JP2008303815A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気浄化を行う内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that performs exhaust gas purification.
従来から、排気通路上にNOx吸蔵還元触媒を設け、この触媒を用いてNOxを浄化する排気浄化装置が提案されている。例えば、特許文献1には、NOx吸収還元触媒が活性化した後の空燃比フィードバック補正量の変化率を同触媒が活性化する前のフィードバック補正量の変化率よりも小さくすることにより、浄化作用を良好にする技術が記載されている。また、特許文献2には、触媒活性状態に応じてリッチとリーンを周期的に繰り返す制御を行う技術が記載されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there has been proposed an exhaust purification device that provides a NOx storage reduction catalyst on an exhaust passage and purifies NOx using this catalyst. For example, Patent Document 1 discloses a purification action by making the rate of change of the air-fuel ratio feedback correction amount after activation of the NOx absorption reduction catalyst smaller than the rate of change of the feedback correction amount before activation of the catalyst. Techniques for improving the performance are described. Patent Document 2 describes a technique for performing control that periodically repeats rich and lean in accordance with the catalyst activation state.
しかしながら、例えば、特許文献1において、アルコール燃料が供給された場合には、フィードバック補正係数は、必要な空燃比がガソリンよりリッチになるように補正されるため、燃料噴射量が多くなる。このように、燃料噴射量が多くなる結果、触媒の活性が低下してしまい、NOx還元や硫黄脱離が行われず、エミッションの悪化を招く場合がある。特許文献1には、この点について何ら検討がされていない。また、特許文献2においても、この点について何ら検討がされていない。 However, for example, in Patent Document 1, when alcohol fuel is supplied, the feedback correction coefficient is corrected so that the required air-fuel ratio is richer than gasoline, and thus the fuel injection amount increases. As described above, as a result of the increase in the fuel injection amount, the activity of the catalyst is reduced, NOx reduction or sulfur desorption is not performed, and emission may be deteriorated. Patent Document 1 does not discuss this point at all. Also, Patent Document 2 does not discuss this point at all.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、触媒の活性状態を検出し、触媒が不活性状態の時には、触媒活性を回復することの可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを課題とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and detects the active state of a catalyst. When the catalyst is in an inactive state, the exhaust purification of an internal combustion engine that can recover the catalytic activity is achieved. It is an object to provide an apparatus.
本発明の1つの観点では、排気通路上にNOx吸蔵還元触媒を有する内燃機関の排気浄化装置は、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定する触媒活性状態判定手段と、前記内燃機関からの排気ガスの空燃比をリッチ化するリッチ化制御を実行するときに、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると前記触媒活性状態判定手段により判定された場合には、前記内燃機関のリッチ燃焼させる気筒の燃料噴射量を減量する制御手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, an exhaust purification device for an internal combustion engine having a NOx storage reduction catalyst on an exhaust passage determines whether or not the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state. And when the enrichment control for enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas from the internal combustion engine is executed, it is determined by the catalyst active state determination means that the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state. And a control means for reducing the fuel injection amount of the cylinder for rich combustion of the internal combustion engine.
上記の内燃機関の排気浄化装置は、燃料としてアルコール混合燃料を用いた場合に好適に利用される。上記の内燃機関の排気浄化装置は、排気通路上にNOx吸蔵還元触媒を有し、触媒活性状態判定手段と、制御手段と、を備える。前記触媒活性状態判定手段及び前記制御手段は、例えば、ECU(Electric Control Unit)によって実現される。前記触媒活性状態判定手段は、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定する。前記制御手段は、前記内燃機関からの排気ガスの空燃比をリッチ化するリッチ化制御を実行するときに、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると前記触媒活性状態判定手段により判定された場合には、前記内燃機関のリッチ燃焼させる気筒の燃料噴射量を減量する。このようにすることで、前記NOx吸蔵還元触媒の冷却を抑えることができ、前記NOx吸蔵還元触媒の触媒活性を回復させることができる。 The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine is preferably used when an alcohol mixed fuel is used as the fuel. The above exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine has a NOx occlusion reduction catalyst on an exhaust passage, and includes a catalyst activation state determination unit and a control unit. The catalyst activation state determination unit and the control unit are realized by, for example, an ECU (Electric Control Unit). The catalyst active state determining means determines whether or not the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state. When the enrichment control for enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas from the internal combustion engine is executed, the control means determines that the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state by the catalyst active state determination means. If it is determined, the fuel injection amount of the cylinder in which the rich combustion is performed in the internal combustion engine is reduced. By doing so, cooling of the NOx storage reduction catalyst can be suppressed, and the catalytic activity of the NOx storage reduction catalyst can be recovered.
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様は、前記制御手段は、一方の気筒群の空燃比をリッチにし、他方の気筒群の空燃比をリーン又はストイキにするバンク制御を実行するときに、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると前記触媒活性状態判定手段により判定された場合には、前記一方の気筒群のリッチ度合いを浅く補正すると共に、前記バンク制御の実行時間を長く補正する。これにより、前記NOx吸蔵還元触媒の触媒活性を回復させることができると共に、硫黄被毒回復が不十分になるのを防ぐことができる。 In another aspect of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the control means executes bank control that makes the air-fuel ratio of one cylinder group rich and makes the air-fuel ratio of the other cylinder group lean or stoichiometric. On the other hand, when the catalyst active state determining means determines that the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state, the rich degree of the one cylinder group is corrected to be shallow and the bank control is executed. Correct the time longer. As a result, the catalytic activity of the NOx storage reduction catalyst can be recovered, and the sulfur poisoning recovery can be prevented from becoming insufficient.
