JP2008291711A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008291711A JP2008291711A JP2007137049A JP2007137049A JP2008291711A JP 2008291711 A JP2008291711 A JP 2008291711A JP 2007137049 A JP2007137049 A JP 2007137049A JP 2007137049 A JP2007137049 A JP 2007137049A JP 2008291711 A JP2008291711 A JP 2008291711A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- catalyst
- exhaust gas
- temperature
- exhaust
- flow rate
- 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.)
- Granted
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine provided with a catalyst having an oxidation function provided in an exhaust passage of the internal combustion engine.
内燃機関の排気通路に酸化機能を有する触媒を設ける場合において、例えば、触媒の外周面と排気通路の内周面との間を排気が流れるように触媒を設置したり、排気通路を途中で複数の分岐通路に分岐させると共に一部の分岐通路にのみ触媒を配置したりすることで、排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置する場合がある。 When a catalyst having an oxidation function is provided in the exhaust passage of an internal combustion engine, for example, a catalyst is installed so that exhaust flows between the outer peripheral surface of the catalyst and the inner peripheral surface of the exhaust passage, or a plurality of exhaust passages are provided in the middle. In some cases, the catalyst is installed such that a part of the exhaust gas passes through the catalyst instead of the total amount of exhaust gas by branching to the branch passage and arranging the catalyst only in a part of the branch passages.
また、特許文献1には、排気中のNOxを還元する二つのNOx触媒を内燃機関の排気通路に直列に配置した構成が開示されている。この特許文献1では、下流側NOx触媒の流入ガス温度と流出ガス温度との差から下流側NOx触媒の活性状態やHC反応量を推定し、それに応じて内燃機関での後噴射時期を遅角または進角して後噴射によって噴射された燃料の改質度合を調整する。これにより上流側NOx触媒でのHC反応量を調整することで、下流側NOx触媒へのHC供給量を調整する。
本発明は、内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置した場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが可能な技術を提供することを目的とする。 The present invention can estimate the flow rate of exhaust gas passing through the catalyst with higher accuracy when the catalyst is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine so that a part of the exhaust gas passes through the catalyst instead of the total amount of exhaust gas. The purpose is to provide technology.
第一の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気のHC濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のHC濃度との割合に基づいて、排気の全流量に対する前記触媒を通過する排気の流量の割合である触媒通過率を算出する触媒通過率算出手段と、
前記触媒通過率算出手段によって算出された触媒通過率と排気の全流量とに基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする。
An internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to a first invention is
A catalyst having an oxidation function installed so that a part of the exhaust gas passes through the exhaust passage of the internal combustion engine instead of the total amount;
Based on the ratio of the HC concentration of the exhaust flowing into the catalyst and the HC concentration of the exhaust mixed with the exhaust that has passed through the catalyst and the exhaust that has not passed through the catalyst on the downstream side of the catalyst, A catalyst passage rate calculating means for calculating a catalyst passage rate that is a ratio of a flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst with respect to a total flow rate;
And a catalyst passing exhaust flow rate calculating means for calculating a flow rate of exhaust gas passing through the catalyst based on the catalyst passing rate calculated by the catalyst passing rate calculating means and the total exhaust flow rate.
ここで、触媒に流入する排気のHC濃度を上流側HC濃度と称し、触媒より下流側で触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のHC濃度を下流側HC濃度と称する。 Here, the HC concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst is referred to as the upstream HC concentration, and the HC concentration of the exhaust gas in which the exhaust gas that has passed through the catalyst downstream and the exhaust gas that has not passed through the catalyst is mixed is defined as the downstream HC concentration. This is called concentration.
排気の一部のみが触媒を通過する場合、触媒に流入した排気中のHCが触媒において酸化された分、上流側HC濃度に対して下流側HC濃度が低下する。このとき、下流側HC濃度が低いほど、触媒において酸化されたHCが多い、即ち、触媒を通過した排気の流量が多いと判断出来る。従って、上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合に基づいて触媒通過率を算出することが出来る。 When only a part of the exhaust gas passes through the catalyst, the downstream HC concentration is reduced relative to the upstream HC concentration by the amount of HC in the exhaust gas that has flowed into the catalyst being oxidized in the catalyst. At this time, it can be determined that the lower the HC concentration on the downstream side, the more HC oxidized in the catalyst, that is, the greater the flow rate of the exhaust gas that has passed through the catalyst. Therefore, the catalyst passage rate can be calculated based on the ratio between the upstream HC concentration and the downstream HC concentration.
本発明によれば、排気の一部のみが触媒を通過する場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが出来る。 According to the present invention, when only part of the exhaust gas passes through the catalyst, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst can be estimated with higher accuracy.
本発明においては、触媒通過率算出手段が、触媒に流入する排気のHC濃度を検出する上流側HC濃度検出手段と、排気通路における触媒より下流側であって触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気のHC濃度を検出するHCセンサと、を有してもよい。この場合、上流側HC濃度検出手段によって検出されたHC濃度とHCセンサによって検出されたHC濃度とに基づいて触媒通過率を算出することが出来る。 In the present invention, the catalyst passage rate calculation means passes through the upstream side HC concentration detection means for detecting the HC concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst, and the exhaust gas that has passed through the catalyst downstream of the catalyst in the exhaust passage. And an HC sensor that detects the HC concentration of the exhaust provided after the position where the exhaust that has not been mixed is mixed. In this case, the catalyst passage rate can be calculated based on the HC concentration detected by the upstream HC concentration detecting means and the HC concentration detected by the HC sensor.
また、本発明においては、触媒通過率算出手段が、触媒に流入する排気のO2濃度を検出する上流側O2濃度検出手段と、排気通路における触媒より下流側であって触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気のO2濃度を検出するO2センサと、を有してもよい。 In the present invention, the catalyst passage rate calculating means includes upstream O 2 concentration detecting means for detecting the O 2 concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst, and exhaust gas that has passed through the catalyst on the downstream side of the catalyst in the exhaust passage. And an O 2 sensor that detects the O 2 concentration of the exhaust gas that is provided after the position where the exhaust gas that has not passed through the catalyst is mixed.
ここで、上流側O2濃度検出手段によって検出されるO2濃度を上流側O2濃度と称し、O2センサによって検出されるO2濃度を下流側O2濃度と称する。 Here, referred to O 2 concentration detected by the upstream O 2 concentration detector and the upstream O 2 concentration, referred to as O 2 concentration detected by the O 2 sensor and the downstream O 2 concentration.
排気の一部が触媒に流入し、流入した排気中のHCが触媒において酸化されると、流入した排気中のO2が消費される。そのため、触媒からはO2濃度が低下した排気が流出する。その結果、触媒におけるHCの酸化に消費されたO2量分、上流側O2濃度に対して下流側O2濃度が低下する。従って、上流側O2濃度と下流側O2濃度との割合は上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合と同等となる。 When a part of the exhaust gas flows into the catalyst and HC in the exhaust gas flowing in is oxidized in the catalyst, O 2 in the exhaust gas flowing in is consumed. For this reason, exhaust gas having a reduced O 2 concentration flows out from the catalyst. As a result, the downstream O 2 concentration decreases with respect to the upstream O 2 concentration by the amount of O 2 consumed for the oxidation of HC in the catalyst. Accordingly, the ratio between the upstream O 2 concentration and the downstream O 2 concentration is equal to the ratio between the upstream HC concentration and the downstream HC concentration.
そこで、上記構成の場合、上流側O2濃度と下流側O2濃度とに基づいて上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合を算出する。 Therefore, in the case of the above configuration, the ratio between the upstream HC concentration and the downstream HC concentration is calculated based on the upstream O 2 concentration and the downstream O 2 concentration.
また、本発明においては、触媒通過率算出手段が、触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、排気通路における触媒より下流側であって触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ、排気の温度を検出する温度センサと、を有してもよい。 In the present invention, the catalyst passage rate calculating means detects the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst, the upstream temperature detecting means, and the exhaust gas passing through the catalyst downstream of the catalyst in the exhaust passage and passing through the catalyst. And a temperature sensor that is provided after the position where the exhaust gas that has not been mixed is detected and that detects the temperature of the exhaust gas.
ここで、上流側温度検出手段によって検出された温度を上流側温度と称し、温度センサによって検出された温度を下流側温度と称する。 Here, the temperature detected by the upstream temperature detection means is referred to as upstream temperature, and the temperature detected by the temperature sensor is referred to as downstream temperature.
排気の一部が触媒に流入し、流入した排気中のHCが触媒において酸化されると、該触媒から流出する排気の温度が上昇する。これにより、触媒においてHCが酸化されることで生じた熱量分、上流側温度に対して下流側温度が上昇する。そのため、上流側温度と下流側温度との割合から上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合を算出することが出来る。 When a part of the exhaust gas flows into the catalyst and HC in the exhaust gas flowing in is oxidized in the catalyst, the temperature of the exhaust gas flowing out from the catalyst rises. As a result, the downstream temperature rises with respect to the upstream temperature by the amount of heat generated by the oxidation of HC in the catalyst. Therefore, the ratio between the upstream HC concentration and the downstream HC concentration can be calculated from the ratio between the upstream temperature and the downstream temperature.
