JP2010133375A - Device for correcting output of sensor and method for correcting output for sensor - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、センサの出力補正装置及びセンサの出力補正方法に関する。 The present invention relates to a sensor output correction device and a sensor output correction method.
選択還元型NOx触媒(以下、NOx触媒という。)への還元剤の供給を停止しているときに、該NOx触媒に流入するNOx濃度の推定値と、該NOx触媒よりも下流に設けられ
ているNOx濃度を測定するセンサ(以下、NOxセンサという。)の出力値と、を比較することにより、該NOxセンサの異常を判定する技術が知られている(例えば、特許文献
1参照。)。
When the supply of the reducing agent to the selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as the NOx catalyst) is stopped, the estimated value of the NOx concentration flowing into the NOx catalyst and the downstream of the NOx catalyst are provided. There is known a technique for determining an abnormality of the NOx sensor by comparing the output value of a sensor that measures the NOx concentration (hereinafter referred to as NOx sensor) (for example, refer to Patent Document 1).
しかし、NOxセンサの出力値は、NOx濃度が同じであってもNOまたはNO2の比率に応じて異なる値となる。さらに、排気がNOx触媒を通過するときにNOとNO2との
割合が変わり得るため、NOxセンサの出力値がNOx触媒の状態によっても変わり得る。これらのことから、NOxセンサの異常判定が困難となる虞がある。
本発明は、上記したような問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、選択還元型NOx触媒よりも下流側に備わるNOxセンサの出力値をより正確に補正することができる技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a technique capable of more accurately correcting the output value of the NOx sensor provided downstream of the selective reduction type NOx catalyst. It is to provide.
上記課題を達成するために本発明によるセンサの出力補正装置は、以下の手段を採用した。すなわち、本発明によるセンサの出力補正装置は、
内燃機関の排気通路に設けられ還元剤により選択的にNOxを還元する選択還元型NOx触媒と、
前記選択還元型NOx触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記選択還元型NOx触媒よりも下流のNOx濃度を測定するNOxセンサと、
を備えたセンサの出力補正装置において、
前記選択還元型NOx触媒に流入するNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を推定する上流比率推定手段と、
前記選択還元型NOx触媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記還元剤供給手段により還元剤の供給が行われているときに、前記上流比率推定手段により推定される比率と、前記温度検知手段により検知される温度と、に基づいて、前記選択還元型NOx触媒よりも下流のNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を推定する下流比率推定手段と、
前記下流比率推定手段により推定される比率に基づいて前記NOxセンサの出力値を補
正する補正手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the sensor output correction apparatus according to the present invention employs the following means. That is, the sensor output correction device according to the present invention is:
A selective reduction type NOx catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and selectively reduces NOx by a reducing agent;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the exhaust gas upstream of the selective reduction type NOx catalyst;
A NOx sensor for measuring a NOx concentration downstream of the selective reduction type NOx catalyst;
In the sensor output correction device comprising:
Upstream ratio estimating means for estimating a ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx flowing into the selective reduction type NOx catalyst;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the selective reduction type NOx catalyst;
Based on the ratio estimated by the upstream ratio estimating means and the temperature detected by the temperature detecting means when the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means, the selective reduction type NOx Downstream ratio estimating means for estimating a ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx downstream of the catalyst;
Correction means for correcting the output value of the NOx sensor based on the ratio estimated by the downstream ratio estimation means;
It is characterized by providing.
選択還元型NOx触媒は、例えばアンモニアを供給することにより、NOxを選択的に還元する。還元剤供給手段は、例えばアンモニアまたは尿素水を噴射する噴射装置を備えて構成されていても良い。上流比率推定手段は、NOx中のNOとNO2との割合を検知し
ても良い。温度検知手段は、温度を内燃機関の運転状態から温度を推定しても良く、センサにより温度を測定しても良い。NOxセンサは、排気中のNOx濃度を測定する。選択還元型NOx触媒にてNOxが反応するが、全てのNOxが反応するとは限らないため、排気
中に残留するNOxの濃度を測定している。このNOxにはNO及びNO2が含まれる。このNOx濃度に基づいて、還元剤を供給しても良い。
The selective reduction type NOx catalyst selectively reduces NOx by supplying ammonia, for example. The reducing agent supply means may include an injection device that injects ammonia or urea water, for example. Upstream ratio estimating means may detect the ratio between NO and NO 2 in NOx. The temperature detection means may estimate the temperature from the operating state of the internal combustion engine, or may measure the temperature with a sensor. The NOx sensor measures the NOx concentration in the exhaust gas. Although NOx reacts in the selective reduction type NOx catalyst, not all NOx reacts, so the concentration of NOx remaining in the exhaust gas is measured. This is the NOx includes NO and NO 2. A reducing agent may be supplied based on this NOx concentration.