上記の内燃機関の排気浄化装置の他の一態様は、前記制御手段は、前記NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたNOxを還元するリッチスパイク制御を実行するときに、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると前記触媒活性状態判定手段により判定された場合には、リッチ燃焼させる際における前記内燃機関の気筒のリッチ度合いを浅く補正すると共に、リッチスパイク制御の実行時間を長く補正する。これにより、前記NOx吸蔵還元触媒の触媒活性を回復させることができると共に、NOx還元が不十分になるのを防ぐことができる。 In another aspect of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the control means performs an active state of the NOx occlusion reduction catalyst when performing the rich spike control for reducing NOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst. Is determined to be in an inactive state by the catalyst active state determination means, the rich degree of the cylinder of the internal combustion engine at the time of rich combustion is corrected shallowly, and the execution time of rich spike control is corrected to be longer. . Thereby, it is possible to recover the catalytic activity of the NOx storage reduction catalyst and to prevent the NOx reduction from becoming insufficient.
内燃機関の排気浄化装置の他の一態様は、前記触媒活性状態判定手段は、前記NOx吸蔵還元触媒の触媒温度の上昇温度が所定値以下の場合には、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると判定する。これにより、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定することができる。 In another aspect of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the catalyst activation state determination means determines that the activation state of the NOx occlusion reduction catalyst is higher when the temperature rise of the catalyst temperature of the NOx occlusion reduction catalyst is a predetermined value or less. Determined to be in an inactive state. Thereby, it can be determined whether the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state.
内燃機関の排気浄化装置の他の好適な実施例は、前記触媒活性状態判定手段は、リッチスパイク制御が開始されてから所定時間以内に、前記NOx吸蔵還元触媒の下流側の空燃比が所定値以下となっている場合には、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると判定する。ここでいう所定値とは、例えば、ストイキとなるときの空燃比の値である。これは、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にある場合には、還元剤は前記NOx吸蔵還元触媒で消費されないため、リッチスパイク制御の開始直後に空燃比がリッチになると考えられるからである。 In another preferred embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the catalyst activation state determining means is configured such that the air-fuel ratio downstream of the NOx storage reduction catalyst is a predetermined value within a predetermined time after the rich spike control is started. When it is below, it determines with the active state of the said NOx storage reduction catalyst being in an inactive state. The predetermined value here is, for example, the value of the air-fuel ratio at the time of stoichiometric. This is because it is considered that the air-fuel ratio becomes rich immediately after the start of rich spike control because the reducing agent is not consumed by the NOx storage reduction catalyst when the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state. It is.
内燃機関の排気浄化装置の他の好適な実施例は、前記触媒活性状態判定手段は、リッチスパイク制御が開始されてから所定時間以内に、前記NOx吸蔵還元触媒の下流側のNOx濃度が低下しない場合には、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると判定する。これは、リッチスパイク制御が開始されたのにもかかわらず、前記NOx吸蔵還元触媒の下流側のNOx濃度が低下しないということは、前記NOx吸蔵還元触媒において、NOx還元が行われていないと考えることができるからである。 In another preferred embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, the catalyst activation state determining means is configured such that the NOx concentration on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst does not decrease within a predetermined time after the rich spike control is started. In this case, it is determined that the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state. This is because the NOx concentration on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst does not decrease despite the rich spike control being started, which means that NOx reduction is not performed in the NOx storage reduction catalyst. Because it can.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施の形態について説明する。 Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[システム構成]
まず、本発明の各実施形態に係る排気浄化システムについて説明する。
[System configuration]
First, an exhaust purification system according to each embodiment of the present invention will be described.
(全体構成)
図1は、本発明の各実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用された排気浄化システム100を示している。排気浄化システム100は、主に、内燃機関1と、排気通路4と、NOx吸蔵還元触媒7とより構成されている。内燃機関1は、自動車などの車両に走行用動力源として搭載され、エタノールなどのアルコールを含有するアルコール混合燃料にて運転することが可能である。