そこで、上記構成の場合、上流側温度と下流側温度とに基づいて上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合を算出する。 Therefore, in the case of the above configuration, the ratio between the upstream HC concentration and the downstream HC concentration is calculated based on the upstream temperature and the downstream temperature.
第二の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記触媒を通過する排気の流量をGcatとし、
前記上流側温度検出手段によって検出された排気の温度をTginとし、
前記第一温度センサによって検出された排気の温度をTgd1とし、
前記第二温度センサによって検出された排気の温度をTgd2としたときに、
Gcat=(Tgd2−Tgin)/(Tgd1−Tgin)・・・式(1)
で表される式から前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えたことを特徴とする。
An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to a second invention
A catalyst having an oxidation function installed so that a part of the exhaust gas passes through the exhaust passage of the internal combustion engine instead of the total amount;
Upstream temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
A first temperature sensor that is provided so as to face the downstream end of the catalyst in the exhaust passage downstream of the catalyst and detects the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalyst;
A second temperature sensor that is provided downstream of the first temperature sensor and detects the temperature of the exhaust gas provided after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed;
Let Gcat be the flow rate of the exhaust gas that passes through the catalyst,
The exhaust gas temperature detected by the upstream temperature detection means is Tgin,
The temperature of the exhaust detected by the first temperature sensor is Tgd1,
When the temperature of the exhaust detected by the second temperature sensor is Tgd2,
Gcat = (Tgd2-Tgin) / (Tgd1-Tgin) (1)
And a catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst from the equation represented by
ここで、上流側温度検出手段によって検出された排気の温度を上流側温度Tginと称し、第一温度センサによって検出された排気の温度を第一下流側温度Tgd1と称し、第二温度センサによって検出された排気の温度を第二下流側温度Tgd2と称する。 Here, the temperature of the exhaust detected by the upstream temperature detection means is referred to as upstream temperature Tgin, the temperature of the exhaust detected by the first temperature sensor is referred to as first downstream temperature Tgd1, and is detected by the second temperature sensor. The temperature of the exhausted gas is referred to as a second downstream temperature Tgd2.
上述したように、排気の一部が触媒に流入し、流入した排気中のHCが触媒において酸化されると、該触媒から流出する排気の温度が上昇する。このとき、第一下流側温度Tgd1および第二下流側温度Tgd2は共に上昇する。しかしながら、触媒を通過することなく触媒よりも下流側に流れた排気の温度は上昇しないため、触媒を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度である第二下流側温度Tgd2は、触媒から流出した排気の温度である第一下流側温度Tgd1に比べて低くなる。 As described above, when part of the exhaust gas flows into the catalyst and HC in the exhaust gas that has flowed in is oxidized in the catalyst, the temperature of the exhaust gas flowing out from the catalyst increases. At this time, both the first downstream temperature Tgd1 and the second downstream temperature Tgd2 rise. However, since the temperature of the exhaust gas that has flowed downstream from the catalyst without passing through the catalyst does not rise, the second downstream temperature, which is the temperature of the exhaust gas mixed with the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst. The side temperature Tgd2 is lower than the first downstream side temperature Tgd1, which is the temperature of the exhaust gas flowing out from the catalyst.
このとき、排気の全流量をGaとすると、上流側温度Tgin、第一下流側温度Tgd1、第二下流側温度Tgd2、触媒を通過する排気の流量をGcatおよび排気の全流量Gaの関係は下記式(2)のようになる。
(Tgd1−Tgin)×Gcat/Ga=(Tgd2−Tgin)×Ga・・・式(2)
At this time, assuming that the total exhaust flow rate is Ga, the relationship between the upstream temperature Tgin, the first downstream temperature Tgd1, the second downstream temperature Tgd2, the exhaust flow rate Gcat passing through the catalyst, and the exhaust total flow rate Ga is as follows. Equation (2) is obtained.
(Tgd1−Tgin) × Gcat / Ga = (Tgd2−Tgin) × Ga (2)
式(2)から上記式(1)を導き出すことが出来、上記式(1)から触媒を通過する排気の流量を算出することが出来る。 The above equation (1) can be derived from the equation (2), and the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst can be calculated from the above equation (1).
第一または第二の発明においては、触媒通過排気流量算出手段によって算出された触媒を通過する排気の流量を触媒の温度に基づいて補正してもよい。 In the first or second invention, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst calculated by the catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means may be corrected based on the temperature of the catalyst.
実際に触媒を通過する排気の流量が同一であり、触媒に流入したHC量が同一の場合であっても、触媒におけるHCの酸化量が該触媒の温度に応じて変化する場合がある。そのため、触媒通過排気流量算出手段によって算出された触媒を通過する排気の流量を触媒の温度に基づいて補正することで、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 Even when the flow rate of exhaust gas actually passing through the catalyst is the same and the amount of HC flowing into the catalyst is the same, the oxidation amount of HC in the catalyst may vary depending on the temperature of the catalyst. Therefore, the flow rate of exhaust gas passing through the catalyst can be calculated with higher accuracy by correcting the flow rate of exhaust gas passing through the catalyst calculated by the catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means based on the temperature of the catalyst.
第一または第二の発明においては、触媒の温度が最活性温度以上であるときに、触媒通過排気流量算出手段によって触媒を通過する排気の流量を算出してもよい。このとき、最活性温度は、触媒の活性度合いが上限近傍となる閾値である。 In the first or second invention, when the temperature of the catalyst is equal to or higher than the most active temperature, the flow rate of exhaust gas passing through the catalyst may be calculated by the catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means. At this time, the most active temperature is a threshold value at which the degree of activity of the catalyst is near the upper limit.
触媒の温度が最活性温度以上となると、触媒におけるHCの酸化量が該触媒の温度に応じて変化し難くなる。従って、触媒の温度が最活性温度以上であるときに、触媒通過排気流量算出手段によって触媒を通過する排気の流量を算出することで、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが出来る。 When the temperature of the catalyst becomes equal to or higher than the most active temperature, the oxidation amount of HC in the catalyst hardly changes depending on the temperature of the catalyst. Therefore, when the catalyst temperature is equal to or higher than the most active temperature, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst is calculated by the catalyst passing exhaust gas flow rate calculation means, thereby estimating the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst with higher accuracy. I can do it.
第一または第二の発明においては、触媒通過排気流量算出手段が、触媒の温度が所定温度のときに、上記したそれぞれの方法によって触媒を通過する排気の流量の基準値を算出
してもよい。この場合、触媒通過排気流量算出手段は、触媒の温度が前記所定温度以外のときは、触媒の温度に基づいて基準値を補正することで触媒を通過する排気の流量を算出してもよい。
In the first or second invention, the catalyst passage exhaust gas flow rate calculating means may calculate the reference value of the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst by the above-described methods when the temperature of the catalyst is a predetermined temperature. . In this case, when the catalyst temperature is other than the predetermined temperature, the catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means may calculate the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst by correcting the reference value based on the catalyst temperature.
触媒の温度が高いほど、該触媒を流れる排気の温度も高くなり、それに伴って該触媒を流れる排気の粘性係数が上昇する。そのため、触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気の流量が同一であっても、触媒の温度が高いほど該触媒を通過する排気の流量は少なくなる。 The higher the temperature of the catalyst, the higher the temperature of the exhaust flowing through the catalyst, and the viscosity coefficient of the exhaust flowing through the catalyst increases accordingly. Therefore, even if the flow rate of exhaust flowing through the exhaust passage upstream of the catalyst is the same, the flow rate of exhaust passing through the catalyst decreases as the temperature of the catalyst increases.
そのため、上記のように、触媒の温度が所定温度のときに触媒を通過する排気の流量の基準値を算出すると共に、触媒の温度に応じてその基準値を補正することで、触媒の温度が所定温度以外のときの触媒を通過する排気の流量を算出することが出来る。 Therefore, as described above, the reference value of the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst when the temperature of the catalyst is a predetermined temperature is calculated, and the reference value is corrected according to the temperature of the catalyst, so that the temperature of the catalyst is reduced. The flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst at a temperature other than the predetermined temperature can be calculated.
第三の発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、
内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が通過するように設置された酸化機能を有する触媒と、
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記上流側温度検出手段によって検出される排気の温度が低下したときにおける、前記第一温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングと前記第二温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする。
An internal combustion engine exhaust gas purification apparatus according to a third aspect of the invention includes:
A catalyst having an oxidation function installed so that a part of the exhaust gas passes through the exhaust passage of the internal combustion engine instead of the total amount;
Upstream temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
A first temperature sensor that is provided so as to face the downstream end of the catalyst in the exhaust passage downstream of the catalyst and detects the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalyst;
A second temperature sensor that is provided downstream of the first temperature sensor and detects the temperature of the exhaust gas provided after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed;
The timing at which the exhaust temperature detected by the first temperature sensor starts to decrease and the exhaust temperature detected by the second temperature sensor when the exhaust temperature detected by the upstream temperature detection means decreases. And a catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst based on a time difference from the timing of starting to decrease.
