料噴射弁3を制御し、筒内空燃比をリーンから一時的にリッチにするよう構成されている。
図2〜図4は、上記パージ処理を実行するためのECU40における制御手順を示すフローチャートであり、以下同フローチャートに沿い本発明に係るNOxのパージ処理について説明する。
本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
先ず、図2に示すように、ステップS10では、クランク角センサ33により検出したクランク角の推移に基づいてエンジン1の回転速度Neを算出するとともに、アクセル開度センサ41から入力したアクセル開度に基づいてエンジン1の負荷Peを推定する。エンジン1の負荷Peは、例えばあらかじめ試験等により確認し設定したマップから読み出すことにより求めればよい。そして、ステップS12に進む。
本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
先ず、図2に示すように、ステップS10では、クランク角センサ33により検出したクランク角の推移に基づいてエンジン1の回転速度Neを算出するとともに、アクセル開度センサ41から入力したアクセル開度に基づいてエンジン1の負荷Peを推定する。エンジン1の負荷Peは、例えばあらかじめ試験等により確認し設定したマップから読み出すことにより求めればよい。そして、ステップS12に進む。
ステップS12では、リッチパージフラグF1がONである(F1=1)か否かを判別する。リッチパージフラグF1がONでない(F1=0)場合は、ステップS14に進む。
ステップS14では、エンジン1がリーン運転中であるか否か、詳しくは、前述の目標空燃比がリーンに設定されているか否かを判別する。リーン運転中である場合は、ステップS16に進む。
ステップS14では、エンジン1がリーン運転中であるか否か、詳しくは、前述の目標空燃比がリーンに設定されているか否かを判別する。リーン運転中である場合は、ステップS16に進む。
ステップ16では、ステップS10において取得した回転速度Ne及び負荷Peに基づいて、エンジン1から排出した排気のNOx濃度である排出NOx濃度Cnを推定する。排出NOx濃度Cnは、例えば、あらかじめ試験等により確認して設定したマップ等から読み出すことによって求めればよい。または、三元触媒21の上流側の排気管20にNOxセンサを設け、このNOxセンサにより排出NOx濃度Cnを求めてもよい。そして、ステップS18に進む。
ステップS18では、エアフローセンサ12から吸気量Qaを入力し、この吸気量QaとステップS16において推定した排出NOx濃度Cnとに基づいて、単位時間当たりのNOx排出量Qnを推定する。NOx排出量Qnは、例えば、あらかじめ試験等により確認して設定したマップ等から読み出すことによって求めればよい。そして、ステップ20に進む。
ステップS20において推定したNOx排出量Qnを積算する。そして、ステップS22に進む。
ステップS20において推定したNOx排出量Qnを積算する。そして、ステップS22に進む。
ステップS22では、ステップS20において演算したNOx排出量Qnの積算値から、この量のNOxをNOxトラップ触媒22から還元除去するために必要な燃料の使用量Qrb1を推定する。燃料の使用量Qrb1は、例えば、あらかじめ試験等により確認して設定したマップ等から読み出すことによって求めればよい。そして、ステップS24に進む。
ステップS24では、リッチパージ(パージ処理)の実行タイミングであるか否かを判別する。リッチパージの実行タイミングは、NOxトラップ触媒22のNOx吸蔵量が許容値を超えないように、例えば前述のようにリーン運転時間や吸入空気量の積算値が許容値に達したか否かで判別すればよい。リッチパージの実行タイミングである場合には、ステップS26に進む。
ステップS24では、リッチパージ(パージ処理)の実行タイミングであるか否かを判別する。リッチパージの実行タイミングは、NOxトラップ触媒22のNOx吸蔵量が許容値を超えないように、例えば前述のようにリーン運転時間や吸入空気量の積算値が許容値に達したか否かで判別すればよい。リッチパージの実行タイミングである場合には、ステップS26に進む。
ステップS26では、リッチパージフラグF1をONにする(F1=1)。そして、本ルーチンを終了する。
一方、図3に示すように、ステップS12において、リッチパージフラグF1がONである(F1=1)と判定した場合には、ステップS30に進む。
ステップS30では、リッチパージを開始してから三元触媒21に吸蔵されている酸素を消費((放出)するために筒内に噴射した燃料消費量Qraが所定値Qra1以上であるか否かを判別する。所定値Qra1は、三元触媒21の酸素ストレージ能力に対応した量であって、三元触媒21に吸蔵可能な最大酸素量を消費するのに必要な燃料に設定すればよい。燃料消費量Qraが所定値Qra1未満である場合は、ステップS32に進む。
一方、図3に示すように、ステップS12において、リッチパージフラグF1がONである(F1=1)と判定した場合には、ステップS30に進む。
ステップS30では、リッチパージを開始してから三元触媒21に吸蔵されている酸素を消費((放出)するために筒内に噴射した燃料消費量Qraが所定値Qra1以上であるか否かを判別する。所定値Qra1は、三元触媒21の酸素ストレージ能力に対応した量であって、三元触媒21に吸蔵可能な最大酸素量を消費するのに必要な燃料に設定すればよい。燃料消費量Qraが所定値Qra1未満である場合は、ステップS32に進む。