(overall structure)
FIG. 1 shows an exhaust
内燃機関1は、左右のバンク2L、2Rに3つずつ気筒3が設けられたV型6気筒のガソリンエンジンとして構成されている。以下、内燃機関1を単にエンジン1と称することとする。エンジン1においては、左バンク2Lの3つの気筒3によって一つの気筒群が構成され、右バンク2Rの3つの気筒3によって他の一つの気筒群が構成される。以下において、左右のバンク2L、2Rを区別しない場合には、単に「バンク2」と称する。
The internal combustion engine 1 is configured as a V-type 6-cylinder gasoline engine in which three cylinders 3 are provided in each of the left and
エンジン1は、各気筒3の排気側にそれぞれ接続される排気通路4を備えている。排気通路4は、バンク毎に設けられた分岐部5L、5Rと、分岐部5L、5Rが合流する合流箇所から下流に延びる共通の排気通路6と、を備えている。排気通路6には、NOx吸蔵還元触媒7が設けられている。NOx吸蔵還元触媒7は、ストイキよりもリーン、即ち、酸素過剰の酸化雰囲気において、排気ガス中のNOxを吸蔵し、ストイキよりもリッチ、即ち、燃料過剰の還元雰囲気又はストイキにおいて、吸蔵したNOxを放出すると共に、このNOxを還元浄化する。具体的には、NOx吸蔵還元触媒7のNOx吸蔵率が所定値(95%)以下まで低下した際に、ECU20によって空燃比を強制的にリッチ化するリッチスパイク制御(RS制御)が実行されることにより、吸蔵しているNOxの還元が行われる。
The engine 1 includes an exhaust passage 4 connected to the exhaust side of each cylinder 3. The exhaust passage 4 includes
また、エンジン1は、燃料供給装置10を備えている。燃料供給装置10は、各気筒3にそれぞれ設けられるインジェクタ11と、燃料タンク12と、を備えている。各インジェクタ11には、燃料タンク12から不図示の燃料ポンプによって加圧された燃料が供給される。燃料タンク12には、アルコール濃度センサ13が取り付けられる。アルコール濃度センサ13は、燃料中のアルコール濃度を検出し、検出されたアルコール濃度に対応する検出信号をECU20に供給する。
The engine 1 also includes a
排気通路6には、空燃比(A/F)センサ22、02センサ23、排気温センサ24が取り付けられる。A/Fセンサ22は、NOx吸蔵還元触媒7の上流側に取り付けられ、NOx吸蔵還元触媒7の上流側の排気ガスの空燃比を検出し、検出された空燃比に対応する検出信号をECU20に供給する。O2センサ23及び排気温センサ24は、NOx吸蔵還元触媒7の下流側に取り付けられる。O2センサ23は、NOx吸蔵還元触媒7の下流側の排気ガスの酸素濃度を検出し、検出された酸素濃度に対応する検出信号をECU20に供給する。排気温センサ24は、NOx吸蔵還元触媒7の下流側の排気ガスの排気温度を検出し、検出された排気温度に対応する検出信号をECU20に供給する。なお、排気温センサ24が取り付けられる代わりに、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度を検出する触媒温度センサが取り付けられるとしても良い。
The exhaust passage 6, the air-fuel ratio (A / F)
ECU(Electric Control Unit)20は、図示しないCPU、ROM、RAM、及びA/D変換器などを含んで構成される。ECU20は、車両内の各種センサから供給される検出信号に基づいて、エンジン1の運転状態を制御する。例えば、ECU20は、アルコール濃度センサ13、空燃比(A/F)センサ22、02センサ23、排気温センサ24からの検出信号を基に、各インジェクタ11から噴射すべき燃料噴射量を算出し、その算出した燃料噴射量が各気筒3に供給されるように各インジェクタ11の動作を制御する。具体的には、ECU20は、エンジン1からの排気ガスの空燃比をリッチ化するリッチ化制御を実行するときに、これらの検出信号を基に、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定し、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させる気筒3の燃料噴射量を減量する制御を行う。リッチ化制御は、例えば、リッチスパイク制御やバンク制御が実行されるときに実行される。これにより、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができる。従って、ECU20は、本発明における触媒活性判定手段及び制御手段として機能する。以下に具体的な制御方法について述べる。
The ECU (Electric Control Unit) 20 includes a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, and the like (not shown). The
[第1実施形態に係る制御方法]
最初に、第1実施形態に係る制御方法について説明する。先にも述べたように、NOx吸蔵還元触媒7は、ストイキよりもリーン、即ち、酸素過剰の酸化雰囲気において、排気ガス中のNOxを吸蔵し、ストイキよりもリッチ、即ち、燃料過剰の還元雰囲気又はストイキにおいて、吸蔵したNOxを放出すると共に、このNOxを還元浄化する。そのため、空燃比を強制的にリッチ化するためのリッチスパイク制御(RS制御)が、ECU20により実行される。具体的には、ECU20は、空燃比をリッチ化するために、バンク2の気筒群をリッチ燃焼させる、即ち、各インジェクタ11から噴射する燃料噴射量を増加させる。
[Control Method According to First Embodiment]
First, the control method according to the first embodiment will be described. As described above, the NOx occlusion reduction catalyst 7 is leaner than stoichiometric, that is, in an oxygen excess oxidizing atmosphere, stores NOx in the exhaust gas, and is richer than stoichiometric, that is, a reducing atmosphere with excess fuel. Or, in stoichiometry, the stored NOx is released and this NOx is reduced and purified. Therefore, rich spike control (RS control) for forcibly enriching the air-fuel ratio is executed by the
ここで、アルコールがガソリンに混合されたアルコール混合燃料が、燃料として用いられる場合について考えてみる。アルコール燃料は、ガソリン燃料と比較して理論空燃比が小さい。従って、バンク2の気筒群をリッチ燃焼させる際における各インジェクタ11から噴射される燃料噴射量は、ガソリン燃料を燃料として用いた場合よりも、アルコール混合燃料を燃料として用いた場合の方が大きくなる。そのため、RS制御の実行時において、アルコール混合燃料を燃料として用いた場合には、ガソリン燃料を燃料として用いた場合と比較して、NOx吸蔵還元触媒7は、燃料が過多になるために冷却されやすくなり、不活性になりやすくなる。
Here, consider a case where an alcohol mixed fuel in which alcohol is mixed with gasoline is used as fuel. Alcohol fuel has a smaller stoichiometric air-fuel ratio than gasoline fuel. Therefore, the fuel injection amount injected from each
そこで、第1実施形態では、ECU20は、RS制御の実行時において、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させる際におけるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正することとする、即ち、リッチ燃焼させる際におけるバンク2の気筒群の燃料噴射量を減量することとする。このようにすることで、NOx吸蔵還元触媒7の冷却を抑えることができるので、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができる。
Therefore, in the first embodiment, when the