ここでも、上記と同様、上流側温度検出手段によって検出された排気の温度を上流側温度と称し、第一温度センサによって検出された排気の温度を第一下流側温度と称し、第二温度センサによって検出された排気の温度を第二下流側温度と称する。 Here, similarly to the above, the temperature of the exhaust detected by the upstream temperature detecting means is referred to as the upstream temperature, the temperature of the exhaust detected by the first temperature sensor is referred to as the first downstream temperature, and the second temperature sensor. The temperature of the exhaust detected by the above is referred to as the second downstream temperature.
上流側温度が低下すると、それに伴って、触媒より下流側の排気通路における触媒を通過した排気の温度も触媒を通過しなかった排気の温度も共に低下する。しかしながら、触媒を通過した排気の温度は触媒を通過しなかった排気の温度に比べて下がり難い。そのため、第一下流側温度は第二下流側温度よりも低下し始めるタイミングが遅くなる。このとき、触媒を通過する排気の流量が多いほど第一下流側温度が低下し始めるタイミングと第二下流側温度が低下し始めるタイミングとの時間差は長くなる。 As the upstream temperature decreases, the temperature of the exhaust gas that has passed through the catalyst in the exhaust passage downstream of the catalyst and the temperature of the exhaust gas that has not passed through the catalyst both decrease. However, the temperature of the exhaust gas that has passed through the catalyst is less likely to be lower than the temperature of the exhaust gas that has not passed through the catalyst. Therefore, the timing at which the first downstream temperature starts to fall below the second downstream temperature is delayed. At this time, the time difference between the timing at which the first downstream temperature starts to decrease and the timing at which the second downstream temperature begins to decrease increases as the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst increases.
従って、上流側温度が低下したときの第一下流側温度が低下し始めるタイミングと第二下流側温度が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて触媒を通過する排気の流量を算出することが出来る。 Therefore, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst can be calculated based on the time difference between the timing at which the first downstream temperature starts to decrease and the timing at which the second downstream temperature starts to decrease when the upstream temperature decreases. .
第一から第三の発明においては、触媒通過排気流量算出手段によって算出された触媒を通過する排気の流量が所定流量以下の場合は、触媒を昇温させることで触媒の上流側端面の詰まりを解消させる詰まり解消制御を実行してもよい。 In the first to third aspects of the invention, when the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst calculated by the catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means is not more than a predetermined flow rate, the upstream end face of the catalyst is clogged by raising the temperature of the catalyst. You may perform clogging elimination control to eliminate.
触媒の上流側端面の詰まりが生じると、触媒を通過する排気の流量が大幅に減少する。ここで、所定流量とは、触媒の上流側端面の詰まりが生じたと判断出来る閾値である。 When the upstream end face of the catalyst becomes clogged, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst is greatly reduced. Here, the predetermined flow rate is a threshold value at which it can be determined that the upstream end face of the catalyst is clogged.
上記によれば、好適なタイミングで触媒の上流側端面の詰まりを解消させることが出来
る。
According to the above, clogging of the upstream end face of the catalyst can be resolved at a suitable timing.
第一から第三の発明においては、排気通路において、触媒の外周面と排気通路の内周面との間を排気が流れるように触媒が設置されてもよい。この場合、触媒の排気の流れる方向と垂直方向の断面積が排気通路の排気が流れる方向と垂直に交わる方向の断面積よりも小さくなるように触媒が形成される。このような構成によれば、排気の全量ではなくその一部が触媒を通過する。 In the first to third inventions, the catalyst may be installed in the exhaust passage so that the exhaust gas flows between the outer peripheral surface of the catalyst and the inner peripheral surface of the exhaust passage. In this case, the catalyst is formed such that the cross-sectional area of the catalyst in the direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows is smaller than the cross-sectional area in the direction perpendicular to the direction in which the exhaust gas flows in the exhaust passage. According to such a configuration, a part of the exhaust gas passes through the catalyst instead of the total amount.
また、第一から第三の発明においては、排気通路が、途中で複数の分岐通路に分岐し且つ該複数の分岐通路が下流側で集合するように形成されると共に、触媒が、複数の分岐通路のうちのいずれかにのみ設置されてもよい。このような構成によっても、排気の全量ではなくその一部が触媒を通過する。 In the first to third aspects of the invention, the exhaust passage is formed so as to branch into a plurality of branch passages on the way and the plurality of branch passages gather on the downstream side, and the catalyst has a plurality of branches. It may be installed only in one of the passages. Even with such a configuration, a portion of the exhaust gas passes through the catalyst instead of the total amount.
本発明によれば、内燃機関の排気通路に排気の全量ではなくその一部が触媒を通過するように触媒を設置した場合において、触媒を通過する排気の流量をより高い精度で推定することが出来る。 According to the present invention, when the catalyst is installed in the exhaust passage of the internal combustion engine such that a part of the exhaust gas passes through the catalyst instead of the total amount, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst can be estimated with higher accuracy. I can do it.
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
<内燃機関の吸排気系の概略構成>
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
<Example 1>
<Schematic configuration of intake and exhaust system of internal combustion engine>
Here, a case where the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
内燃機関1は車両駆動用のディーゼルエンジンである。内燃機関1には、吸気通路3および排気通路2が接続されている。吸気通路3にはスロットル弁7およびエアフローメータ8が設けられている。
The
排気通路2には、排気中の粒子状物質(Particulate Matter:以下、PMと称する)を捕集するパティキュレートフィルタ(以下、フィルタと称する)5が設けられている。該フィルタ5には吸蔵還元型NOx触媒(以下、NOx触媒と称する)が担持されている。
The
排気通路2におけるフィルタ5より上流側には酸化触媒4が設けられている。酸化触媒4は、円柱状の形状であって、その外径は排気通路2の内径よりも小さくなっている。つまり、酸化触媒4の排気を流れる方向と垂直方向の断面積は、排気通路2の排気を流れる方向と垂直方向の断面積よりも小さくなっている。このような構成により、酸化触媒4の外周面と排気通路2の内周面との間を排気が流れる。尚、本実施例においては、酸化触媒4が本発明に係る酸化機能を有する触媒に相当する。酸化触媒4は、酸化機能を有する触媒であればよく、例えば、三元触媒やNOx触媒であってもよい。
An oxidation catalyst 4 is provided upstream of the
酸化触媒4より上流側の排気通路2には燃料を添加する燃料添加弁6が設けられている。該燃料添加弁6は、燃料が噴射される燃料噴射孔が酸化触媒4の上流側端面と対向するように酸化触媒4に近接して配置されている。燃料添加弁6の燃料噴射孔からは燃料が円錐状に噴射される(図1においては、斜線部が燃料の噴霧を表している)。そして、燃料添加弁6の燃料噴射孔から燃料が噴射された場合、円錐状に形成された燃料の噴霧中に酸化触媒4の上流側端面が位置するようになっている。
A fuel addition valve 6 for adding fuel is provided in the
さらに、排気通路2における酸化触媒4とフィルタ5との間には、排気のHC濃度を検出するHCセンサ9が設けられている。該HCセンサ9は、排気通路2における酸化触媒4を通過した排気と酸化触媒4を通過しなかった排気(即ち、酸化触媒4の外周面と排気通路2の内周面との間を通過した排気)とが混ざり合う位置以降に設けられている。
Further, an
以上述べたように構成された内燃機関1には、この内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU)10が併設されている。ECU10には、エアフローメータ8、HCセンサ9、クランクポジションセンサ11およびアクセル開度センサ12が電気的に接続されている。これらの出力信号がECU10に入力される。
The
クランクポジションセンサ11は、内燃機関1のクランク角を検出するセンサである。アクセル開度センサ12は、内燃機関1を搭載した車両のアクセル開度を検出するセンサである。ECU10は、クランクポジションセンサ11の出力値に基づいて内燃機関1の機関回転数を算出し、アクセル開度センサ12の出力値に基づいて内燃機関1の機関負荷を算出する。
The crank
また、ECU10にはスロットル弁7、燃料添加弁6および内燃機関1の燃料噴射弁が電気的に接続されている。ECU10によってこれらが制御される。
The
<昇温制御>
本実施例では、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、該フィルタ5に流入する排気を昇温させる昇温制御を実行する。
<Temperature control>
In the present embodiment, the temperature of the
本実施例に係る昇温制御は、燃料添加弁6から燃料を添加し、該燃料を酸化触媒4に供給することで実現される。酸化触媒4に供給された燃料は該酸化触媒4において酸化される。このときに生じる酸化熱によって、フィルタ5に流入する排気が昇温される。
The temperature increase control according to the present embodiment is realized by adding fuel from the fuel addition valve 6 and supplying the fuel to the oxidation catalyst 4. The fuel supplied to the oxidation catalyst 4 is oxidized in the oxidation catalyst 4. The exhaust gas flowing into the
上述したように本実施例においては、酸化触媒4の外径が排気通路2の内径よりも小さくなっている。この場合、酸化触媒4の外径が排気通路2の内径と同一もしくはそれ以上の場合に比べて酸化触媒4内を排気が通過するときの排気の流路通抵抗が大きくなるため、酸化触媒4内を流れる排気の流量が少なくなる。そのため、燃料添加弁6から燃料が供給されたときに該燃料が酸化触媒4内を通過するのにかかる時間が長くなり、該酸化触媒4における燃料の酸化反応がより促進され易くなる。その結果、排気の昇温が促進される。
As described above, in this embodiment, the outer diameter of the oxidation catalyst 4 is smaller than the inner diameter of the
<触媒通過排気流量の算出方法>
本実施例のような構成の場合、排気の全量ではなくその一部が酸化触媒4を通過する。そして、上記のような昇温制御を実施する場合、酸化触媒4を通過する排気の流量に応じて燃料添加弁6から添加する燃料の量を制御する必要がある。従って、酸化触媒4の温度を目標温度に制御するためには、酸化触媒4を通過する排気の流量を精度良く推定することが重要である。
<Calculation method of exhaust gas flow rate through catalyst>
In the case of the configuration as in the present embodiment, a part of the exhaust gas passes through the oxidation catalyst 4 instead of the total amount of exhaust gas. When the temperature increase control as described above is performed, it is necessary to control the amount of fuel added from the fuel addition valve 6 according to the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4. Therefore, in order to control the temperature of the oxidation catalyst 4 to the target temperature, it is important to accurately estimate the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4.