ステップS32では、三元触媒21に吸蔵されている酸素が消費されるように空燃比制御を行う。このときの筒内空燃比は12〜13の間で適宜設定すればよい。図5は、筒内空燃比と三元触媒21での酸素を消費するために必要な燃料使用量との関係を示すグラフである。図5に示すように、筒内空燃比が12〜13の間で燃料使用量が低下していることから、上記のように筒内空燃比は12〜13の間に設定することが望ましいことが伺える。そして、ステップS34に進む。
ステップS34では、空燃比制御がテーリング中であるか否かを判別する。テーリング中でない場合は、ステップS36に進む。このように、テーリング中であるか否かにより判別するのは、テーリング中では空燃比が不安定であることから、このような場合において後述する空燃比の切り換えを防止するためである。
ステップS36では、燃料消費量Qraを積算する。そして、本ルーチンを終了する。
ステップS36では、燃料消費量Qraを積算する。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップS30において、燃料消費量Qraが所定値Qra1以上であると判定された場合には、ステップS38に進む。
ステップS38では、NOxトラップ触媒22に吸蔵されているNOxが除去されるように空燃比制御を行う。このときの空燃比は、12未満に設定すればよい。図6は、筒内空燃比とパージ処理時での燃料消費量とNOxトラップ触媒22からのNOx排出量との関係を示すグラフである。図6に示すように、筒内空燃比をリッチ側にすることで、燃料消費量とNOx排出量とが低下するので、筒内空燃比を極力リッチ側に設定することが望ましいことが伺える。そして、ステップS40に進む。
ステップS38では、NOxトラップ触媒22に吸蔵されているNOxが除去されるように空燃比制御を行う。このときの空燃比は、12未満に設定すればよい。図6は、筒内空燃比とパージ処理時での燃料消費量とNOxトラップ触媒22からのNOx排出量との関係を示すグラフである。図6に示すように、筒内空燃比をリッチ側にすることで、燃料消費量とNOx排出量とが低下するので、筒内空燃比を極力リッチ側に設定することが望ましいことが伺える。そして、ステップS40に進む。
ステップS40では、NOxトラップ触媒22に吸蔵されているNOxを除去するための燃料消費量QrbがステップS22において推定した燃料の使用量Qrb1より大きいか否かを判別する。燃料消費量Qrbが使用量Qrb1より大きい場合は、ステップS42に進む。
ステップS42では、リッチパージフラグF1をOFFにする(F1=0)。そして、ステップS44に進む。
ステップS42では、リッチパージフラグF1をOFFにする(F1=0)。そして、ステップS44に進む。
ステップS44では、リッチパージ終了フラグF2をONにする(F2=1)。そして、本ルーチンを終了する。
一方、図4に示すように、ステップS14において、リーン運転中でないと判定した場合は、ステップS50に進む。
ステップS50では、リッチパージ終了フラグF2がONである(F2=1)か否かを判別する。リッチパージ終了フラグF2がONである(F2=1)場合は、ステップS52に進む。
一方、図4に示すように、ステップS14において、リーン運転中でないと判定した場合は、ステップS50に進む。
ステップS50では、リッチパージ終了フラグF2がONである(F2=1)か否かを判別する。リッチパージ終了フラグF2がONである(F2=1)場合は、ステップS52に進む。
ステップS52では、燃料消費量Qrbを0にリセットする。そして、ステップS54に進む。
ステップS54では、NOx排出量Qnを0にリセットする。そしてステップS56に進む。
ステップS56では、排気空燃比がストイキオになるように、ストイキパージ制御を行う。このストイキパージ制御は、リッチパージ後での微量なNOx漏れを防止するために実施される。そして、ステップS58に進む。
ステップS54では、NOx排出量Qnを0にリセットする。そしてステップS56に進む。
ステップS56では、排気空燃比がストイキオになるように、ストイキパージ制御を行う。このストイキパージ制御は、リッチパージ後での微量なNOx漏れを防止するために実施される。そして、ステップS58に進む。
ステップS58では、リッチパージ終了フラグF2をOFFにする(F2=0)。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップS50において、リッチパージ終了フラグF2がOFFである(F2=0)と判定した場合は、ステップS60に進む。
ステップS60では、パージ処理を行わない燃料噴射モードに基づく通常の空燃比制御を行う。そして、本ルーチンを終了する。
一方、ステップS50において、リッチパージ終了フラグF2がOFFである(F2=0)と判定した場合は、ステップS60に進む。
ステップS60では、パージ処理を行わない燃料噴射モードに基づく通常の空燃比制御を行う。そして、本ルーチンを終了する。
また、ステップS24においてリッチパージの実行タイミングでないと判定された場合、ステップS34においてテーリング中であると判定した場合、ステップS40において燃料消費量Qrbが必要量Qrb1以下であると判定した場合も、本ルーチンを終了する。
図7は、パージ処理時における筒内空燃比、三元触媒21へのCO流入量及びNOxトラップ触媒22へのCO流入量の推移を示すタイムチャートである。
図7は、パージ処理時における筒内空燃比、三元触媒21へのCO流入量及びNOxトラップ触媒22へのCO流入量の推移を示すタイムチャートである。