なお、RS制御の実行時において、リッチ度合いを浅く補正すると、NOx還元が不十分になる可能性がある。そこで、ECU20は、RS制御の実行時において、リッチ度合いを浅く補正する場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、RS制御の実行時間を長く補正するとしてもよい。このようにすることで、リッチ度合いが浅くなることによりNOx還元が不十分になるのを防ぐことができる。以下に述べる処理では、リッチ度合いを浅く補正する場合には、RS制御の実行時間を長く補正することとする。
Note that if the rich degree is corrected to be shallow during execution of RS control, NOx reduction may be insufficient. Therefore, when the
(第1実施形態に係る処理)
第1実施形態に係る処理について、図2に示すフローチャートを用いて説明する。
(Processing according to the first embodiment)
The processing according to the first embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、ステップS101において、ECU20は、各種のセンサからの検出信号を基に、エンジン1の運転状態を検出する。次に、ステップS102において、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であるか否かを判定し、リーン運転中でないと判定した場合には(ステップS102;No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であると判定した場合には(ステップS102:Yes)、ステップS103へ進む。
First, in step S101, the
ステップS103において、ECU20は、エンジン1の運転状態を基に、リッチスパイクの実行時間(RS時間)及び間隔、リッチ度合いを算出する。例えば、ECU20は、エンジン回転数とエンジン負荷とを基に、NOx吸蔵還元触媒7の入りNOx量を求め、当該入りNOx量を基に、マップなどを用いて、リッチスパイクの実行時間(RS時間)及び間隔、リッチ度合いを算出してRAMなどに記録する。RAMなどに記録された、リッチスパイクの実行時間(RS時間)及び間隔、リッチ度合いを、以下では、RS制御変数と称することもある。
In step S103, the
ステップS104において、ECU20は、リッチスパイクの実行条件(RS実行条件)が成立したか否かについて判定する。RS実行条件が成立するとは、例えばリーン運転が所定時間継続したことなどが挙げられる。ECU20は、RS実行条件が成立していないと判定した場合には(ステップS104:No)、本処理を終了する。一方ECU20は、RS実行条件が成立していると判定した場合には(ステップS104:Yes)、ステップS105へ進む。
In step S104, the
ステップS105において、ECU20は、ステップS104にて記録されたRS制御変数、即ち、RS時間及び間隔、リッチ度合いをRAMなどから読み込む。そして、ステップS106において、ECU20は、RS制御中か否かについて判定する。ECU20は、例えば、予め、RS制御を開始したときにフラグを立てておくなどすることで、RS制御中か否かについて判定することができる。ECU20は、RS制御中でないと判定した場合には(ステップS106:No)、ステップS105で読み込まれたRS制御変数でRS制御を開始して(ステップS114)、本処理を終了する。一方、ECU20は、RS制御中であると判定した場合には(ステップS106:Yes)、ステップS107に進む。
In step S105, the
ステップS107において、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態を検出する。そして、ステップS108において、ECU20は、検出されたNOx吸蔵還元触媒7の活性状態を基に、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定する。NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かの判定方法については、後に詳しく述べることとする。ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、ステップS109へ進み、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定した場合には、ステップS112へと進む。
In step S107, the
ステップS109において、ECU20は、触媒不活性補正係数をRAMより読み込む。第1実施形態において、この触媒不活性補正係数は、リッチスパイクの実行時間(RS時間)及び間隔、リッチ度合いの夫々の値を補正する係数である。つまり、ECU20は、この触媒不活性補正係数を修正することにより、リッチスパイクの実行時間(RS時間)及び間隔、リッチ度合いの夫々の値を変えることができる。ステップS110において、ECU20は、触媒不活性補正係数を修正する。具体的には、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させる際におけるバンク2の気筒群のリッチ度合いが浅くなるように、且つ、RS時間が長くなるように、触媒不活性補正係数を修正する。ステップS111において、ECU20は、修正された触媒不活性補正係数に基づいて、リッチスパイクの実行時間(RS時間)及び間隔、リッチ度合いを実際に補正する。具体的には、ECU20は、修正された触媒不活性補正係数に基づいて、リッチ度合いを浅く補正する、即ち、燃料噴射量を減量すると共に、RS時間を長く補正する。このように、リッチ度合いを浅く補正することにより、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができ、RS時間を長く補正することにより、NOx還元が不十分になるのを防ぐことができる。
In step S109, the
ステップS112において、ECU20は、リッチスパイク終了時間(RS終了時間)であるか否か、即ち、RS時間が経過したか否かについて判定する。ECU20は、RS終了時間でないと判定した場合、即ち、RS時間が経過していないと判定した場合には(ステップS112:No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、RS終了時間であると判定した場合、即ち、RS時間が経過したと判定した場合には(ステップS112:Yes)、RS制御を終了して(ステップS113)、本処理を終了する。本処理は、ECU20によって、所定の周期で繰り返し実行される。
In step S112, the
以上の処理によれば、ECU20は、RS制御が実行されるときに、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させる際におけるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正することとする。これにより、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができる。また、ECU20は、RS制御の実行時において、リッチ度合いを浅くする場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、RS制御の実行時間を長く補正することとする。このようにすることで、NOx還元が不十分になるのを防ぐことができる。
According to the above processing, when the
[第2実施形態に係る制御方法]
次に、第2実施形態に係る制御方法について説明する。NOx吸蔵還元触媒7には、実際には、NOx以外の物質、例えば、硫黄(S)やその化合物(SOx)も付着する、いわゆる硫黄(S)被毒が発生する。このようなNOx以外の物質は、本来NOxが吸着されるべきところに、NOxの代わりに付着することになるため、結果的にNOx吸蔵還元触媒のNOx浄化性能を低減させることになる。
[Control Method According to Second Embodiment]
Next, a control method according to the second embodiment will be described. In actuality, the NOx occlusion reduction catalyst 7 is so-called sulfur (S) poisoning, in which substances other than NOx, for example, sulfur (S) and its compounds (SOx) also adhere. Such substances other than NOx adhere to the place where NOx should be adsorbed instead of NOx. As a result, the NOx purification performance of the NOx storage reduction catalyst is reduced.