ここで、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法について図2に示すフローチャートに基づいて説明する。図2は、本実施例に係る、酸化触媒4を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
Here, a method of calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. FIG. 2 is a flowchart showing a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS101において、内燃機関1の運転状態等に基づいて、酸化触媒4より上流側の排気通路2を流れる排気のHC濃度、即ち、酸化触媒4に流入する排気のHC濃度(以下、上流側HC濃度と称する)Chcinを算出する。本実施例においては、このS101を実行するECU10が本発明に係る上流側HC濃度検出手段に相当する。
In this routine, the
次に、ECU10は、S102に進み、HCセンサ9によって検出される、酸化触媒4を通過した排気と酸化触媒4を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のHC濃度(以下、下流側HC濃度と称する)Chcdを読み込む。
Next, the
次に、ECU10は、S103に進み、上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合から、排気の全流量に対する酸化触媒4を通過する排気の流量の割合である触媒通過率Rcgを算出する。
Next, the
下流側HC濃度Chcdは、酸化触媒4に流入した排気中のHCが酸化触媒4において酸化された分だけ上流側HC濃度Chcinよりも低下する。つまり、上流側HC濃度Chcinに対する下流側HC濃度Chcdの低下分が大きいほど、酸化触媒4を通過する排気の流量が多いと判断出来る。そのため、上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合に基づいて触媒通過率Rcgを算出することが出来る。本実施例においては、S103を実行するECU10を含んで本発明に係る触媒通過率算出手段が構成される。
The downstream HC concentration Chcd is lower than the upstream HC concentration Chcin by the amount of HC in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 4 being oxidized in the oxidation catalyst 4. That is, it can be determined that the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 increases as the decrease in the downstream HC concentration Chcd with respect to the upstream HC concentration Chcin increases. Therefore, the catalyst passage rate Rcg can be calculated based on the ratio between the upstream HC concentration Chcin and the downstream HC concentration Chcd. In this embodiment, the catalyst passage rate calculating means according to the present invention is configured including the
次に、ECU10は、S104に進み、エアフローメータ8の検出値に基づいて算出される排気の全流量GaとS103において算出された触媒通過率Rcgとを乗算することによって酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを算出する。本実施例においては、このS104を実行するECU10が本発明に係る触媒通過排気流量算出手段に相当する。
Next, the
以上説明したルーチンによれば、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。その結果、昇温制御の実行時に酸化触媒4の温度をより高精度で目標温度に制御することが可能となる。 According to the routine described above, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy. As a result, the temperature of the oxidation catalyst 4 can be controlled to the target temperature with higher accuracy when the temperature increase control is executed.
尚、本実施例においては、内燃機関1の運転状態等に基づいて上流側HC濃度Chcinを算出したが、下流側HC濃度Chcdと同様、上流側HC濃度ChcinをHCセンサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2に設けられるHCセンサが、本発明に係る上流側HC濃度検出手段に相当する。
In the present embodiment, the upstream HC concentration Chcin is calculated based on the operating state of the
<変形例1>
次に、本実施例の変形例1について説明する。本変形例においては、HCセンサ9に代えて、排気のO2濃度を検出するO2センサが設けられる。それ以外の構成は図1に示す構成と同様である。
<
Next, a first modification of the present embodiment will be described. In this modification, an O 2 sensor that detects the O 2 concentration of the exhaust gas is provided instead of the
ここで、本変形例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法について図3に示すフローチャートに基づいて説明する。図3は、本変形例に係る、酸化触媒4を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンにおけるS104は、図2に示すフローチャートにおけるS104と同様であるためその説明を省略する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
Here, a method for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to this modification will be described based on the flowchart shown in FIG. FIG. 3 is a flowchart showing a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to this modification. S104 in this routine is the same as S104 in the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS301において、内燃機関1の運転状態等に基づいて、酸化触媒4より上流側の排気通路2を流れる排気のO2濃度、即ち、酸化触媒4に流入する排気のO2濃度(以下、上流側O2濃度と称する)Coinを算出する。本変形例においては、このS301を実行するECU10が本発明に係る上流側O2濃度検出手段に相当する。
In this routine, the
次に、ECU10は、S302に進み、O2センサによって検出された、酸化触媒4を通過した排気と酸化触媒4を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のO2濃度(以下、下流側O2濃度と称する)Codを読み込む。
Next, the
次に、ECU10は、S303に進み、上流側O2濃度Coinと下流側O2濃度Codとの割合から上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合を算出し、この上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合に基づき触媒通過率Rcgを算出する。
Next, the
下流側O2濃度Codは、酸化触媒4に流入した排気中のHCの酸化にO2が消費された分だけ上流側O2濃度Couよりも低下する。従って、上流側O2濃度Coinと下流側O2濃度Codとの割合は、上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合と同等となる。本変形例においては、S203を実行するECU10を含んで本発明に係る触媒通過率算出手段が構成される。触媒通過率Rcgを算出したECU10はS104に進む。
The downstream O 2 concentration Cod is lower than the upstream O 2 concentration Cou by the amount of O 2 consumed for the oxidation of HC in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 4. Therefore, the ratio between the upstream O 2 concentration Coin and the downstream O 2 concentration Cod is equal to the ratio between the upstream HC concentration Chcin and the downstream HC concentration Chcd. In this modification, the catalyst passage rate calculating means according to the present invention is configured including the
本変形例によっても、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 Also according to this modification, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、本変形例においては、内燃機関1の運転状態等に基づいて上流側O2濃度Coinを算出したが、下流側O2濃度Codと同様、上流側O2濃度CoinをO2センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2に設けられるO2センサが、本発明に係る上流側O2濃度検出手段に相当する。
In this modification, the upstream O 2 concentration Coin is calculated based on the operating state of the
<変形例2>
次に、本実施例の変形例2について説明する。本変形例においては、HCセンサ9に代えて、排気の温度を検出する温度センサが設けられる。それ以外の構成は、図1に示す構成と同様である。
<
Next, a second modification of the present embodiment will be described. In this modification, a temperature sensor that detects the temperature of the exhaust gas is provided in place of the
ここで、本変形例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法について図4に示すフローチャートに基づいて説明する。図4は、本変形例に係る、酸化触媒4を通過する排気の流量を算出するときのルーチンを示すフローチャートである。本ルーチンにおけるS104は、図2に示すフローチャートにおけるS104と同様であるためその説明を省略する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
Here, a method of calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present modification will be described based on the flowchart shown in FIG. FIG. 4 is a flowchart showing a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to this modification. S104 in this routine is the same as S104 in the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS401において、内燃機関1の運転状態等に基づいて、酸化触媒4より上流側の排気通路2を流れる排気の温度、即ち、酸化触媒4に流入する排気の温度(以下、上流側温度と称する)Tginを算出する。本変形例においては、このS401を実行するECU10が本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
In this routine, first in step S401, the
次に、ECU10は、S402に進み、温度センサによって検出された、酸化触媒4を通過した排気と酸化触媒4を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度(以下、下
流側温度と称する)Tgdを読み込む。
Next, the
次に、ECU10は、S403に進み、上流側温度Tginと下流側温度Tgdとの割合から、上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合を算出し、この上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合に基づき触媒通過率Rcgを算出する。下流側温度Tgdは、酸化触媒4に流入した排気中のHCが酸化されることで生じた熱量分だけ上流側温度Tginよりも上昇する。従って、上流側温度Tginと下流側温度Tgdとの割合に基づいて上流側HC濃度Chcinと下流側HC濃度Chcdとの割合を算出することが出来る。本変形例においては、S403を実行するECU10を含んで本発明に係る触媒通過率算出手段が構成される。触媒通過率Rcgを算出したECU10はS104に進む。
Next, the
本変形例によっても、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 Also according to this modification, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、本変形例においては、内燃機関1の運転状態等に基づいて上流側温度Tginを算出したが、下流側温度Tgdと同様、上流側温度Tginを温度センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2に設けられる温度センサが、本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
In the present modification, the upstream temperature Tgin is calculated based on the operating state of the
<変形例3>
次に、本実施例の変形例3について説明する。図5は本変形例に係る排気通路の概略構成を示す図である。図5において、矢印は排気の流れる方向を表しており、図1に示す構成の場合と同様、排気通路2の上流側端部は内燃機関1に接続されている。
<
Next, a third modification of the present embodiment will be described. FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust passage according to this modification. In FIG. 5, the arrow indicates the direction in which the exhaust flows, and the upstream end of the
本実施例における排気通路2は、途中で第一分岐通路2aと第二分岐通路2bとに分岐しており、さらに第一分岐通路2aと第二分岐通路2bとが下流側で集合している。酸化触媒4は第一分岐通路2aに設けられており、第二分岐通路2bに触媒は設けられていない。
The
酸化触媒4の外径は第一分岐通路2aの内径よりも大きくなっている。また、第一分岐通路2aにおける酸化触媒4よりも上流側に燃料添加弁6が設けられている。第一分岐通路2aと第二分岐通路2bとの下流側集合部よりも下流側の排気通路2にHCセンサ9が設けられている。そして、HCセンサ9よりも下流側の排気通路2にフィルタ5が設けられている。
The outer diameter of the oxidation catalyst 4 is larger than the inner diameter of the
上記以外の構成は図1に示す構成と同様であるため、それらの図示および説明を省略する。 Since the configuration other than the above is the same as the configuration shown in FIG. 1, their illustration and description are omitted.