ここで、NOx中のNOまたはNO2の比率は、選択還元型NOx触媒を通過するときに変化する。つまり、選択還元型NOx触媒でNOまたはNO2が還元されるため、夫々の
比率が低下し得る。このときにNOまたはNO2の夫々が還元される度合いは、選択還元型NOx触媒の温度に応じて変わる。この比率と温度との関係は、予め実験等により求め
ておくことができる。また、選択還元型NOx触媒よりも下流のNOx中のNOまたはNO2の比率は、選択還元型NOx触媒に流入するNOx中のNOまたはNO2の比率によっても変化する。つまり、選択還元型NOx触媒に流入するNOまたはNO2の比率が高いほ
ど、下流のNOまたはNO2の比率も高くなる。これらの関係に従って、下流比率推定手段はNOx中のNOまたはNO2の比率を推定する。そして、例えばこの比率から補正値
を算出すれば、NOまたはNO2の比率に応じた補正値を算出することができるため、NOxセンサの出力値を高精度に補正することができる。なお、下流比率推定手段により推
定される比率と、NOxセンサの出力値の補正値との関係は実験等により求めても良い。
Here, NO or the ratio of NO 2 in NOx is changed when passing through the NOx selective reduction catalyst. That is, since NO or NO 2 is reduced by the selective reduction type NOx catalyst, the respective ratios can be lowered. At this time, the degree of reduction of NO or NO 2 varies depending on the temperature of the selective reduction NOx catalyst. The relationship between this ratio and temperature can be obtained in advance by experiments or the like. Further, the ratio of NO or NO 2 in NOx downstream of the selective reduction type NOx catalyst also varies depending on the ratio of NO or NO 2 in NOx flowing into the selective reduction type NOx catalyst. That is, the higher the ratio of NO or NO 2 flowing into the selective reduction type NOx catalyst, the higher the downstream NO or NO 2 ratio. According to these relationships, the downstream ratio estimating means estimates the ratio of NO or NO 2 in NOx. For example, if a correction value is calculated from this ratio, a correction value corresponding to the ratio of NO or NO 2 can be calculated, so that the output value of the NOx sensor can be corrected with high accuracy. The relationship between the ratio estimated by the downstream ratio estimating means and the correction value of the output value of the NOx sensor may be obtained by experiments or the like.
本発明においては、前記選択還元型NOx触媒よりも上流側に酸化能力を有する触媒を
備え、
前記上流比率推定手段は、内燃機関から排出されるNOx中のNOまたはNO2の少な
くとも一方の比率と、前記酸化能力を有する触媒にて反応するNOxの割合と、に基づい
て、前記選択還元型NOx触媒へ流入するNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を算出することができる。
In the present invention, a catalyst having an oxidation ability is provided upstream of the selective reduction type NOx catalyst,
The upstream ratio estimating means is based on the selective reduction type based on the ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx discharged from the internal combustion engine and the ratio of NOx that reacts with the catalyst having the oxidation ability. The ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx flowing into the NOx catalyst can be calculated.
例えば内燃機関の運転状態(例えば機関回転数及び機関負荷等)に応じて、内燃機関から排出されるNOx中のNO及びNO2の比率が変化する。内燃機関の運転状態とNOx中のNO及びNO2の比率との関係を予め求めておけば、内燃機関から排出されるNOx中
のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を内燃機関の運転状態から求めることができる。
For example, the ratio of NO and NO 2 in NOx discharged from the internal combustion engine changes according to the operating state of the internal combustion engine (for example, the engine speed and the engine load). If the relationship between the operating state of the internal combustion engine and the ratio of NO and NO 2 in NOx is obtained in advance, at least one ratio of NO or NO 2 in NOx discharged from the internal combustion engine is determined from the operating state of the internal combustion engine. Can be sought.
ここで、酸化能力を有する触媒が活性状態にあれば、酸化能力を有する触媒をNOxが
通過することによりNOが酸化されてNO2となるので、これらの比率が変化する。
Here, if the catalyst having the oxidizing ability is in the active state, NOx is oxidized by the passage of NOx through the catalyst having the oxidizing ability to become NO 2 , so that these ratios change.
そして、内燃機関から排出されるNOx中のNOまたはNO2の比率と、酸化能力を有
する触媒にてNOxが反応する割合とに基づいて、酸化能力を有する触媒から流出するN
Ox(すなわち選択還元型NOx触媒に流入するNOx)中のNOまたはNO2の比率を得
ることができる。
Then, based on the ratio of NO or NO 2 in NOx discharged from the internal combustion engine and the ratio of NOx to react with the catalyst having oxidation ability, N flowing out from the catalyst having oxidation ability
The ratio of NO or NO 2 in Ox (that is, NOx flowing into the selective reduction type NOx catalyst) can be obtained.
なお、酸化能力を有する触媒を備えていない場合には、内燃機関から排出されるNOx
中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率と、選択還元型NOx触媒へ流入するNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率とは等しいものとして扱うことができる。
Note that NOx exhausted from the internal combustion engine when no catalyst having oxidation ability is provided.
At least one of the ratio of NO or NO 2 in, can be treated as equal to the at least one of the ratio of NO or NO 2 in NOx flowing into the selective reduction type NOx catalyst.
本発明においては、前記補正手段は、前記選択還元型NOx触媒の劣化度合いにも応じ
て前記NOxセンサの出力値を補正することができる。
In the present invention, the correction means can correct the output value of the NOx sensor according to the degree of deterioration of the selective reduction type NOx catalyst.
ここで、選択還元型NOx触媒の劣化度合いが大きくなると、該選択還元型NOx触媒にてNOxが反応し難くなるため、NOまたはNO2の比率があまり変化しなくなる。つま
り、NOxの反応性が選択還元型NOx触媒の劣化度合いに応じて変わるため、この劣化度
合いにも応じてNOxセンサの出力値を補正すれば、NOxセンサの出力値をより正確に補正することができる。この劣化度合いは、選択還元型NOx触媒におけるNOx浄化率の低下度合いとしても良い。つまり、新品時と比較して浄化率がどの程度低下したのかに基づいてNOxセンサの出力値を補正することができる。
Here, when the degree of deterioration of the selective reduction type NOx catalyst becomes large, NOx hardly reacts with the selective reduction type NOx catalyst, so that the ratio of NO or NO 2 does not change much. That is, since the reactivity of NOx changes according to the degree of deterioration of the selective reduction type NOx catalyst, if the output value of the NOx sensor is corrected according to this degree of deterioration, the output value of the NOx sensor can be corrected more accurately. Can do. This degree of deterioration may be a degree of decrease in the NOx purification rate in the selective reduction type NOx catalyst. In other words, the output value of the NOx sensor can be corrected based on how much the purification rate has decreased compared to when it is new.