そこで、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の硫黄被毒を回復するために、バンク制御を実行する。具体的には、ECU20は、一方のバンク2と他方のバンク2とにおいて空燃比を異ならせる制御を行う。詳しくは、一方のバンク2(例えば、左バンク2L)をリッチ燃焼させ、他方のバンク2(例えば、右バンク2R)をリーン燃焼させる制御を行う。これにより、燃料を多く含むガスと酸素を多く含むガスとが混合されたガスがNOx吸蔵還元触媒7に供給され、NOx吸蔵還元触媒7が昇温し、NOx吸蔵還元触媒7より硫黄が脱離して、NOx吸蔵還元触媒7の硫黄被毒が回復される。
Therefore, the
第1実施形態でも述べたように、バンク2の気筒群をリッチ燃焼させる際における各インジェクタ11から噴射される燃料噴射量は、ガソリン燃料を燃料として用いた場合よりも、アルコール混合燃料を燃料として用いた場合の方が大きくなる。そのため、バンク制御の実行時においても、アルコール混合燃料を燃料として用いた場合には、ガソリン燃料を燃料として用いた場合と比較して、NOx吸蔵還元触媒7は、燃料が過多になるために冷却されやすくなり、不活性になりやすくなる。
As described in the first embodiment, the fuel injection amount injected from each
そこで、第2実施形態においても、ECU20は、バンク制御の実行時において、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正することとする、即ち、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の燃料噴射量を減量することとする。具体的には、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いが浅くなるように、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群とリーン燃焼させるバンク2の気筒群との空燃比差を小さく補正する。このようにすることで、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の燃料噴射量を減量することができ、NOx吸蔵還元触媒7の冷却を抑えることができるので、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができる。
Therefore, also in the second embodiment, when the
なお、バンク制御の実行時において、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正する、即ち、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群とリーン燃焼させるバンク2の気筒群との空燃比差を小さく補正すると、S被毒回復が不十分になる可能性がある。そこで、ECU20は、バンク制御の実行時において、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅くする場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、バンク制御の実行時間を長く補正するとしてもよい。このようにすることで、S被毒回復が不十分になるのを防ぐことができる。以下に述べる処理では、リッチ度合いを浅く補正する場合には、バンク制御の実行時間を長く補正することとする。
When the bank control is executed, the rich degree of the cylinder group of the bank 2 that performs rich combustion is corrected to be shallow, that is, the air-fuel ratio difference between the cylinder group of the bank 2 that performs rich combustion and the cylinder group of the bank 2 that performs lean combustion. If it is corrected to a small value, S poison recovery may be insufficient. Therefore, when executing the bank control, when the rich degree of the cylinder group of the bank 2 to be richly burned is made shallower, the
(第2実施形態に係る処理)
第2実施形態に係る処理について、図3に示すフローチャートを用いて説明する。
(Processing according to the second embodiment)
Processing according to the second embodiment will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、ステップS121において、ECU20は、各種のセンサからの検出信号を基に、エンジン1の運転状態を検出する。次に、ステップS122において、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であるか否かを判定し、リーン運転中でないと判定した場合には(ステップS122;No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であると判定した場合には(ステップS122:Yes)、ステップS123へ進む。
First, in step S121, the
ステップS123において、ECU20は、エンジン1の運転状態に基づいて、NOx吸蔵還元触媒7の硫黄(S)被毒量を推定する。例えば、ECU20は、直近のバンク制御が実行されてからの積算燃料消費量や走行時間に基づいて、NOx吸蔵還元触媒7のS被毒量を推定する。
In step S123, the
ステップS124において、ECU20は、バンク制御の実行条件(S再生条件)が成立したか否かについて判定する。具体的には、ECU20は、推定されたNOx吸蔵還元触媒7のS被毒量が所定値以上となる場合には、S再生条件を満たしていると判定する。ここでいう所定値とは、例えば、硫黄被毒量がこの値以上になると、NOx吸蔵還元触媒7がNOxを吸蔵することができなくなると推定される値である。ECU20は、S再生条件にないと判定した場合には(ステップS124:No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、S再生条件にあると判定した場合には(ステップS124:Yes)、ステップS125へ進む。
In step S124, the
ステップS125において、ECU20は、S再生条件の基本値を読み込む。S再生条件の基本値とは、バンク制御を行うための基本値のことであり、具体的には、バンク制御を行うときにおける、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、リーン燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、バンク制御を実行する実行時間である。S再生条件の基本値は、予め設定された値であり、ROMなどに記録されている。ECU20は、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、リーン燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、バンク制御を実行する実行時間を、ROMなどから読み込んだ後、ステップS126へ進む。
In step S125, the
ステップS126において、ECU20は、バンク制御中か否かについて判定する。具体的には、ECU20は、例えば、予め、バンク制御が開始されたときにフラグを立てておくなどすることで、バンク制御中か否かについて判定することができる。ECU20は、バンク制御中にないと判定した場合には(ステップS126:No)、ステップS125で読み込んだS再生条件の基本値でバンク制御を開始し(ステップS135)、バンク制御の実行時間を計測するためにタイマーをセットする(ステップS136)。この後、ECU20は、本処理を終了する。一方、ECU20は、バンク制御中であると判定した場合には(ステップS126:Yes)、ステップS127へ進む。
In step S126, the
ステップS127において、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態を検出する。そして、ステップS128において、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態を基に、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定する。このステップS127、ステップ128の処理は、第1実施形態におけるステップS107、ステップS108と同様の処理であり、後に詳しく説明する。ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、ステップS129へ進み、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定した場合には、ステップS133へ進む。
In step S127, the
ステップS129において、ECU20は、触媒不活性補正係数をRAMより読み込む。第2実施形態において、この触媒不活性補正係数は、S再生条件の基本値を補正する係数である。ECU20は、この触媒不活性補正係数を修正することにより、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、リーン燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、バンク制御の実行時間の夫々の値を変えることができる。ステップS130において、ECU20は、触媒不活性補正係数を修正する。具体的には、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いが浅くなるように、且つ、バンク制御の実行時間が長くなるように、触媒不活性補正係数を修正する。
In step S129, the