本変形例においては、排気通路2を流れる排気が第一分岐通路2aと第二分岐通路2bとに分かれて流れる。そのため、本変形例のような構成の場合も、図2に示す構成の場合と同様、排気の全量ではなくその一部が酸化触媒4を通過する。そして、HCセンサ9は、酸化触媒4を通過した排気(即ち、第一分岐通路2aを流れた排気)と酸化触媒4を通過しなかった排気(即ち、第二分岐通路2bを流れた排気)とが混ざり合った排気のHC濃度を検出する。
In this modification, the exhaust gas flowing through the
そのため、本変形例のような構成の場合においても、上記のような酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法を適用することが出来る。 Therefore, even in the case of the configuration as in this modification, the method for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 as described above can be applied.
<実施例2>
図6は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。本実施例においては、実施例1におけるHCセンサ9に代えて、排気の温度を検出する第一および第二温度センサ13、14が設けられている。第一温度センサ13は、酸化触媒4よりも下流側の排気通路2において酸化触媒4の下流側端部と対向するように設けられており、酸化触媒4から流出した排気の温度を検出する。第二温度センサ14は、排気通路2における第一温度センサ13よりも下流側であって酸化触媒4を通過した排気と酸化触媒4を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられている。第一および第二温度センサ13、14はECU10に電気的に接続されている。これらの出力信号がECU10に入力される。
<Example 2>
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment. In this embodiment, instead of the
上記以外の構成は図1に示す構成と同様であるため、同様の構成要素には同様の参照番号を付しその説明を省略する。また、本実施例においても、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、実施例1と同様の昇温制御が行われる。
Since the configuration other than the above is the same as the configuration shown in FIG. 1, the same reference numerals are given to the same components and the description thereof is omitted. Also in this embodiment, the
<触媒通過排気流量の算出>
ここで、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法について説明する。本実施例において、第一温度センサ13によって検出される排気の温度を第一下流側温度Tgd1とし、第二温度センサ14によって検出される排気の温度を第二下流側温度Tgd2とする。
<Calculation of exhaust gas flow rate through catalyst>
Here, a method for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described. In this embodiment, the exhaust temperature detected by the
酸化触媒4に流入した排気中のHCが酸化触媒4において酸化されることにより、酸化触媒4に流入する排気の温度である上流側温度Tginに比べて第一および第二下流側温度Tgd1、Tgd2は高くなる。このとき、酸化触媒4を通過することなく酸化触媒4よりも下流側に流れた排気の温度は上昇しないため、酸化触媒4を通過した排気と触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度である第二下流側温度Tgd2は、酸化触媒4から流出した排気の温度である第一下流側温度Tgd1に比べて低い。 As the HC in the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 4 is oxidized in the oxidation catalyst 4, the first and second downstream temperatures Tgd1, Tgd2 compared to the upstream temperature Tgin which is the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 4 Becomes higher. At this time, since the temperature of the exhaust gas that has flowed downstream from the oxidation catalyst 4 without passing through the oxidation catalyst 4 does not increase, the exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst 4 and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed. Is lower than the first downstream temperature Tgd1, which is the temperature of the exhaust gas flowing out from the oxidation catalyst 4.
そして、本実施例では下記式(1)が成立する。
Gcat=(Tgd2−Tgin)/(Tgd1−Tgin)・・・式(1)
Gcat:酸化触媒4を通過する排気の流量
And in a present Example, following formula (1) is materialized.
Gcat = (Tgd2-Tgin) / (Tgd1-Tgin) (1)
Gcat: the flow rate of exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4
そこで、本実施例においては上記式(1)に基づいて触媒を通過する排気の流量を算出する。 Therefore, in this embodiment, the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst is calculated based on the above formula (1).
ここで、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出するときのルーチンについて図7に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
Here, a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS501において、内燃機関1の運転状態等に基づいて上流側温度Tginを算出する。本実施例においては、このS501を実行するECU10が本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
In this routine, first, in S501, the
次に、ECU10は、S502に進み、第一温度センサ13によって検出された第一下流側温度Tgd1を読み込む。
Next, the
次に、ECU10は、S503に進み、第二温度センサ14によって検出された第二下
流側温度Tgd2を読み込む。
Next, the
次に、ECU10は、S504に進み、上記式(1)に基づいて酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを算出する。本実施例においては、このS504を実行するECU10が本発明に係る触媒通過排気流量算出手段に相当する。
Next, the
本実施例によれば、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 According to this embodiment, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、本実施例においては、内燃機関1の運転状態等に基づいて上流側温度Tginを算出したが、第一および第二下流側温度Tgd1、Tgd2と同様、上流側温度Tginを温度センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2に設けられる温度センサが、本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
In the present embodiment, the upstream temperature Tgin is calculated based on the operating state of the
<変形例1>
次に、本実施例の変形例1について説明する。図8は本変形例に係る排気通路の概略構成を示す図である。本変形例に係る排気通路2の形状は、実施例1の変形例3に係る排気通路2の形状と同様である。また、酸化触媒4、フィルタ5、燃料添加弁6が実施例1の変形例3と同様の位置に設けられている。さらに、第一分岐通路2aにおける酸化触媒4よりも下流側に第一温度センサ13が設けられており、実施例1の変形例3においてHCセンサ9が設けられている位置に第二温度センサ14が設けられている。
<
Next, a first modification of the present embodiment will be described. FIG. 8 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust passage according to this modification. The shape of the
本変形例の構成においても、第一温度センサ13は酸化触媒4から流出した排気の温度を検出し、第二温度センサ14は酸化触媒4を通過した排気と酸化触媒4を通過しなかった排気とが混ざり合った排気の温度を検出する。そのため、本変形例のような構成の場合においても、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法を適用することが出来る。
Also in the configuration of this modification, the
<実施例3>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、実施例1と同様の昇温制御が行われる。
<Example 3>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the
<触媒通過排気流量の算出方法>
実際の酸化触媒4を通過する排気の流量が同一であり、酸化触媒4に流入したHC量が同一であっても、酸化触媒4の温度Tcが高いほど酸化触媒4において酸化されるHC量は多くなる。そのため、酸化触媒4の温度Tcが高いほど、下流側HC濃度Chcdが低くなり、その結果、実施例1に係る方法で算出される酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatの値が大きくなる虞がある。そこで、本実施例では、実施例1と同様の方法で算出した酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを酸化触媒4の温度に基づいて補正する。
<Calculation method of exhaust gas flow rate through catalyst>
Even if the actual flow rate of exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is the same and the amount of HC flowing into the oxidation catalyst 4 is the same, the higher the temperature Tc of the oxidation catalyst 4, the more HC is oxidized in the oxidation catalyst 4. Become more. Therefore, the higher the temperature Tc of the oxidation catalyst 4, the lower the downstream HC concentration Chcd, and as a result, the value of the flow rate Gcat of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 calculated by the method according to the first embodiment may increase. There is. Therefore, in this embodiment, the flow rate Gcat of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 calculated by the same method as in the first embodiment is corrected based on the temperature of the oxidation catalyst 4.