本発明においては、前記補正手段は、前記選択還元型NOx触媒を通過する排気の流速
にも応じて前記NOxセンサの出力値を補正することができる。
In the present invention, the correction means can correct the output value of the NOx sensor in accordance with the flow rate of the exhaust gas passing through the selective reduction type NOx catalyst.
ここで、排気の流速が高くなるほど、選択還元型NOx触媒にてNOxが反応し難くなるため、NOまたはNO2の比率があまり変化しなくなる。つまり、NOxの反応性が排気
の流速に応じて変わるため、この排気の流速にも応じてNOxセンサの出力値を補正すれ
ば、NOxセンサの出力値をより正確に補正することができる。なお、排気の流速は、排
気の流量または吸入空気量としても良い。
Here, as the flow rate of the exhaust gas is high, since the NOx is unlikely to react at selective reduction type NOx catalyst, the ratio of NO or NO 2 is not so changed. That is, since the reactivity of NOx changes according to the flow rate of exhaust gas, the output value of the NOx sensor can be corrected more accurately if the output value of the NOx sensor is corrected according to the flow rate of exhaust gas. The exhaust flow rate may be the exhaust flow rate or the intake air amount.
本発明においては、前記補正手段は、前記選択還元型NOx触媒に流入する排気のNOx濃度にも応じて前記NOxセンサの出力値を補正することができる。 In the present invention, the correction means can correct the output value of the NOx sensor in accordance with the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the selective reduction type NOx catalyst.
排気のNOx濃度が高くなると、選択還元型NOx触媒におけるNOxの反応が促進され
るため、NOまたはNO2の比率がより変化する。つまり、NOxの反応性が排気のNOx濃度に応じて変わるため、このNOx濃度にも応じてNOxセンサの出力値を補正すれば、NOxセンサの出力値をより正確に補正することができる。
When NOx concentration in the exhaust gas is high, because the reaction of NOx is promoted in the selective reduction NOx catalyst, the ratio of NO or NO 2 is further changed. That is, since the reactivity of NOx changes according to the NOx concentration of the exhaust, if the output value of the NOx sensor is corrected according to this NOx concentration, the output value of the NOx sensor can be corrected more accurately.
なお、上述のNOxセンサの出力値の補正は、下流比率推定手段により推定される比率
を変更することにより行っても良い。また、酸化能力を有する触媒においても該触媒の劣化度合い、排気の流速、触媒の温度等に応じてNOまたはNO2の比率が変化し得るため、上流比率推定手段は、これらを考慮して該比率を推定しても良い。
Note that the above-described correction of the output value of the NOx sensor may be performed by changing the ratio estimated by the downstream ratio estimation means. Further, even in a catalyst having oxidation ability, the ratio of NO or NO 2 can be changed according to the degree of deterioration of the catalyst, the flow rate of exhaust gas, the temperature of the catalyst, etc. The ratio may be estimated.
また、上記課題を達成するために以下の手段を採用することもできる。すなわち、本発明によるNOxセンサの出力補正方法は、 Moreover, in order to achieve the said subject, the following means can also be employ | adopted. That is, the output correction method of the NOx sensor according to the present invention is:
内燃機関の排気通路に設けられ還元剤により選択的にNOxを還元する選択還元型NOx触媒よりも上流のNOx中のNOまたはNO2の比率を推定する第1の工程と、
前記選択還元型NOx触媒の温度と前記第1の工程で得られる比率とに基づいて前記選
択還元型NOx触媒よりも下流のNOx中のNOまたはNO2の比率を推定する第2の工程と、
前記第2の工程で得られる比率と前記選択還元型NOx触媒の温度とに基づいて、前記
選択還元型NOx触媒よりも下流に設けられるNOxセンサの出力値を補正する第3の工程と、
を含んで構成されていても良い。
A first step of estimating a ratio of NO or NO 2 in NOx upstream of a selective reduction type NOx catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and selectively reducing NOx by a reducing agent;
A second step of estimating a ratio of NO or NO 2 in NOx downstream of the selective reduction type NOx catalyst based on the temperature of the selective reduction type NOx catalyst and the ratio obtained in the first step;
A third step of correcting an output value of a NOx sensor provided downstream of the selective reduction type NOx catalyst based on the ratio obtained in the second step and the temperature of the selective reduction type NOx catalyst;
It may be comprised including.
本発明によれば、選択還元型NOx触媒よりも下流側に備わるNOxセンサの出力値をより正確に補正することができる。 According to the present invention, the output value of the NOx sensor provided on the downstream side of the selective reduction type NOx catalyst can be corrected more accurately.