ステップS131において、ECU20は、修正された触媒不活性補正係数に基づいて、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、リーン燃焼させるバンク2の気筒群の空燃比、バンク制御の実行時間の夫々の値を実際に補正する。具体的には、ECU20は、修正された触媒不活性補正係数に基づいて、リッチ燃焼させたバンク2の気筒群のリッチ度合いが浅くなるように、即ち、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群の燃料噴射量を減量するように、リッチ燃焼させたバンク2の気筒群とリーン燃焼させたバンク2の気筒群との空燃比差を小さく補正する。例えば、リッチ燃焼させたバンク2の気筒群の空燃比が12、リーン燃焼させたバンク2の気筒群の空燃比が18となっている場合において、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定された場合には、ECU20は、例えば、リッチ燃焼させたバンク2の気筒群の空燃比を13、リーン燃焼させたバンク2の気筒群の空燃比を16に補正する。燃料がアルコール燃料の場合は、理論空燃比が小さな値になるので、これらの補正空燃比も小さな値になる。また、ECU20は、このとき、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、バンク制御の実行時間を長く補正する。このように、リッチ燃焼させたバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正することにより、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができ、バンク制御の実行時間を長く補正することにより、S被毒回復が不十分になるのを防ぐことができる。この後、ECU20は、ステップS132へ進む。
In step S131, the
ステップS132において、ECU20は、タイマーにより計測された時間を読み込む。そして、ステップS133において、ECU20は、バンク制御終了時間か否か、即ち、タイマーにより計測された時間が、バンク制御の実行時間を経過しているか否かについて判定する。ECU20は、バンク制御終了時間でないと判定した場合(ステップS133:No)、即ち、タイマーにより計測された時間が、バンク制御の実行時間を経過していると判定した場合には、本処理を終了する。一方、ECU20は、バンク制御終了時間であると判定した場合(ステップS133:Yes)、即ち、タイマーにより計測された時間が、バンク制御の実行時間を経過していると判定した場合には、バンク制御を終了した後(ステップS134)、本処理を終了する。本処理は、ECU20によって、所定の周期で繰り返し実行される。
In step S132, the
以上の処理によれば、ECU20は、バンク制御が実行されるときに、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正することとする。これにより、NOx吸蔵還元触媒7の触媒活性を回復させることができる。また、ECU20は、バンク制御の実行時において、リッチ燃焼させるバンク2の気筒群のリッチ度合いを浅く補正する場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないと判定したときと比較して、バンク制御の実行時間を長く補正することとする。このようにすることで、S被毒回復が不十分になるのを防ぐことができる。
According to the above processing, when the
[触媒の不活性状態の判定方法]
次に、触媒の不活性状態の判定方法について説明する。第1実施形態に係る処理におけるステップS107、S108、第2実施形態に係る処理におけるステップS127、S128では、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態を検出して、検出されたNOx吸蔵還元触媒7の活性状態を基に、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定する。以下では、このNOx吸蔵還元触媒7の不活性状態の判定方法について、具体的に説明する。
[Method for judging catalyst inactive state]
Next, a method for determining the inactive state of the catalyst will be described. In steps S107 and S108 in the process according to the first embodiment and steps S127 and S128 in the process according to the second embodiment, the
(触媒の不活性状態の第1の判定方法)
まず、触媒の不活性状態の第1の判定方法について説明する。NOx吸蔵還元触媒7は、燃料が過多になり冷却されることで不活性となる。そこで、第1の触媒の不活性状態の判定方法では、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の発熱反応がない、即ち、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度の上昇温度が、所定値以下(上昇温度が負の値となっているとき、即ち、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度が低下しているときも含む)となっている場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定することとする。この所定値は、予め実験などにより求められ、ROMなどに記録されている。
(First determination method of inactive state of catalyst)
First, the first determination method for the inactive state of the catalyst will be described. The NOx occlusion reduction catalyst 7 becomes inactive when the fuel becomes excessive and is cooled. Therefore, in the first catalyst inactive state determination method, the
触媒の不活性状態の第1の判定方法に係る処理について、図4に示すフローチャートを用いて説明する。 Processing related to the first determination method of the inactive state of the catalyst will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
ステップS141において、ECU20は、各種のセンサからの検出信号を基に、エンジン1の運転状態を検出する。次に、ステップS142において、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であるか否かを判定し、リーン運転中でないと判定した場合には(ステップS142;No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であると判定した場合には(ステップS142:Yes)、ステップS143へ進む。
In step S141, the
ステップS143において、ECU20は、活性判定条件が成立したか否かについて判定する。具体的には、ECU20は、RS制御又はバンク制御が実行中のときには、活性判定条件が成立していると判定する。ECU20は、活性判定条件が成立していないと判定した場合には(ステップS143:No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、活性判定条件が成立していると判定した場合には(ステップS143:Yes)、ステップ144へ進む。
In step S143, the
ステップS144において、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度を求める。具体的には、ECU20は、排気温センサ24からの出力に基づいて、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの排気温度を求め、求められた排気温度に基づいて、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度Tccを推定する。なお、ECU20は、排気温センサ24を用いる代わりに、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度を検出する触媒温度センサを用いて、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度Tccを直接検出するとしても良い。
In step S144, the
ステップS145において、ECU20は、触媒温度Tccと前回求められたNOx吸蔵還元触媒7の触媒温度Toとの差Tdiff(=Tcc−To)を算出する。この差Tdiffが、NOx吸蔵還元触媒7の上昇温度に相当する。そして、ステップS146において、ECU20は、差Tdiffが所定値α以下となっているか否かについて判定する。ECU20は、差Tdiffが所定値α以下となっていると判定した場合には(ステップS146:Yes)、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態は不活性状態にあるとして、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあることを示す不活性フラグをセットして(ステップS147)、ステップS149へ進む。一方、ECU20は、差Tdiffが所定値αよりも大きくなっていると判定した場合には(ステップS146:No)、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態は不活性状態にないとして、不活性フラグをリセットして(ステップS148)、ステップS149へ進む。このようにすることで、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを、不活性フラグがセットされているか否かで判定することができる。この所定値αは、予め、実験などにより求められ、ROMなどに記録されている。