以上のように制御することで、本実施形態では、リーン運転時に吸入空気量と排出NOx濃度CnからNOx排出量Qnを推定し、これを積算して、NOx吸蔵量を推定する。そして、このNOx吸蔵量のNOxが除去されるように、パージ処理(リッチパージ)が行われる。特に、本願発明では、リーンからリッチに切り換わる際に、始めに三元触媒21に吸着している酸素が消費されるまでの第1の期間では、筒内空燃比が12〜13に設定される。これにより、リーンからリッチへの切換直後の第1の期間では、三元触媒21に吸着している酸素が消費されるのに適正な空燃比に設定されるので、燃料の消費が抑制され、燃費の悪化を抑制することができる。なお、第1の期間では三元触媒21からCOが排出されないので、このように筒内空燃比を12〜13に抑えても、それ以上にリッチ側に設定した場合と比較してNOxトラップ触媒22におけるNOxの除去性能は極端に低下することはない。そして、その後の第2の期間では、三元触媒21からCOが排出されるので、空燃比を12よりリッチ側に設定することで、NOxトラップ触媒22に吸蔵しているNOxを効率的に除去することができる。
また、本実施形態では、所定値Qra1を一定値に、即ち第1の期間を一定時間に設定している。これにより、筒内空燃比を12〜13に抑制する第1の期間の設定を簡易に制御することができる。
なお、本実施形態では、三元触媒21に吸蔵されている酸素を消費するために必要な燃料消費量である所定値Qra1を一定値に設定しているが、これに限定するものではなく、例えば三元触媒21の温度を検出する温度センサを更に備え、この温度センサにより検出した三元触媒21の温度に基づいて、所定値Qra1を設定してもよい。これにより、三元触媒21の温度に基づく酸素ストレージ能力の変化を補正して第1の期間を正確に設定することができる。
なお、本実施形態では、三元触媒21に吸蔵されている酸素を消費するために必要な燃料消費量である所定値Qra1を一定値に設定しているが、これに限定するものではなく、例えば三元触媒21の温度を検出する温度センサを更に備え、この温度センサにより検出した三元触媒21の温度に基づいて、所定値Qra1を設定してもよい。これにより、三元触媒21の温度に基づく酸素ストレージ能力の変化を補正して第1の期間を正確に設定することができる。
また、本実施形態では、NOxトラップ触媒22からNOxを還元除去するために必要な燃料の使用量Qrb1を、NOx排出量Qnの積算値から求めているが、これに限定されるものではなく、例えばリーン運転時間、リーン運転時における燃料噴射量あるいは吸入空気量の積算値等を用いて簡易に決定してもよい。
また、本実施形態では、エンジン1として筒内噴射型ガソリンエンジンを用いるようにしたが、これに限らず、ディーゼルエンジンその他リーン運転を行うエンジンであれば本願発明を適用できる。また、本実施形態では、NOxトラップ触媒22の前段触媒として三元触媒21を採用しているが、これに限定するものではなく、酸素ストレージ能力を有する触媒であれば、本発明を採用することができる。
また、本実施形態では、エンジン1として筒内噴射型ガソリンエンジンを用いるようにしたが、これに限らず、ディーゼルエンジンその他リーン運転を行うエンジンであれば本願発明を適用できる。また、本実施形態では、NOxトラップ触媒22の前段触媒として三元触媒21を採用しているが、これに限定するものではなく、酸素ストレージ能力を有する触媒であれば、本発明を採用することができる。
1 エンジン
3 燃料噴射弁
21 三元触媒
22 NOxトラップ触媒
40 ECU
3 燃料噴射弁
21 三元触媒
22 NOxトラップ触媒
40 ECU
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をストイキ又はリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒の上流側の前記排気通路に設けられ、前記リーン空燃比雰囲気下で排気中の酸素を吸蔵し、この吸蔵した酸素をストイキ又はリッチ空燃比雰囲気下で放出する酸素ストレージ機能を有する前段触媒と、
前記内燃機関の排気の空燃比を調整する空燃比調整手段と、
前記空燃比を一時的にリッチ化してリッチパージ雰囲気になるように前記空燃比調整手段を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記リッチパージ雰囲気にするパージ処理時において、前記リッチ化した直後の第1の期間と、該第1の期間以降の第2の期間とで空燃比を変更し、前記第1の期間での空燃比を前記第2の期間での空燃比よりリーン側に制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記第1の期間及び第2の期間を設定する期間設定手段を更に備え、
前記期間設定手段は、前記前段触媒に吸蔵された酸素が放出されるように前記第1の期間を設定するとともに、前記窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物が還元除去されるように前記第2の期間を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。 - 前記窒素酸化物吸蔵触媒での窒素酸化物の吸蔵量を推定する窒素酸化物吸蔵量推定手段を更に備え、
前記期間設定手段は、前記第2の期間を前記窒素酸化物吸蔵量推定手段により推定された窒素酸化物の吸蔵量に基づいて設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。 - 前記前段触媒の温度を検出する触媒温度検出手段を備え、