以下、本発明に係るセンサの出力補正装置及びセンサの出力補正方法の具体的な実施態様について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of a sensor output correction apparatus and a sensor output correction method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関とその排気系の概略構成を示す図である。図1に示す
内燃機関1は、4つの気筒を有する水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。そして本実施例では、尿素SCRシステムを採用している。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust system according to the present embodiment. The
内燃機関1には、排気通路2が接続されている。この排気通路2の途中には、上流側から順に、酸化触媒3と、選択還元型NOx触媒4(以下、NOx触媒4という。)とが備えられている。酸化触媒3は酸化能力を有する他の触媒(例えば三元触媒)であっても良い。なお、本実施例においては酸化触媒3が、本発明における酸化能力を有する触媒に相当する。
An exhaust passage 2 is connected to the
また、酸化触媒3よりも下流で且つNOx触媒4よりも上流の排気通路2には、排気中
に尿素水を噴射する噴射弁5が取り付けられている。噴射弁5は、後述するECU10からの信号により開弁して排気中へ尿素水を噴射する。なお、本実施例においては噴射弁5が、本発明における還元剤供給手段に相当する。
An
噴射弁5よりも下流で且つNOx触媒4よりも上流の排気通路2には、尿素水を衝突さ
せることにより該尿素水を広い範囲に分散させるための分散板6が設けられている。
The exhaust passage 2 downstream of the
噴射弁5から噴射された尿素水は、排気の熱で加水分解されアンモニア(NH3)となり、NOx触媒4に吸着する。このNH3がNOxを還元させる。
The urea water injected from the
酸化触媒3よりも下流で且つ噴射弁5よりも上流の排気通路2には、排気中のNOx濃
度を測定する第1NOxセンサ7が取り付けられている。また、NOx触媒4よりも下流の排気通路2には、排気中のNOx濃度を測定する第2NOxセンサ8及び排気の温度を測定する温度センサ9が取り付けられている。なお、第1NOxセンサ7及び第2NOxセンサ8は、少なくともNOおよびNO2を検知する。なお、本実施例においては温度センサ9が、本発明における温度検知手段に相当する。また、本実施例においては第2NOxセン
サ8が、本発明におけるNOxセンサに相当する。
A first NOx sensor 7 for measuring the NOx concentration in the exhaust is attached to the exhaust passage 2 downstream of the oxidation catalyst 3 and upstream of the
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニットであるECU10が併設されている。このECU10は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The
また、ECU10には、上記センサの他、運転者がアクセルペダル11を踏み込んだ量に応じた電気信号を出力し機関負荷を検出可能なアクセル開度センサ12、および機関回転数を検出するクランクポジションセンサ13が電気配線を介して接続され、これら各種センサの出力信号がECU10に入力されるようになっている。
In addition to the above sensors, the
一方、ECU10には、噴射弁5が電気配線を介して接続されており、該ECU10により噴射弁5の開閉時期が制御される。
On the other hand, the
ここで、第1NOxセンサ7及び第2NOxセンサ8は、NOx中のNO2の比率に応じ
て出力値が変化する。つまり、排気中のNOx濃度が同じであってもNOx中のNO2の比率が異なると、出力値がそれに応じて変化する。
Here, the output values of the first NOx sensor 7 and the second NOx sensor 8 change according to the ratio of NO 2 in NOx. That is, when the ratio of NO 2 in NOx even NOx concentration same in the exhaust gas are different, the output value changes accordingly.
図2は、NOx濃度と第1NOxセンサ7及び第2NOxセンサ8の出力値との関係を示
した図である。横軸は実際のNOx濃度であり、縦軸は補正前のセンサ出力値である。実
線はNO2/NOxが0の場合すなわちNO2が含まれない場合を示し、一点鎖線はNO
2/NOxが0.5の場合すなわちNO2が50%の場合を示し、二点鎖線はNO2/N
Oxが1の場合すなわち全てNO2の場合を示している。NOxにNOとNO2との少なくとも一方しか含まれない場合には、実線はNO/NOxが1の場合すなわち全てNOの場
合を示し、一点鎖線はNO/NOxが0.5の場合すなわちNOが50%の場合を示し、
二点鎖線はNO/NOxが0の場合すなわちNOが含まれない場合としても良い。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between the NOx concentration and the output values of the first NOx sensor 7 and the second NOx sensor 8. The horizontal axis is the actual NOx concentration, and the vertical axis is the sensor output value before correction. A solid line indicates a case where NO 2 / NOx is 0, that is, a case where NO 2 is not included.
2 / NOx is 0.5, that is, NO 2 is 50%, and the two-dot chain line is NO 2 / N
The case where Ox is 1, that is, the case where all are NO 2 is shown. When NOx in only contains at least one of NO and NO 2 is the solid line indicates the case where all that is, when NO / NOx is 1 NO, dashed line NO / NOx is sometimes i.e. NO of 0.5
The two-dot chain line may be a case where NO / NOx is 0, that is, NO is not included.
このように、NOx中のNO2の比率が高くなるほど、センサ出力値は小さくなる。こ
のため、本実施例では第1NOxセンサ7及び第2NOxセンサ8の出力値を補正する。
Thus, the sensor output value decreases as the ratio of NO 2 in NOx increases. For this reason, in this embodiment, the output values of the first NOx sensor 7 and the second NOx sensor 8 are corrected.
次に図3は、第1NOxセンサ7の出力値を補正するための補正係数とNOx中のNO2の比率との関係を示した図である。補正係数は、センサ出力値に乗じて用いる。NO2比率が高いほどセンサ出力値が小さくなるため、NO2比率が高いほど補正係数は大きくなる。 Next, FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the correction coefficient for correcting the output value of the first NOx sensor 7 and the ratio of NO 2 in NOx. The correction coefficient is used by multiplying the sensor output value. Since NO 2 ratio is higher sensor output value decreases, the higher the NO 2 ratio correction coefficient increases.
なお、内燃機関1から排出されるNOx中のNO2の比率は、機関回転数、燃料量(機
関負荷としても良い)、燃焼温度等に基づいて推定することができる。この推定には周知の技術を用いることができるため、説明を省略する。また、これらの関係を予め実験等により求めてマップ化し、ECU10に記憶させておいても良い。
Note that the ratio of NO 2 in NOx discharged from the
ところで、排気が酸化触媒3を通過する際に、NOx中のNO2の比率が変化する。N
Ox中のNO2の比率がどれだけ変化するのかは、酸化触媒3においてNO2がどれだけ
生成されるのかにより決まる。そして、酸化触媒3の温度が高くなると、NOxの反応が
促進されるためNO2がより生成され易くなる。また、排気の流速が高くなるほど酸化触媒3にて反応する前に該酸化触媒3を通過するNOxが多くなるため、NO2が生成され
難くなる。また、酸化触媒3の劣化が進行するほど、NO2が生成され難くなる。
By the way, when the exhaust gas passes through the oxidation catalyst 3, the ratio of NO 2 in NOx changes. N
How much the ratio of NO 2 in Ox changes depends on how much NO 2 is produced in the oxidation catalyst 3. When the temperature of the oxidation catalyst 3 increases, the NOx reaction is promoted, so that NO 2 is more easily generated. Further, as the exhaust gas flow rate increases, the NOx passing through the oxidation catalyst 3 before reacting with the oxidation catalyst 3 increases, so that NO 2 is less likely to be generated. Further, as the deterioration of the oxidation catalyst 3 progresses, NO 2 becomes difficult to be generated.