In step S145, the
ステップS149において、ECU20は、前回求められたNOx吸蔵還元触媒7の触媒温度Toを更新する。具体的には、ECU20は、今回求められた触媒温度Tccを、新たな触媒温度Toとして設定する。この後、ECU20は、本処理を終了する。本処理は、ECU20によって、所定の周期で繰り返し実行される。
In step S149, the
以上の処理によれば、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の触媒温度の上昇温度が、所定値α以下となっている場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定する。このようにして、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定することができる。
According to the above processing, the
(触媒の不活性状態の第2の判定方法)
次に、触媒の不活性状態の第2の判定方法について説明する。触媒の不活性状態の第2の判定方法では、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間以内に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側の空燃比がリッチになっていると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定することとする。
(Second determination method of catalyst inactive state)
Next, a second determination method for the inactive state of the catalyst will be described. In the second determination method of the inactive state of the catalyst, when the
図5は、RS制御中におけるNOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比の遷移を示すグラフである。RS制御中において、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にない場合には、還元剤はNOx還元のためにNOx吸蔵還元触媒7で消費されるため、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比は、グラフ31に示すように、RS制御の開始からしばらくの間、ストイキから僅かにリーンを示した後、リッチを示すようになる。しかし、RS制御中において、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にある場合には、NOx還元が行われないため、還元剤はNOx吸蔵還元触媒7で消費されず、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比は、グラフ32に示すように、RS制御の開始直後にリッチを示す。つまり、RS制御が開始されてから所定時間が経過した段階において、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にない場合には、点31pに示すように、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比は、ストイキよりも僅かにリーンを示すのに対し、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にある場合には、点32pに示すように、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比は、リッチを示す。
FIG. 5 is a graph showing the transition of the air-fuel ratio of the exhaust gas on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst 7 during the RS control. During the RS control, when the active state of the NOx storage reduction catalyst 7 is not in an inactive state, the reducing agent is consumed by the NOx storage reduction catalyst 7 for NOx reduction. As shown in the
そこで、触媒の不活性状態の第2の判定方法では、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間以内に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側の空燃比が所定値よりも低下している、即ち、リッチになっていると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定することとする。ここで所定値とは、例えば、ストイキとなるときの空燃比の値である。所定時間としてとれる時間の範囲は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にない場合(グラフ31)において、RS制御開始から空燃比がリッチを示すようになるまでの時間Trである。
Therefore, in the second determination method of the catalyst inactive state, the
触媒の不活性状態の第2の判定方法に係る処理について、図6に示すフローチャートを用いて説明する。 Processing related to the second determination method of the inactive state of the catalyst will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
ステップS151において、ECU20は、各種のセンサからの検出信号を基に、エンジン1の運転状態を検出する。次に、ステップS152において、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であるか否かを判定し、リーン運転中でないと判定した場合には(ステップS152;No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であると判定した場合には(ステップS152:Yes)、ステップS153へ進む。
In step S151, the
ステップS153において、ECU20は、RS制御中か否かについて判定し、RS制御中でないと判定した場合には(ステップS153:No)、本処理を終了し、RS制御中であると判定した場合には(ステップS153:Yes)、ステップS154へ進む。
In step S153, the
ステップS154において、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間が経過したか否かについて判定し、所定時間が経過していないと判定した場合には(ステップS154:No)、本処理を終了し、所定時間が経過していると判定した場合には(ステップS154:Yes)、ステップS155へ進む。
In step S154, the
ステップS155において、ECU20は、02センサ23からの出力を基に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの酸素濃度Vccを求める。そして、ステップS156において、ECU20は、求められた酸素濃度Vccが所定値β以下となっていると判定した場合には(ステップS156:Yes)、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比がリッチになっているとして、不活性フラグをセットした後(ステップS157)、本処理を終了する。一方、ECU20は、求められた酸素濃度Vccが所定値βよりも大きくなっていると判定した場合には(ステップS156:No)、Ox吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比がリーンになっているとして、不活性フラグをリセットした後(ステップS158)、本処理を終了する。このようにすることで、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを、不活性フラグがセットされているか否かで判定することができる。ここで、所定値βは、例えば、ストイキとなるときの排気ガスの酸素濃度の値である。本処理は、ECU20によって、所定の周期で繰り返し実行される。
In step S155, the ECU 20 obtains the oxygen concentration Vcc of the exhaust gas on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst 7 based on the output from the 02
なお、ステップS155において、ECU20は、02センサ23を用いる代わりに、NOx吸蔵還元触媒7の下流側に備えられたA/Fセンサを用いるとしてもよい。即ち、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の下流側に備えられたA/Fセンサからの出力を基に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比(Fcc)を求めるとしても良い。
Note that, in step S155,
そして、ステップS156において、ECU20は、求められた排気ガスの空燃比(Fcc)が所定値βa以下となっていると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比がリッチになっているとして、不活性フラグをセットした後(ステップS157)、本処理を終了する。一方、ECU20は、求められた排気ガスの空燃比(Fcc)が所定値βaよりも大きくなっていると判定した場合には(ステップS156:No)、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスの空燃比がリーンになっているとして、不活性フラグをリセットした後(ステップS158)、本処理を終了する。ここで、所定値βaは、例えば、ストイキとなるときの空燃比の値である。