前記期間設定手段は、前記触媒温度検出手段により検出された触媒の温度に基づいて前記第1の期間を設定することを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記期間設定手段は、前記第1の期間を一定値に設定することを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007066725A JP2008223723A (ja) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007066725A JP2008223723A (ja) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008223723A true JP2008223723A (ja) | 2008-09-25 |
Family
ID=39842614
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007066725A Withdrawn JP2008223723A (ja) | 2007-03-15 | 2007-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008223723A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018003659A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 株式会社Subaru | 排気浄化装置の制御装置 |
-
2007
- 2007-03-15 JP JP2007066725A patent/JP2008223723A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2018003659A (ja) * | 2016-06-30 | 2018-01-11 | 株式会社Subaru | 排気浄化装置の制御装置 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4264760B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4304428B2 (ja) | 内燃機関の排気ガス浄化システム | |
JP3446815B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2007321614A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2007046494A (ja) | 内燃機関の空燃比制御装置 | |
JP4636273B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2006118433A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2009209898A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置及び方法 | |
JP2008223723A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2007162468A (ja) | 吸蔵還元型NOx触媒の劣化判定システムおよび劣化判定方法 | |
JP4962740B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2000192811A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2012002141A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4389609B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP3620568B2 (ja) | 希薄燃焼内燃機関 | |
JP4488239B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP4114025B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2005069187A (ja) | 内燃機関の燃料噴射制御装置 | |
JP3661461B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP7327329B2 (ja) | 触媒制御装置 | |
JP5521290B2 (ja) | ディーゼルエンジンの排気浄化装置 | |
JP4315121B2 (ja) | 排気浄化触媒の劣化判定装置 | |
JP4435028B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 | |
JP2010133335A (ja) | エンジンの排気浄化装置 | |
JP2005248869A (ja) | 内燃機関の排気浄化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20100601 |