このようなことから、酸化触媒3から流出するNOx中のNO2の比率(すなわち、N
Ox触媒4に流入するNOx中のNO2の比率)は、内燃機関1から排出されるNOx中の
NO2の比率、酸化触媒3の温度、吸入空気量(排気の量としても良い)、酸化触媒3の劣化度合いに基づいて推定することができる。この推定も周知の技術を用いることができるため、説明を省略する。なお、これらの関係を予め実験等により求めておき、ECU10に記憶させておいても良い。酸化触媒3の温度は、センサにより測定しても良く、内燃機関1の運転状態から推定しても良い。吸入空気量は、エアフローメータを取り付けることにより測定できる。酸化触媒3の劣化度合いは、温度の履歴に基づいて推定することができる。
For this reason, the ratio of NO 2 in NOx flowing out from the oxidation catalyst 3 (ie, N
Ox ratio of NO 2 in NOx flowing into the catalyst 4), the ratio of NO 2 in NOx discharged from the
図3に示した関係に従えば、第1NOxセンサ7の出力値を補正することができる。し
かし、排気がNOx触媒4を通過するときにNOx中のNO2の比率が変化するため、図3に示した関係を第2NOxセンサ8の出力値に適用することはできない。
If the relationship shown in FIG. 3 is followed, the output value of the first NOx sensor 7 can be corrected. However, since the ratio of NO 2 in NOx changes when exhaust passes through the NOx catalyst 4, the relationship shown in FIG. 3 cannot be applied to the output value of the second NOx sensor 8.
ここで、NOx触媒4におけるNOxの浄化率はNOx中のNO2の比率とNOx触媒4の温度とに応じて変化する。図4は、NOx触媒4に流入するNOx中のNO2の比率と、NOx触媒4におけるNOxの浄化率と、の関係の一例を示した図である。実線は低温の場合(例えばNOx触媒4が活性してはいるが完全に活性する前の200℃程度の場合)、一
点鎖線は中程度の温度の場合(例えばNOx触媒4が完全に活性している300℃から3
50℃程度の場合)、二点鎖線は高温の場合(例えば350℃よりも高温の場合)を示している。
Here, the purification rate of NOx in the NOx catalyst 4 varies depending on the temperature of the NO 2 ratio and the NOx catalyst 4 in the NOx. FIG. 4 is a graph showing an example of the relationship between the ratio of NO 2 in NOx flowing into the NOx catalyst 4 and the NOx purification rate in the NOx catalyst 4. The solid line indicates a low temperature (for example, about 200 ° C. before the NOx catalyst 4 is activated but fully activated), and the alternate long and short dash line indicates a medium temperature (for example, the NOx catalyst 4 is completely activated). From 300 ℃
In the case of about 50 ° C.), the alternate long and two short dashes line indicates the case of high temperature (for example, higher than 350 ° C.).
なお、NOx触媒4では温度に応じて以下の反応が起こると考えられる。
4NO+4NH3+O2→4N2+6H2O・・・式(1)
6NO2+8NH3→7N2+12H2O・・・式(2)
NO+NO2+2NH3→2N2+3H2O・・・式(3)
2NH3+2NO2→N2+NH4NO3+H2O・・・式(4)
ここで、式(1)は、主に高温で起こるNOの浄化反応である。式(2)は、主に高温で起こるNO2の浄化反応である。式(3)は、全温度領域で起こるNOとNO2との浄化反応である。なお、式(3)で示される反応によればNOとNO2とが等しい量だけ浄化される。式(4)は、主に低温で起こるNO2の浄化反応である。
In the NOx catalyst 4, the following reaction is considered to occur depending on the temperature.
4NO + 4NH 3 + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O Formula (1)
6NO 2 + 8NH 3 → 7N 2 + 12H 2 O Formula (2)
NO + NO 2 + 2NH 3 → 2N 2 + 3H 2 O Formula (3)
2NH 3 + 2NO 2 → N 2 + NH 4 NO 3 + H 2 O Formula (4)
Here, the formula (1) is a NO purification reaction mainly occurring at a high temperature. Equation (2) is a NO 2 purification reaction that occurs mainly at high temperatures. Equation (3) is a purification reaction between NO and NO 2 that occurs in the entire temperature range. Incidentally, it is purified by an amount according to the reaction NO and the NO 2 is equal to formula (3). Equation (4) is a NO 2 purification reaction that occurs mainly at low temperatures.
このような関係から、NOx触媒4が低温の場合には、NO2の比率が増加するほどN
Oxの浄化率が上昇すると考えられる。また、NOx触媒4が中程度の温度の場合には、NO2の比率が50%のときに浄化率が最高になると考えられる。さらに、NOx触媒4が
高温の場合には、NO2の比率によらずNOx浄化率が高いと考えられる。これらの関係
は、NOx触媒4の状態等により異なるため、実験等により求める。例えばNOx触媒4の劣化が進むと、浄化率は全体的に低下する。また、中程度の温度の場合に浄化率が最高となるNO2比率が、NOx触媒4の劣化により50%からずれることもある。
From this relationship, when the NOx catalyst 4 is at a low temperature, the N 2 ratio increases as the NO 2 ratio increases.