In step S156, when the
以上の処理によれば、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間以内に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側の空燃比が所定値以下となっている、即ち、リッチになっていると判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定することとする。このようにして、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定することができる。
According to the above processing, the
(触媒の不活性状態の第3の判定方法)
次に、触媒の不活性状態の第3の判定方法について説明する。触媒の不活性状態の第3の判定方法では、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間以内に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側のNOx濃度が低下していないと判定した場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定することとする。これは、RS制御が開始されたのにもかかわらず、NOx吸蔵還元触媒7の下流側のNOx濃度が低下していないということは、NOx吸蔵還元触媒7において、NOx還元が行われていないと考えることができるからである。具体的には、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間以内に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側のNOx濃度が所定値以上となっている場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定する。ここで、所定値とは、例えば、RS制御が開始される前のNOx吸蔵還元触媒7の下流側のNOx濃度である。
(Third determination method of catalyst inactive state)
Next, a third determination method for the inactive state of the catalyst will be described. In the third determination method of the inactive state of the catalyst, when the
触媒の不活性状態の第3の判定方法に係る処理について、図7に示すフローチャートを用いて説明する。 Processing related to the third determination method of the inactive state of the catalyst will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
ステップS161において、ECU20は、各種のセンサからの検出信号を基に、エンジン1の運転状態を検出する。次に、ステップS162において、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であるか否かを判定し、リーン運転中でないと判定した場合には(ステップS162;No)、本処理を終了する。一方、ECU20は、エンジン1がリーン運転中であると判定した場合には(ステップS162:Yes)、ステップS163へ進む。
In step S161, the
ステップS163において、ECU20は、RS制御中か否かについて判定し、RS制御中でないと判定した場合には(ステップS163:No)、本処理を終了し、RS制御中であると判定した場合には(ステップS163:Yes)、ステップS164へ進む。
In step S163, the
ステップS164において、ECU20は、RS制御が開始されてから所定時間が経過したか否かについて判定し、所定時間が経過していないと判定した場合には(ステップS164:No)、本処理を終了し、所定時間が経過していると判定した場合には(ステップS164:Yes)、ステップS165へ進む。
In step S164, the
ステップS165において、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の下流側に備えられたNOxセンサからの出力を基に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側における排気ガスのNOx濃度Nccを求める。そして、ステップS166において、ECU20は、求められたNOx濃度Nccが所定値γ以上となっていると判定した場合には(ステップS166:Yes)、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるとして、不活性フラグをセットした後(ステップS167)、本処理を終了する。一方、ECU20は、求められたNOx濃度Nccが所定値γ未満になっていると判定した場合には(ステップS166:No)、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にないとして、不活性フラグをリセットした後(ステップS168)、本処理を終了する。ここで、所定値γは、例えば、例えば、RS制御が開始される前のNOx吸蔵還元触媒7の下流側のNOx濃度である。このようにすることで、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを、不活性フラグがセットされているか否かで判定することができる。本処理は、ECU20によって、所定の周期で繰り返し実行される。
In step S165, the
以上の処理によれば、ECU20は、RS制御が実行されてから所定時間以内に、NOx吸蔵還元触媒7の下流側のNOx濃度が低下しない場合には、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあると判定する。このようにしても、ECU20は、NOx吸蔵還元触媒7の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定することができる。
According to the above processing, when the NOx concentration on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst 7 does not decrease within a predetermined time from the execution of the RS control, the
[変形例]
なお、上述の各実施形態では、エンジン1は、左右のバンク2L、2Rに3つずつ気筒3が設けられ、バンク制御を実行する際には、一方のバンク2(例えば、バンク2L)の気筒群をリッチ燃焼させ、他方のバンク2(例えば、バンク2R)の気筒群をリーン燃焼させるとしているが、これに限られない。代わりに、内燃機関1は、例えば、バンク制御を実行する際におけるリッチ燃焼させる気筒とリーン燃焼させる気筒とを同じバンク2に混在して有するとしてもよい。要は、バンク制御を実行する際に、バンク2L、2Rに関係なく、一方の気筒群をリッチ燃焼させ、他方の気筒群をリーン燃焼させるとすれば、本発明を適用可能である。従って、内燃機関1としては、3つの気筒5cによって2つのバンク5が構成されたV型6気筒エンジンを用いることに限定はされない。例えば、直列エンジンを用いるとしてもよい。
[Modification]
In each of the above-described embodiments, the engine 1 is provided with three cylinders 3 in each of the left and
1 内燃機関(エンジン)
2 バンク
4、6 排気通路
7 NOx吸蔵還元触媒
20 ECU
22 A/Fセンサ
23 02センサ
24 排気温センサ
1 Internal combustion engine
2 Bank 4, 6 Exhaust passage 7 NOx
22 A /
Claims (6)
前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあるか否かを判定する触媒活性状態判定手段と、
前記内燃機関からの排気ガスの空燃比をリッチ化するリッチ化制御を実行するときに、前記NOx吸蔵還元触媒の活性状態が不活性状態にあると前記触媒活性状態判定手段により判定された場合には、前記内燃機関のリッチ燃焼させる気筒の燃料噴射量を減量する制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine having a NOx storage reduction catalyst on an exhaust passage,
Catalyst active state determining means for determining whether or not the active state of the NOx storage reduction catalyst is in an inactive state;
When performing the enrichment control for enriching the air-fuel ratio of the exhaust gas from the internal combustion engine, when the active state of the NOx storage reduction catalyst is determined to be in an inactive state by the catalyst active state determination means Comprises a control means for reducing the fuel injection amount of the cylinder for rich combustion of the internal combustion engine.
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