以下、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量を算出するときのルーチンについて図9に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。尚、本ルーチンにおけるS101からS104は図2に示すフローチャートと同様であるため、S605からS607についてのみ説明する。
Hereinafter, a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、S104の次にS605に進む。S605において、
ECU10は、内燃機関1の運転状態等に基づいて酸化触媒4の温度Tcを算出する。
In this routine, the
The
次に、ECU10は、S606に進み、酸化触媒4の温度Tcに基づいて、後述するS607において酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを補正するための補正係数αを算出する。本実施例においては、酸化触媒4の温度Tcと補正係数αとの関係はマップとしてECU10に予め記憶されている。該マップにおいて、補正係数αは酸化触媒4の温度Tcが高いほど小さい値に設定されている。
Next, the
次に、ECU20は、S607に進み、S104において算出された酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatに補正係数αを乗算することで酸化触媒4を通過する排気の流量の補正値Gcat´を算出する。その後、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the ECU 20 proceeds to S607, and calculates a correction value Gcat ′ for the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 by multiplying the correction rate α to the flow rate Gcat of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 calculated in S104. To do. Thereafter, the
以上説明したルーチンによれば、酸化触媒4の温度Tcを考慮して酸化触媒4を通過する排気の流量が算出される。従って、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 According to the routine described above, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated in consideration of the temperature Tc of the oxidation catalyst 4. Therefore, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、上述した実施例1の変形例や実施例2においても、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の補正方法を適用してもよい。 It should be noted that the correction method for the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment may also be applied to the above-described modification of the first embodiment and the second embodiment.
<実施例4>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、実施例1と同様の昇温制御が行われる。
<Example 4>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the
<触媒通過排気流量の算出方法>
上述したように、酸化触媒4の温度Tcに応じて酸化触媒4において酸化されるHC量は変化する。しかしながら、酸化触媒4の温度が、その活性度合いが上限近傍となる閾値である最活性温度以上となると、酸化触媒4におけるHCの酸化量が該酸化触媒4の温度に応じて変化し難くなる。そのため、酸化触媒4の温度が最活性温度以上となると、上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合に対して酸化触媒4の温度が与える影響は小さくなる。そこで、本実施例では、酸化触媒4の温度が最活性温度以上であるときに、酸化触媒4を通過する排気の流量を算出する。
<Calculation method of exhaust gas flow rate through catalyst>
As described above, the amount of HC oxidized in the oxidation catalyst 4 changes according to the temperature Tc of the oxidation catalyst 4. However, when the temperature of the oxidation catalyst 4 is equal to or higher than the maximum activation temperature, which is a threshold at which the degree of activity is near the upper limit, the amount of HC oxidized in the oxidation catalyst 4 is difficult to change according to the temperature of the oxidation catalyst 4. For this reason, when the temperature of the oxidation catalyst 4 becomes equal to or higher than the most active temperature, the influence of the temperature of the oxidation catalyst 4 on the ratio of the upstream HC concentration and the downstream HC concentration becomes small. Therefore, in this embodiment, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated when the temperature of the oxidation catalyst 4 is equal to or higher than the most active temperature.
以下、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量を算出するときのルーチンについて図10に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。尚、本ルーチンにおけるS101からS104は図2に示すフローチャートと同様であるため、S701およびS702についてのみ説明する。
Hereinafter, a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS701において、内燃機関1の運転状態等に基づいて酸化触媒4の温度Tcを算出する。
In this routine, the
次に、ECU10は、S702に進み、酸化触媒4の温度Tcが最活性温度Tcm以上であるか否かを判別する。最活性温度Tcmは実験等に基づいて予め定められている。S702において、肯定判定された場合、ECU10はS101に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the
以上説明したルーチンによれば、上流側HC濃度と下流側HC濃度との割合が安定しているときに酸化触媒4を通過する排気の流量が算出される。従って、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 According to the routine described above, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated when the ratio between the upstream HC concentration and the downstream HC concentration is stable. Therefore, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、実施例1の変形例や実施例2においても、本実施例と同様、酸化触媒4の温度が最活性温度以上であるときに、酸化触媒4を通過する排気の流量を算出してもよい。 In the modified example of Example 1 and Example 2 as well, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated when the temperature of the oxidation catalyst 4 is equal to or higher than the most active temperature. Good.
<実施例5>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、実施例1と同様の昇温制御が行われる。
<Example 5>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the
<触媒通過排気流量の算出方法>
酸化触媒4の温度が高いほど、該酸化触媒4を流れる排気の温度も高くなり、それに伴って該酸化触媒4を流れる排気の粘性係数が上昇する。そのため、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2を流れる排気の流量が同一であっても、酸化触媒4の温度が高いほど該酸化触媒4を通過する排気の流量は少なくなる。
<Calculation method of exhaust gas flow rate through catalyst>
The higher the temperature of the oxidation catalyst 4, the higher the temperature of the exhaust gas flowing through the oxidation catalyst 4, and the viscosity coefficient of the exhaust gas flowing through the oxidation catalyst 4 increases accordingly. Therefore, even if the flow rate of the exhaust gas flowing through the
そこで、本実施例においては、酸化触媒4の温度が所定温度であるときに、実施例1と同様の方法で酸化触媒4を通過する排気の流量の基準値を算出する。そして、酸化触媒4の温度が所定温度以外のときは、酸化触媒4の温度に応じて基準値を補正することで酸化触媒4を通過する排気の流量を算出する。 Therefore, in this embodiment, when the temperature of the oxidation catalyst 4 is a predetermined temperature, the reference value of the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated by the same method as in the first embodiment. When the temperature of the oxidation catalyst 4 is other than the predetermined temperature, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated by correcting the reference value according to the temperature of the oxidation catalyst 4.
以下、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量を算出するときのルーチンについて図11に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。尚、本ルーチンにおけるS101からS103は図2に示すフローチャートと同様であるため、それら以外のステップについてのみ説明する。
Hereinafter, a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS801において、内燃機関1の運転状態等に基づいて酸化触媒4の温度Tcを算出する。
In this routine, first, in S801, the
次に、ECU10は、S802に進み、酸化触媒4の温度Tcが所定温度Tc0であるか否かを判別する。所定温度Tc0は予め定められた温度である。S802において、肯定判定された場合、ECU10はS101に進み、否定判定された場合、ECU10はS805に進む。
Next, the
本ルーチンでは、ECU10は、S103の次にS804に進む。S804において、ECU10は、エアフローメータ8の検出値に基づいて算出される排気の全流量GaとS103において算出された触媒通過率Rcgとを乗算することによって酸化触媒4を通過する排気の流量の基準値Gcatbaseを算出する。この基準値GcatbaseはECU10に記憶される。その後、ECU10は本ルーチンを一旦終了する。
In this routine, the
一方、S805に進んだECU10は、酸化触媒4の温度Tcに基づいて、後述するS806において酸化触媒4を通過する排気の流量の基準値Gcatbaseを補正するための補正係数βを算出する。酸化触媒4の温度Tcと補正係数βとの関係はマップとしてECU10に予め記憶されている。上述したように、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2を流れる排気の流量が同一であっても、酸化触媒4の温度Tcが高いほど該酸化触媒4
を通過する排気の流量は少なくなる。そのため、マップにおいては、酸化触媒4の温度Tcが所定温度Tc0より低い領域では補正係数βは1より大きい値となっており、酸化触媒4の温度Tcが所定温度Tc0より高い領域では補正係数βは1より小さい値となっている。また、酸化触媒4の温度Tcの温度が高いほど補正係数βは小さい値となっている。
On the other hand, the
The flow rate of the exhaust gas passing through is reduced. Therefore, in the map, the correction coefficient β is larger than 1 in the region where the temperature Tc of the oxidation catalyst 4 is lower than the predetermined temperature Tc0, and the correction coefficient β in the region where the temperature Tc of the oxidation catalyst 4 is higher than the predetermined temperature Tc0. Is smaller than 1. Further, the correction coefficient β is smaller as the temperature Tc of the oxidation catalyst 4 is higher.
次、ECU10は、S806に進み、ECU10に記憶された基準値GcatbaseにS805において算出された補正係数βを乗算することで酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを算出する。その後、ECU10は本ルーチンを一旦終了する。
Next, the
以上説明したルーチンによれば、酸化触媒4の温度Tcを考慮して酸化触媒4を通過する排気の流量が算出される。従って、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高精度で算出することが出来る。 According to the routine described above, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated in consideration of the temperature Tc of the oxidation catalyst 4. Therefore, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、実施例1の変形例や実施例2においても、酸化触媒4の温度が所定温度のときにそれぞれの方法によって酸化触媒4を通過する排気の流量の基準値を算出し、酸化触媒4の温度が所定温度以外のときは本実施例と同様の方法で基準値を補正してもよい。 In the modification of Example 1 and Example 2 as well, when the temperature of the oxidation catalyst 4 is a predetermined temperature, the reference value of the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is calculated by each method, and the oxidation catalyst 4 When the temperature is other than the predetermined temperature, the reference value may be corrected by the same method as in this embodiment.