It is thought that the purification rate of Ox increases. Further, when the NOx catalyst 4 has an intermediate temperature, it is considered that the purification rate becomes the highest when the NO 2 ratio is 50%. Furthermore, when the NOx catalyst 4 is high temperature, NOx purification rate regardless of the ratio of NO 2 is considered to be high. Since these relationships vary depending on the state of the NOx catalyst 4 and the like, they are obtained through experiments and the like. For example, as the NOx catalyst 4 deteriorates, the purification rate decreases as a whole. Further, the NO 2 ratio at which the purification rate becomes the highest at an intermediate temperature may deviate from 50% due to the deterioration of the NOx catalyst 4.
ここで、図5は、NOx触媒4の温度が中程度で且つNO2の比率が30%の場合のN
Ox触媒4よりも下流のNOとNO2との割合の推移を示したタイムチャートである。縦
軸は、噴射弁5から尿素水を噴射する前のNOx量を100%としている。一点鎖線はN
Oの比率を示し、実線はNOとNO2とを合わせた全NOx量の推移を示している。つま
り、一点鎖線と実線との間はNO2の比率を示している
Here, FIG. 5 shows the case where the temperature of the NOx catalyst 4 is medium and the ratio of NO 2 is 30%.
3 is a time chart showing the transition of the ratio of NO and NO 2 downstream from the Ox catalyst 4; The vertical axis represents the NOx amount before the urea water is injected from the
Represents O ratio of, the solid line indicates a transition of the total amount of NOx by combining the NO and NO 2. That is, the ratio of NO 2 is shown between the alternate long and short dash line and the solid line.
図5では、Aで示される時刻において噴射弁5から尿素水の噴射が開始されている。中程度の温度では、式(3)に示す反応が支配的である。つまり、NOとNO2とが同じ割合で減少する。NO2の比率が30%である場合には、NOの比率が70%であるが、このうちの30%がNO2と反応する。よって、最終的に残るのは、NOの40%分ということになる。このときの浄化率は60%である。
In FIG. 5, the injection of urea water is started from the
このようなことからNO2の比率は以下の図6に示したように変化すると考えられる。ここで図6は、NOx触媒4の上流側と下流側とのNO2の比率の関係の一例を示した図
である。実線が低温時、一点鎖線が中温時、二点鎖線が高温時を示している。なお、この関係はNOx触媒4の種類や内燃機関1の種類、更にはNOx触媒4の状態等によって変化することもある。また、これらの関係は実験等により求めることができる。なお、高温時ではNOxの浄化率が一定と仮定している。
For this reason, the ratio of NO 2 is considered to change as shown in FIG. 6 below. FIG. 6 is a diagram showing an example of the relationship of the NO 2 ratio between the upstream side and the downstream side of the NOx catalyst 4. A solid line indicates a low temperature, a one-dot chain line indicates a medium temperature, and a two-dot chain line indicates a high temperature. This relationship may change depending on the type of the NOx catalyst 4, the type of the
そして、図6に示した関係から、第2NOxセンサ8付近を流れるNOx中のNO2の比率が分かるため、第2NOxセンサ8の補正係数を求めることができる。補正係数はNOx触媒4よりも下流のNO2の比率に基づいて求めても良く、NOx触媒4よりも上流のN
O2の比率に基づいて求めても良い。
Since the ratio of NO 2 in NOx flowing in the vicinity of the second NOx sensor 8 is known from the relationship shown in FIG. 6, the correction coefficient of the second NOx sensor 8 can be obtained. The correction coefficient may be obtained based on the ratio of NO 2 downstream of the NOx catalyst 4, and N N upstream of the NOx catalyst 4.
It may be determined based on the ratio of O 2.
図7は、NOx触媒4よりも上流のNOx中のNO2の比率と補正係数との関係を示した図である。NO2比率が0%の場合に補正係数が最も小さく、値は1となる。そして、NO2の比率が高くなるほど、補正係数を大きくする。 FIG. 7 is a view showing the relationship between the ratio of NO 2 in NOx upstream of the NOx catalyst 4 and the correction coefficient. When the NO 2 ratio is 0%, the correction coefficient is the smallest and the value is 1. The correction coefficient is increased as the NO 2 ratio increases.
なお、NOx触媒4よりも下流のNOx中のNO2の比率は、内燃機関1の運転状態やNOx触媒4の状態によっても変わり得るため、これらを考慮して補正係数を算出しても良
い。
Note that the ratio of NO 2 in the NOx downstream of the NOx catalyst 4 may vary depending on the operating state of the
つまり、排気の流速が高くなるほどNOx触媒4にて反応する前に該NOx触媒4を通過するNOxが多くなるため、NOxの浄化率が低下する。また、NOx触媒4の劣化が進行
するほど、NOxの浄化率が低下する。さらに、NOx濃度が低いほど、NOx触媒4にお
けるNOxの浄化率は低くなる。
That is, as the exhaust gas flow rate increases, the NOx passing through the NOx catalyst 4 before reacting with the NOx catalyst 4 increases, so the NOx purification rate decreases. Further, as the deterioration of the NOx catalyst 4 progresses, the NOx purification rate decreases. Further, the lower the NOx concentration, the lower the NOx purification rate in the NOx catalyst 4.
このようなことから、吸入空気量(排気の量としても良い)、NOx触媒4の劣化度合
い、NOx濃度も考慮して補正係数を求めても良い。なお、これらの関係を予め実験等に
より求めておき、ECU10に記憶させておいても良い。吸入空気量は、エアフローメータを取り付けることにより測定できる。NOx触媒4の劣化度合いは、温度の履歴に基づ
いて推定することができる。NOx濃度は第1NOxセンサ7により得ることができる。
For this reason, the correction coefficient may be obtained in consideration of the intake air amount (which may be the amount of exhaust), the degree of deterioration of the NOx catalyst 4, and the NOx concentration. Note that these relationships may be obtained in advance by experiments or the like and stored in the
次に図8は、本実施例に係る第2NOxセンサ8の補正フローを示したフローチャート
である。本ルーチンは、所定の時間毎に実行される。
Next, FIG. 8 is a flowchart showing a correction flow of the second NOx sensor 8 according to the present embodiment. This routine is executed every predetermined time.
ステップS101では、内燃機関1の運転状態に基づいて、該内燃機関1から排出されるNOx中のNO2の比率を推定する。ここでは、NOとNO2との割合を推定しても良
い。推定は、機関回転数、燃料噴射量、燃焼温度等に基づいて行う。燃焼温度は、外気温度、冷却水温度、機関回転数、燃料噴射量の影響を受けるため、これらに基づいて推定しても良く、センサにより測定しても良い。
In step S101, the ratio of NO 2 in NOx exhausted from the
ステップS102では、NOx触媒4に流入するNOx中のNO2の比率を推定する。つまり、酸化触媒3を通過した後のNOx中のNO2の比率を推定する。このNO2の比率
は、内燃機関1の運転状態と酸化触媒3の状態とに応じて変化するため、これらに応じて推定する。
In step S102, the ratio of NO 2 in NOx flowing into the NOx catalyst 4 is estimated. That is, the ratio of NO 2 in NOx after passing through the oxidation catalyst 3 is estimated. Since the ratio of NO 2 varies depending on the operating state of the
例えば吸入空気量が増加するほど排気の流速が速くなるので酸化触媒3においてNOが反応し難くなるため、NO2の比率は低くなる。また、酸化触媒3の劣化度合いが高いほどNOが反応し難くなるため、NO2の比率は低くなる。さらに酸化触媒3の温度が低いほどNOが反応し難くなるため、NO2の比率は低くなる。これらの関係を予め実験等により求めておけば、NOx触媒4に流入するNOx中のNO2の比率を推定することができる。なお、本実施例ではステップS102を処理するECU10が、本発明における上流比率推定手段に相当する。また、酸化触媒3を備えていない場合にはステップS102は必要ないため、ステップS101を処理するECU10が、本発明における上流比率推定手段に相当する。
For example, as the amount of intake air increases, the flow rate of the exhaust gas increases, so that it becomes difficult for NO to react in the oxidation catalyst 3, so the ratio of NO 2 decreases. Further, since the NO higher the degree of deterioration of the oxidation catalyst 3 is less likely to react, the ratio of NO 2 is lowered. Furthermore, since the reaction of NO becomes more difficult as the temperature of the oxidation catalyst 3 becomes lower, the ratio of NO 2 becomes lower. If these relationships are obtained in advance by experiments or the like, the ratio of NO 2 in NOx flowing into the NOx catalyst 4 can be estimated. In this embodiment, the
ステップS103では、NOx触媒4から流出するNOx中のNO2の比率を推定する。つまり、NOx触媒4を通過することにより変化した後のNO2の比率を推定する。この
NO2の比率は、図6に示した関係から推定する。なお、本実施例ではステップS103を処理するECU10が、本発明における下流比率推定手段に相当する。
In step S103, the ratio of NO 2 in NOx flowing out from the NOx catalyst 4 is estimated. That is, the ratio of NO 2 after being changed by passing through the NOx catalyst 4 is estimated. The NO 2 ratio is estimated from the relationship shown in FIG. In this embodiment, the
ステップS104では、第2NOxセンサ8の出力値を補正するための補正係数を算出
する。これは、図7に示した関係から得る。このときに、吸入空気量(排気の流量としても良い)、NOx触媒4の劣化度合い、及びNOx濃度も考慮して補正係数を求めても良い。
In step S104, a correction coefficient for correcting the output value of the second NOx sensor 8 is calculated. This is obtained from the relationship shown in FIG. At this time, the correction coefficient may be obtained in consideration of the intake air amount (which may be the exhaust gas flow rate), the degree of deterioration of the NOx catalyst 4, and the NOx concentration.
ステップS105では、第2NOxセンサ8の出力値を補正する。つまり第2NOxセンサ8の出力値に対し、ステップS104で得られる補正係数を乗じて第2NOxセンサ8
の出力値を補正する。なお、本実施例ではステップS105を処理するECU10が、本発明における補正手段に相当する。
このようにして、第2NOxセンサ8の出力値を補正することができる。なお、本実施
例では、補正係数を乗じて第2NOxセンサ8の出力値を補正しているが、補正値を算出
し、該補正値を加減することで第2NOxセンサ8の出力値を補正しても良い。また、補
正係数を算出せずに、NOx触媒4から流出するNOx中のNO2の比率の推定値から直接、第2NOxセンサ8の出力値を補正しても良い。さらには、NOx触媒4から流出するNOx中のNO2の比率を推定せずに、NOx触媒4に流入するNOx中のNO2の比率とN
Ox触媒4の温度とから直接、第2NOxセンサ8の出力値を補正しても良い。これらの関係は、予め実験等により求めてマップ化しておいても良い。
In step S105, the output value of the second NOx sensor 8 is corrected. That is, the output value of the second NOx sensor 8 is multiplied by the correction coefficient obtained in step S104, so that the second NOx sensor 8 is obtained.
Correct the output value of. In this embodiment, the
In this way, the output value of the second NOx sensor 8 can be corrected. In this embodiment, the output value of the second NOx sensor 8 is corrected by multiplying the correction coefficient. However, the correction value is calculated, and the output value of the second NOx sensor 8 is corrected by adding or subtracting the correction value. May be. Further, without calculating the correction coefficient, directly from the estimated value of the ratio of NO 2 in NOx flowing out from the NOx catalyst 4, it may be corrected output value of the 2NOx sensor 8. Furthermore, without estimating the ratio of NO 2 in NOx flowing out from the NOx catalyst 4, the ratio of NO 2 in NOx flowing into the NOx catalyst 4 and N
The output value of the second NOx sensor 8 may be corrected directly from the temperature of the Ox catalyst 4. These relationships may be obtained in advance through experiments or the like and mapped.
以上説明したように本実施例によれば、第2NOxセンサ8の出力値をNOx中のNO2の比率を用いて補正することができる。このため、排気中のNOx濃度やNOx量を高い精度で求めることができる。これにより、還元剤の供給量を適切に設定することができる。また、NOx触媒4の劣化判定を高精度に行うことができる。 As described above, according to this embodiment, the output value of the second NOx sensor 8 can be corrected using the ratio of NO 2 in NOx. For this reason, the NOx concentration and the NOx amount in the exhaust gas can be obtained with high accuracy. Thereby, the supply amount of a reducing agent can be set appropriately. Further, the deterioration determination of the NOx catalyst 4 can be performed with high accuracy.
1 内燃機関
2 排気通路
3 酸化触媒
4 選択還元型NOx触媒
5 噴射弁
6 分散板
7 第1NOxセンサ
8 第2NOxセンサ
9 温度センサ
10 ECU
11 アクセルペダル
12 アクセル開度センサ
13 クランクポジションセンサ
1 Internal combustion engine 2 Exhaust passage 3 Oxidation catalyst 4 Selective reduction
11
Claims (6)
前記選択還元型NOx触媒よりも上流の排気中へ還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記選択還元型NOx触媒よりも下流のNOx濃度を測定するNOxセンサと、
を備えたセンサの出力補正装置において、
前記選択還元型NOx触媒に流入するNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を推定する上流比率推定手段と、
前記選択還元型NOx触媒の温度を検知する温度検知手段と、
前記還元剤供給手段により還元剤の供給が行われているときに、前記上流比率推定手段により推定される比率と、前記温度検知手段により検知される温度と、に基づいて、前記選択還元型NOx触媒よりも下流のNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を推定する下流比率推定手段と、
前記下流比率推定手段により推定される比率に基づいて前記NOxセンサの出力値を補
正する補正手段と、
を備えることを特徴とするセンサの出力補正装置。 A selective reduction type NOx catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and selectively reduces NOx by a reducing agent;
Reducing agent supply means for supplying a reducing agent into the exhaust gas upstream of the selective reduction type NOx catalyst;
A NOx sensor for measuring a NOx concentration downstream of the selective reduction type NOx catalyst;
In the sensor output correction device comprising:
Upstream ratio estimating means for estimating a ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx flowing into the selective reduction type NOx catalyst;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the selective reduction type NOx catalyst;
Based on the ratio estimated by the upstream ratio estimating means and the temperature detected by the temperature detecting means when the reducing agent is supplied by the reducing agent supply means, the selective reduction type NOx Downstream ratio estimating means for estimating a ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx downstream of the catalyst;
Correction means for correcting the output value of the NOx sensor based on the ratio estimated by the downstream ratio estimation means;
An output correction device for a sensor, comprising:
前記上流比率推定手段は、内燃機関から排出されるNOx中のNOまたはNO2の少な
くとも一方の比率と、前記酸化能力を有する触媒にて反応するNOxの割合と、に基づい
て、前記選択還元型NOx触媒へ流入するNOx中のNOまたはNO2の少なくとも一方の比率を算出することを特徴とする請求項1に記載のセンサの出力補正装置。 A catalyst having oxidation ability upstream of the selective reduction type NOx catalyst;
The upstream ratio estimating means is based on the selective reduction type based on the ratio of at least one of NO or NO 2 in NOx discharged from the internal combustion engine and the ratio of NOx that reacts with the catalyst having the oxidation ability. 2. The sensor output correction device according to claim 1, wherein a ratio of at least one of NO or NO2 in NOx flowing into the NOx catalyst is calculated.
センサの出力補正装置。 5. The sensor according to claim 1, wherein the correction unit corrects the output value of the NOx sensor in accordance with the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the selective reduction type NOx catalyst. Output correction device.
前記選択還元型NOx触媒の温度と前記第1の工程で得られる比率とに基づいて前記選
択還元型NOx触媒よりも下流のNOx中のNOまたはNO2の比率を推定する第2の工程と、
前記第2の工程で得られる比率と前記選択還元型NOx触媒の温度とに基づいて、前記
選択還元型NOx触媒よりも下流に設けられるNOxセンサの出力値を補正する第3の工程と、
を含んで構成されることを特徴とするセンサの出力補正方法。 A first step of estimating a ratio of NO or NO 2 in NOx upstream of a selective reduction type NOx catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and selectively reducing NOx by a reducing agent;
A second step of estimating a ratio of NO or NO 2 in NOx downstream of the selective reduction type NOx catalyst based on the temperature of the selective reduction type NOx catalyst and the ratio obtained in the first step;
A third step of correcting an output value of a NOx sensor provided downstream of the selective reduction type NOx catalyst based on the ratio obtained in the second step and the temperature of the selective reduction type NOx catalyst;
A sensor output correction method comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2008311924A JP2010133375A (en) | 2008-12-08 | 2008-12-08 | Device for correcting output of sensor and method for correcting output for sensor |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012167549A (en) * | 2011-02-09 | 2012-09-06 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
-
2008
- 2008-12-08 JP JP2008311924A patent/JP2010133375A/en not_active Withdrawn
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