<実施例6>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例2と同様である。また、本実施例においても、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、実施例1と同様の昇温制御が行われる。
<Example 6>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the second embodiment. Also in this embodiment, the
<触媒通過排気流量の算出>
ここで、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法について説明する。本実施例においても、実施例2と同様、酸化触媒4に流入する排気の温度を上流側温度Tginとし、第一温度センサ13によって検出される排気の温度を第一下流側温度Tgd1とし、第二温度センサ14によって検出される排気の温度を第二下流側温度Tgd2とする。
<Calculation of exhaust gas flow rate through catalyst>
Here, a method for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment will be described. Also in this embodiment, as in the second embodiment, the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 4 is set as the upstream temperature Tgin, the temperature of the exhaust gas detected by the
本実施例のような構成の場合、上流側温度Tginが低下すると、それに伴って、第一および第二下流側温度Tgd1、Tgd2も低下するが、第一下流側温度Tgd1は第二下流側温度Tgd2よりも低下し始めるタイミングが遅い。そして、酸化触媒4を通過する排気の流量が多いほど第一下流側温度Tgd1が低下し始めるタイミングと第二下流側温度Tgd2が低下し始めるタイミングとの時間差が長くなる。 In the case of the configuration of the present embodiment, when the upstream temperature Tgin decreases, the first and second downstream temperatures Tgd1 and Tgd2 also decrease accordingly, but the first downstream temperature Tgd1 is the second downstream temperature. The timing at which it begins to decrease is slower than Tgd2. As the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 increases, the time difference between the timing at which the first downstream temperature Tgd1 begins to decrease and the timing at which the second downstream temperature Tgd2 begins to decrease increases.
そこで、本変形例では、上流側温度Tginが低下したときの第一下流側温度Tgd1が低下し始めるタイミングと第二下流側温度Tgd2が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて酸化触媒4を通過する排気の流量を算出する。 Therefore, in this modified example, the oxidation catalyst 4 is passed based on the time difference between the timing when the first downstream temperature Tgd1 starts decreasing when the upstream temperature Tgin decreases and the timing when the second downstream temperature Tgd2 starts decreasing. Calculate the flow rate of exhaust gas.
ここで、本変形例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出するときのルーチンについて図12に示すフローチャートに基づいて説明する説明する。本ルーチンはECU10に予め記憶されている。本ルーチンは、内燃機関1の運転中に所定の間隔で繰り返し実行されてもよく、また、内燃機関1の運転中に所定の条件が成立したときに実行されてもよい。
Here, a routine for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to this modification will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS901において、内燃機関1の運転状態等に基づいて上流側温度Tginを算出する。本実施例においては、このS901を実行するECU10が本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
In this routine, the
次に、ECU10は、S902に進み、上流側温度Tginが低下し始めたか否かを判別する。S902において、肯定判定された場合、ECU10はS903に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the
S903において、ECU10は、第一および第二温度センサ13、14の出力値に基づいて第一および第二下流側温度Tgd1、Tgd2それぞれの低下開始タイミングtdown1、tdown2を検出する。
In S903, the
次に、ECU10は、S904に進み、第一下流側温度Tgd1の低下開始タイミングtdown1と第二下流側温度Tgd2の低下開始タイミングtdown2との時間差Δtdownを算出する。
Next, the
次に、ECU10は、S905に進み、第一下流側温度Tgd1の低下開始タイミングtdown1と第二下流側温度Tgd2の低下開始タイミングtdown2との時間差Δtdownに基づいて酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを算出する。このとき、ECU10は、時間差Δtdownが長いほど酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatが多いと判断する。本実施例においては、このS905を実行するECU10が本発明に係る触媒通過排気流量算出手段に相当する。
Next, the
本実施例によれば、酸化触媒4を通過する排気の流量をより高い精度で算出することが出来る。 According to this embodiment, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 can be calculated with higher accuracy.
尚、本実施例においても、上流側温度Tginを温度センサによって検出してもよい。この場合、酸化触媒4よりも上流側の排気通路2に設けられる温度センサが、本発明に係る上流側温度検出手段に相当する。
Also in this embodiment, the upstream temperature Tgin may be detected by a temperature sensor. In this case, the temperature sensor provided in the
また、図8に示すような構成の場合においても、本実施例に係る酸化触媒4を通過する排気の流量の算出方法を適用することが出来る。 Also in the case of the configuration as shown in FIG. 8, the method for calculating the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 according to the present embodiment can be applied.
<実施例7>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させて除去するときやフィルタ5に担持されたNOx触媒に吸蔵されたSOxを放出させて還元するとき等のようにフィルタ5を昇温させる必要がある場合、実施例1と同様の昇温制御が行われる。また、実施例1と同様の方法で、酸化触媒4を通過する排気の流量が算出される。
<Example 7>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in this embodiment, the
<詰まり解消制御>
燃料添加弁6から添加される燃料等により酸化触媒4の上流側端面の詰まりが生じる場合がある。このような上流側端面の詰まりが生じると、酸化触媒4を通過する排気の流量が通常の場合(即ち、上流側端面の詰まりが生じていない場合)よりも大きく減少する。そこで、本実施例では、上記のような方法で算出された酸化触媒4を通過する排気の流量が所定流量以下の場合は、酸化触媒4の上流側端面の詰まりが生じたと判断し、これを解消させる詰まり解消制御を実行する。
<Clogging elimination control>
The upstream end face of the oxidation catalyst 4 may be clogged with fuel or the like added from the fuel addition valve 6. When such clogging of the upstream end face occurs, the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 is greatly reduced as compared with the normal case (that is, when the clogging of the upstream end face has not occurred). Therefore, in this embodiment, when the flow rate of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst 4 calculated by the above method is equal to or less than a predetermined flow rate, it is determined that the upstream end face of the oxidation catalyst 4 is clogged, and this is determined. Execute clogging elimination control to eliminate.
ここで、本実施例に係る詰まり解消制御のルーチンについて図13に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔で繰り返し実行される。
Here, the clogging elimination control routine according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. This routine is stored in advance in the
本ルーチンでは、ECU10は、先ずS1001において、上記のような方法で算出さ
れECU10に記憶された酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatを読み込む。
In this routine, the
次に、ECU10は、S1002に進み、酸化触媒4を通過する排気の流量Gcatが所定流量Gcat0以下であるか否かを判別する。ここで、所定流量Gcat0とは、酸化触媒4の上流側端面の詰まりが生じたと判断出来る閾値である。この所定流量Gcat0は実験等に基づいて予め定められている。S1002において、肯定判定された場合、ECU10はS1003に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the
S1003において、ECU10は、酸化触媒4を昇温させることで詰まり解消制御を実行する。酸化触媒4を昇温させる方法としては、スロットル弁7を閉弁方向に制御することで排気の流量を減少させると共に燃料添加弁6から少量の燃料を複数回に分割して添加する方法等を例示することが出来る。酸化触媒4が昇温されることで、その上流側端面に付着したSOF等が酸化・除去される。その結果、酸化触媒4の上流側端面の詰まりが解消される。その後、ECU10は本ルーチンを一旦終了する。
In step S1003, the
以上説明した詰まり解消制御によれば、好適なタイミングで酸化触媒4の上流側端面の詰まりを解消させることが出来る。 According to the clog elimination control described above, clogging of the upstream end face of the oxidation catalyst 4 can be eliminated at a suitable timing.
尚、実施例1の変形例や実施例2から6においても、本実施例に係る詰まり解消制御を適用してもよい。 Note that the clogging elimination control according to the present embodiment may also be applied to the modification of the first embodiment and the second to sixth embodiments.
上記各実施例は可能な限り組み合わせることが出来る。 The above embodiments can be combined as much as possible.
1・・・内燃機関
2・・・排気通路
3・・・吸気通路
4・・・酸化触媒
5・・・パティキュレートフィルタ
6・・・燃料添加弁
7・・・スロットル弁
8・・・エアフローメータ
9・・・HCセンサ
10・・ECU
13・・第一温度センサ
14・・第二温度センサ
DESCRIPTION OF
13.
Claims (12)
前記触媒に流入する排気のHC濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のHC濃度との割合に基づいて、排気の全流量に対する前記触媒を通過する排気の流量の割合である触媒通過率を算出する触媒通過率算出手段と、
前記触媒通過率算出手段によって算出された触媒通過率と排気の全流量とに基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst having an oxidation function installed so that a part of the exhaust gas passes through the exhaust passage of the internal combustion engine instead of the total amount;
Based on the ratio of the HC concentration of the exhaust flowing into the catalyst and the HC concentration of the exhaust mixed with the exhaust that has passed through the catalyst and the exhaust that has not passed through the catalyst on the downstream side of the catalyst, A catalyst passage rate calculating means for calculating a catalyst passage rate that is a ratio of a flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst with respect to a total flow rate;
An internal combustion engine comprising: a catalyst passing exhaust gas flow rate calculating unit that calculates a flow rate of exhaust gas passing through the catalyst based on the catalyst passing rate calculated by the catalyst passing rate calculating unit and a total exhaust gas flow rate. Exhaust purification equipment.
前記触媒に流入する排気のHC濃度を検出する上流側HC濃度検出手段と、
前記排気通路における前記触媒より下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気のHC濃度を検出するHCセンサと、を有し、
前記上流側HC濃度検出手段によって検出されたHC濃度と前記HCセンサによって検出されたHC濃度とに基づいて触媒通過率を算出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。 The catalyst passage rate calculating means is
Upstream HC concentration detection means for detecting the HC concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst;
An HC sensor that is provided downstream of the catalyst in the exhaust passage and after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed, and that detects the HC concentration of the exhaust gas. ,
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the catalyst passage rate is calculated based on the HC concentration detected by the upstream HC concentration detection means and the HC concentration detected by the HC sensor.
前記触媒に流入する排気のO2濃度を検出する上流側O2濃度検出手段と、
前記排気通路における前記触媒より下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ、排気のO2濃度を検出するO2センサと、を有し、
前記上流側O2濃度検出手段によって検出されたO2濃度と前記O2センサによって検出されたO2濃度とに基づいて、前記触媒に流入する排気のHC濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のHC濃度との割合を算出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。 The catalyst passage rate calculating means is
Upstream O 2 concentration detection means for detecting the O 2 concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst;
An O 2 sensor that is provided downstream of the catalyst in the exhaust passage and after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed, and detects the O 2 concentration of the exhaust gas; Have
Based on said upstream O 2 wherein the detected O 2 concentration by the concentration detecting means O 2 O 2 concentration detected by the sensor, the HC concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst, the downstream side of the catalyst The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ratio of the HC concentration of the exhaust gas in which the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst is mixed is calculated.
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記排気通路における前記触媒より下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ、排気の温度を検出する温度センサと、を有し、
前記上流側温度検出手段によって検出された温度と前記温度センサによって検出された温度とに基づいて、前記触媒に流入する排気のHC濃度と、前記触媒より下流側で前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合った排気のHC濃度との割合を算出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。 The catalyst passage rate calculating means is
Upstream temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
A temperature sensor that is provided downstream of the catalyst in the exhaust passage and after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed, and detects the temperature of the exhaust gas; ,
Based on the temperature detected by the upstream temperature detection means and the temperature detected by the temperature sensor, the HC concentration of the exhaust gas flowing into the catalyst, the exhaust gas that has passed through the catalyst downstream from the catalyst, and the 2. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the ratio of the HC concentration of the exhaust gas mixed with the exhaust gas not passing through the catalyst is calculated.
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記触媒を通過する排気の流量をGcatとし、
前記上流側温度検出手段によって検出された排気の温度をTginとし、
前記第一温度センサによって検出された排気の温度をTgd1とし、
前記第二温度センサによって検出された排気の温度をTgd2としたときに、
Gcat=(Tgd2−Tgin)/(Tgd1−Tgin)
で表される式から前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst having an oxidation function installed so that a part of the exhaust gas passes through the exhaust passage of the internal combustion engine instead of the total amount;
Upstream temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
A first temperature sensor that is provided so as to face the downstream end of the catalyst in the exhaust passage downstream of the catalyst and detects the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalyst;
A second temperature sensor that is provided downstream of the first temperature sensor and detects the temperature of the exhaust gas provided after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed;
Let Gcat be the flow rate of the exhaust gas that passes through the catalyst,
The exhaust gas temperature detected by the upstream temperature detection means is Tgin,
The temperature of the exhaust detected by the first temperature sensor is Tgd1,
When the temperature of the exhaust detected by the second temperature sensor is Tgd2,
Gcat = (Tgd2-Tgin) / (Tgd1-Tgin)
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a catalyst passing exhaust gas flow rate calculating means for calculating a flow rate of exhaust gas passing through the catalyst from an expression represented by:
前記触媒の温度が所定温度のときに、前記触媒を通過する排気の流量の基準値を算出し、
前記触媒の温度が前記所定温度以外のときは、前記触媒の温度に基づいて前記基準値を補正することで前記触媒を通過する排気の流量を算出することを特徴とする請求項1から5のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。 The catalyst passage exhaust gas flow rate calculating means is
When the temperature of the catalyst is a predetermined temperature, a reference value of the flow rate of the exhaust gas passing through the catalyst is calculated,
6. The flow rate of exhaust gas passing through the catalyst is calculated by correcting the reference value based on the temperature of the catalyst when the temperature of the catalyst is other than the predetermined temperature. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of the above.
前記触媒に流入する排気の温度を検出する上流側温度検出手段と、
前記触媒よりも下流側の排気通路において前記触媒の下流側端部と対向するように設けられ前記触媒から流出した排気の温度を検出する第一温度センサと、
該第一温度センサよりも下流側であって前記触媒を通過した排気と前記触媒を通過しなかった排気とが混ざり合う位置以降に設けられ排気の温度を検出する第二温度センサと、
前記上流側温度検出手段によって検出される排気の温度が低下したときにおける、前記第一温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングと前記第二温度センサによって検出される排気の温度が低下し始めるタイミングとの時間差に基づいて前記触媒を通過する排気の流量を算出する触媒通過排気流量算出手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A catalyst having an oxidation function installed so that a part of the exhaust gas passes through the exhaust passage of the internal combustion engine instead of the total amount;
Upstream temperature detection means for detecting the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst;
A first temperature sensor that is provided so as to face the downstream end of the catalyst in the exhaust passage downstream of the catalyst and detects the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalyst;
A second temperature sensor that is provided downstream of the first temperature sensor and detects the temperature of the exhaust gas provided after the position where the exhaust gas that has passed through the catalyst and the exhaust gas that has not passed through the catalyst are mixed;
The timing at which the exhaust temperature detected by the first temperature sensor starts to decrease and the exhaust temperature detected by the second temperature sensor when the exhaust temperature detected by the upstream temperature detection means decreases. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a catalyst passage exhaust gas flow rate calculating means for calculating a flow rate of exhaust gas that passes through the catalyst based on a time difference from a timing of starting to decrease.
前記触媒が、前記複数の分岐通路のうちのいずれかにのみ設置されていることを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust passage is formed so as to branch into a plurality of branch passages on the way, and the plurality of branch passages gather on the downstream side;
The exhaust purification device of an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 10, wherein the catalyst is installed only in any one of the plurality of branch passages.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007137049A JP4894622B2 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007137049A JP4894622B2 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008291711A true JP2008291711A (en) | 2008-12-04 |
JP4894622B2 JP4894622B2 (en) | 2012-03-14 |
Family
ID=40166703
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007137049A Expired - Fee Related JP4894622B2 (en) | 2007-05-23 | 2007-05-23 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4894622B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017040165A (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003293731A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2005127257A (en) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2006161629A (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
WO2006125516A1 (en) * | 2005-05-21 | 2006-11-30 | Umicore Ag & Co. Kg | Highly effective non-clogging filter unit |
-
2007
- 2007-05-23 JP JP2007137049A patent/JP4894622B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003293731A (en) * | 2002-03-29 | 2003-10-15 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2005127257A (en) * | 2003-10-24 | 2005-05-19 | Toyota Motor Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2006161629A (en) * | 2004-12-06 | 2006-06-22 | Hino Motors Ltd | Exhaust emission control device |
WO2006125516A1 (en) * | 2005-05-21 | 2006-11-30 | Umicore Ag & Co. Kg | Highly effective non-clogging filter unit |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2017040165A (en) * | 2015-08-17 | 2017-02-23 | トヨタ自動車株式会社 | Control device of internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP4894622B2 (en) | 2012-03-14 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3372800B1 (en) | DIAGNOSIS APPARATUS AND DIAGNOSIS METHOD FOR NOx SENSOR | |
US7111455B2 (en) | Exhaust cleaning device of internal combustion engine | |
JP5382129B2 (en) | Exhaust purification device and exhaust purification method for internal combustion engine | |
JP5910759B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP5839118B2 (en) | Abnormality determination system for exhaust gas purification device of internal combustion engine | |
JP5915516B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP2153034B1 (en) | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine | |
EP3267002B1 (en) | Internal combustion engine control device | |
JP2016079852A (en) | Abnormality determination system of exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP4811333B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP4894622B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP2759682A1 (en) | Exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP2004060563A (en) | Fuel injection amount control device of internal combustion engine | |
JP2007077947A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2008121571A (en) | Exhaust emission control system of internal combustion engine | |
JP4844349B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2008064004A (en) | Exhaust emission control system of internal combustion engine | |
JP2006118461A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2011032996A (en) | Exhaust state acquiring device | |
JP4997917B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2013113210A (en) | Engine catalyst deterioration detection device | |
JP4453664B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP4650245B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2006291827A (en) | Controller of internal combustion engine | |
JP4780002B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20091106 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110224 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110301 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20111129 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20111212 |
|
R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4894622 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150106 Year of fee payment: 3 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |