JP2017227172A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置のパージ制御に関する。 The present invention relates to purge control of an exhaust purification device for an internal combustion engine.
内燃機関の排気通路には、排気を浄化するための排気浄化装置が備えられている。例えば、内燃機関の排気中のNOx(窒素酸化物)を浄化するために、NOx吸蔵還元触媒等の排気浄化触媒が開発されている。
NOx吸蔵還元触媒は、例えば貴金属を含んだ担体にNOx吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気(酸化雰囲気)下でNOxを捕捉する機能を有している。そして、内燃機関の燃料噴射制御等によって排気をリッチ空燃比とするNOxパージを行うことで、捕捉しているNOxを放出し、排気中のHC、COと反応させて還元する。
The exhaust passage of the internal combustion engine is provided with an exhaust purification device for purifying the exhaust. For example, in order to purify NOx (nitrogen oxides) in the exhaust gas of an internal combustion engine, exhaust purification catalysts such as NOx occlusion reduction catalysts have been developed.
The NOx storage reduction catalyst is configured, for example, by supporting a NOx storage agent on a carrier containing a noble metal, and has a function of capturing NOx under a lean air-fuel ratio atmosphere (oxidizing atmosphere). Then, by performing NOx purge that makes the exhaust rich air-fuel ratio by fuel injection control of the internal combustion engine or the like, the trapped NOx is released and reduced by reacting with HC and CO in the exhaust.
しかし、NOx吸蔵還元触媒においては、排気中のNOxを吸蔵するとともに、排気中の硫黄が吸着されてしまう。そこで、NOx吸蔵還元触媒に吸着した硫黄を除去するために、内燃機関の燃料噴射制御等によって排気をリッチ空燃比とするとともに、NOx吸蔵還元触媒に流入する排気の温度を上昇させるSパージが必要に応じて行われる。
更に、特許文献1には、NOxパージにおいて、排気空燃比をリーンとリッチとの間で周期的に切換え、このリッチ時間を触媒の劣化度合に基づいて変更することで、燃料消費及び未燃燃料の排出を抑制する技術が開示されている。
However, the NOx occlusion reduction catalyst occludes NOx in the exhaust and adsorbs sulfur in the exhaust. Therefore, in order to remove sulfur adsorbed on the NOx storage reduction catalyst, it is necessary to perform an S purge that makes the exhaust gas a rich air-fuel ratio by fuel injection control of the internal combustion engine and the like and raises the temperature of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst. Is done according to.
Further, in Patent Document 1, in NOx purge, the exhaust air-fuel ratio is periodically switched between lean and rich, and this rich time is changed based on the degree of deterioration of the catalyst, thereby reducing fuel consumption and unburned fuel. A technique for suppressing the emission of gas is disclosed.
ところで、Sパージにおいては、NOx吸蔵還元触媒の吸着されている硫黄成分が二酸化硫黄(SO2)や硫化水素(H2S)として排出されるが、これらの排出物のうち硫化水素の排出を抑制することが望ましい。
したがって、Sパージにおいては、上記の特許文献1のNOxパージのように触媒の劣化度合に基づいて制御することで燃料消費を抑えた効率的なパージを可能にするだけでなく、迅速にかつ硫化水素の排出を抑制させることが要求されている。
By the way, in the S purge, the sulfur component adsorbed by the NOx storage reduction catalyst is discharged as sulfur dioxide (SO 2 ) or hydrogen sulfide (H 2 S). It is desirable to suppress.
Therefore, the S purge not only enables efficient purging with reduced fuel consumption by controlling based on the degree of deterioration of the catalyst as in the above-mentioned NOx purge of Patent Document 1, but also allows rapid and sulfurization. There is a demand to suppress the discharge of hydrogen.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、排気通路に排気浄化触媒を備えた内燃機関において、迅速にかつ硫化水素の排出を抑え環境性能の優れたSパージを可能とする排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and in an internal combustion engine having an exhaust purification catalyst in an exhaust passage, it is possible to quickly perform S purge with excellent environmental performance by suppressing discharge of hydrogen sulfide. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device.
上記の目的を達成するために、請求項1の内燃機関の排気浄化装置では、内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を吸蔵する排気浄化触媒と、前記内燃機関の燃料噴射手段による主噴射後に実行するポスト噴射を制御して、前記排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を所定のリッチ空燃比にして、前記排気浄化触媒に吸着されている硫黄成分を前記排気浄化触媒から除去するパージ制御を実行するパージ制御部と、前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、前記排気浄化触媒の劣化度合を推定する劣化度合推定部と、を備え、前記パージ制御部は、前記運転状態に基づいて前記パージ制御における前記リッチ空燃比と当該リッチ空燃比にする時間とのいずれか一方を前記劣化度合に基づいて変更することを特徴とする。 In order to achieve the above object, in the exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1, an exhaust purification catalyst provided in an exhaust passage of the internal combustion engine for storing nitrogen oxides in the exhaust, and fuel injection of the internal combustion engine The post-injection executed after the main injection by the means is controlled so that the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the exhaust purification catalyst is set to a predetermined rich air-fuel ratio, and the sulfur component adsorbed on the exhaust purification catalyst is removed from the exhaust purification catalyst. A purge control unit that performs purge control to be removed from the engine, an operation state detection unit that detects an operation state of the internal combustion engine, and a deterioration degree estimation unit that estimates a deterioration degree of the exhaust purification catalyst. The section is configured to change either the rich air-fuel ratio in the purge control or the time for the rich air-fuel ratio in the purge control based on the deterioration degree. .
また、好ましくは、前記パージ制御部は、前記内燃機関の負荷が所定値以上の際に、前記劣化度合に基づいて前記リッチ空燃比を変更するとよい。
また、好ましくは、前記パージ制御部は、前記内燃機関の負荷が前記所定値以上の際に、前記劣化度合が増加するに伴って前記リッチ空燃比を減少させるとよい。
また、好ましくは、前記パージ制御部は、前記内燃機関の負荷が所定値未満の際には、記劣化度合に基づいて前記リッチ空燃比にする時間を変更するとよい。
Preferably, the purge control unit may change the rich air-fuel ratio based on the degree of deterioration when the load of the internal combustion engine is equal to or greater than a predetermined value.
Preferably, the purge control unit may decrease the rich air-fuel ratio as the deterioration degree increases when the load of the internal combustion engine is equal to or greater than the predetermined value.
Preferably, the purge control unit may change a time for the rich air-fuel ratio based on the degree of deterioration when the load of the internal combustion engine is less than a predetermined value.
また、好ましくは、前記パージ制御部は、前記内燃機関の負荷が前記所定値未満の際に、前記劣化度合が増加するに伴って前記リッチ空燃比にする時間を減少させるとよい。 Preferably, the purge control unit may reduce the time for the rich air-fuel ratio as the deterioration degree increases when the load of the internal combustion engine is less than the predetermined value.
本発明の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気浄化触媒の劣化度合に基づいてパージ制御の際のリッチ空燃比及びリッチ空燃比にする時間が制御されるので、劣化度合に応じてリッチ空燃比またはリッチ空燃比にする時間を適切に設定して、パージ制御における燃料消費を抑制するとともにパージ制御の実行時間を低減させることができる。また排気浄化触媒の劣化が進行していない場合には、従来制御に比べて触媒中の硫黄成分を完全に放出することができる。 According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention, the rich air-fuel ratio and the rich air-fuel ratio at the time of purge control are controlled based on the deterioration degree of the exhaust purification catalyst. It is possible to appropriately set the time for the fuel ratio or the rich air-fuel ratio to suppress the fuel consumption in the purge control and reduce the execution time of the purge control. Further, when the exhaust purification catalyst is not deteriorated, the sulfur component in the catalyst can be completely released as compared with the conventional control.
また、内燃機関の運転状況に基づいて、劣化度合に対する制御対象をリッチ空燃比またはリッチ空燃比のいずれかに選択することで、内燃機関の運転状況によって変化する排気の状態に適したパージ制御が可能となり、排気浄化触媒に吸着されている硫黄成分が硫化水素として排出されることを抑制し、環境性能の優れたパージ制御が可能となる。 Further, by selecting either the rich air-fuel ratio or the rich air-fuel ratio as the control target for the degree of deterioration based on the operating status of the internal combustion engine, purge control suitable for the exhaust state that changes depending on the operating status of the internal combustion engine This makes it possible to suppress the sulfur component adsorbed on the exhaust purification catalyst from being discharged as hydrogen sulfide, thereby enabling purge control with excellent environmental performance.
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の排気浄化装置1が適用されたディーゼルエンジン(内燃機関:以下、エンジン2という)の吸排気系の概略構成図である。
エンジン2は、走行駆動源として車両に搭載されており、多気筒の筒内直接噴射式エンジンであって、図1では簡略して1つの気筒のみ記載している。エンジン2は、各気筒に設けられた筒内燃料噴射弁3(燃料噴射手段)から、任意の噴射時期及び噴射量で各気筒の燃焼室4内に燃料を噴射可能な構成となっている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an intake / exhaust system of a diesel engine (an internal combustion engine: hereinafter referred to as an engine 2) to which an exhaust emission control device 1 of the present invention is applied.
The
エンジン2の吸気通路5には、新気の流量を調整するための電子制御スロットルバルブ6が設けられている。
エンジン2の排気通路10には、エンジン2から下流に向かって順番に、NOx吸蔵還元触媒11(排気浄化触媒)、ディーゼルパティキュレートフィルタ12が設けられている。NOx吸蔵還元触媒11及びディーゼルパティキュレートフィルタ12は、エンジン2の排気ポート13に近接して配置されている。
An electronic control throttle valve 6 for adjusting the flow rate of fresh air is provided in the
In the
NOx吸蔵還元触媒11は、例えば、白金(Pt),パラジウム(Pd)等の貴金属を含んだ担体に、バリウム(Ba),カリウム(K)等のNOx吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気(酸化雰囲気)下でNOx(窒素酸化物)を捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気(還元雰囲気)下で、捕捉しているNOxを放出し、排気中のHC、COと反応させて還元する機能を有している。 The NOx occlusion reduction catalyst 11 is configured, for example, by supporting a NOx occlusion agent such as barium (Ba) or potassium (K) on a carrier containing a noble metal such as platinum (Pt) or palladium (Pd). While trapping NOx (nitrogen oxide) under a lean air-fuel ratio atmosphere (oxidizing atmosphere), the trapped NOx is released under a rich air-fuel ratio atmosphere (reducing atmosphere) and reacted with HC and CO in the exhaust. Have the function of reducing
ディーゼルパティキュレートフィルタ12は、例えば、ハニカム担体の通路の上流側及び下流側を交互にプラグで閉鎖して、排気中のPMを捕集する機能を有しており、更に、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して形成されている。
更に、エンジン2には、エンジン2の回転速度を検出する回転速度センサ20が設けられている。エンジン2の吸気通路5には、吸気流量を検出するエアフローセンサ21が設けられている。
The
Further, the
エンジン2の排気通路10には、NOx吸蔵還元触媒11の上流側に排気空燃比を検出する上流側空燃比センサ22と、排気温度を検出する上流側排気温度センサ23が設けられている。また、ディーゼルパティキュレートフィルタ12の下流側の排気通路には、排気空燃比を検出する下流側空燃比センサ24が設けられている。
エンジンコントロールユニット30(パージ制御部、劣化度合推定部、運転状態検出部)は、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、タイマ及び中央演算処理装置(CPU)等を含んで構成され、回転速度センサ20、エアフローセンサ21、上流側空燃比センサ22、上流側排気温度センサ23、下流側空燃比センサ24等の各種センサの検出情報と、その他車両のアクセル操作量等の車両運転情報を入力し、当該各種情報に基づいて、筒内燃料噴射弁3からの燃料噴射量及び燃料噴射時期、電子制御スロットルバルブ6の開度を演算して、上記各種機器の作動制御を行うことで、エンジン2の運転制御を行う。
The
The engine control unit 30 (purge control unit, deterioration degree estimation unit, operation state detection unit) includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a timer, a central processing unit (CPU), and the like. The detection information of various sensors such as a
また、エンジンコントロールユニット30は、主噴射後に実行するポスト噴射により排気空燃比を低下させることで、NOx吸蔵還元触媒11に吸蔵したNOxを除去するNOxパージと、ポスト噴射により排気空燃比を低下させるとともに、未燃燃料を排気通路に排出し、排気通路やNOx吸蔵還元触媒11において燃焼(酸化)させて、NOx吸蔵還元触媒11の温度を上昇させることで、NOx吸蔵還元触媒11に吸蔵した硫黄成分を除去するSパージ(本発明におけるパージ制御)とが可能となっている。
Further, the
なお、筒内燃料噴射弁3による燃料噴射は、所定時間毎に繰り返し行なわれ、デューティ比の制御により燃料噴射量が制御される。
次に、図2、3を用いて、本実施形態のエンジンにおけるSパージの制御について説明する。図2は、エンジンコントロールユニット30において実行するSパージ制御手順を示すフローチャートである。図3は、SパージにおけるNOx吸蔵還元触媒11の劣化度合と合計燃料噴射量との関係を示すグラフである。
The fuel injection by the in-cylinder
Next, S purge control in the engine of this embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a flowchart showing the S purge control procedure executed in the
本実施形態の制御は、例えばエンジン運転中に所定時間経過毎に行なわれる。
始めにステップS10では、NOx吸蔵還元触媒11のS被毒量を推定する。S被毒量は、NOx吸蔵還元触媒11における排気中の硫黄成分の吸着量であり、例えば前回のSパージからのエンジン2の運転積算時間や燃料噴射量の積算量等に基づいて推定すればよい。なお、本ステップにおける制御が本発明の劣化度合推定部に該当する。そして、ステップS20に進む。
The control of this embodiment is performed, for example, every elapse of a predetermined time during engine operation.
First, in step S10, the S poisoning amount of the NOx storage reduction catalyst 11 is estimated. The S poisoning amount is an adsorption amount of the sulfur component in the exhaust gas at the NOx storage reduction catalyst 11, and can be estimated based on, for example, the accumulated operation time of the
ステップS20では、Sパージが必要か否かを判別する。ステップS10において推定されたS被毒量が許容値近辺に設定された閾値を超えている場合には、Sパージが必要であると判定し、ステップS30に進む。S被毒量が閾値以下である場合には、Sパージが必要でないと判定し、本ルーチンを終了する。
ステップS30では、NOx吸蔵還元触媒11の劣化度合(触媒劣化度合)を求める劣化推定を行なう。NOx吸蔵還元触媒11の劣化度合は、例えばエンジン運転積算時間や積算走行距離等に基づいて求めればよい。あるいは、例えば特開2012−036762号公報に記載されているように、ポスト噴射をしてNOx吸蔵還元触媒11の下流側の空燃比の変化状況に基づいてNOx吸蔵還元触媒11の劣化度合を求めて記憶しておき、次回のエンジン始動時に劣化推定をする場合等に用いてもよい。そして、ステップS40に進む。
In step S20, it is determined whether S purge is necessary. If the S poisoning amount estimated in step S10 exceeds the threshold set in the vicinity of the allowable value, it is determined that S purge is necessary, and the process proceeds to step S30. If the S poisoning amount is less than or equal to the threshold value, it is determined that S purge is not necessary, and this routine is terminated.
In step S30, the deterioration estimation for obtaining the deterioration degree (catalyst deterioration degree) of the NOx storage reduction catalyst 11 is performed. What is necessary is just to obtain | require the deterioration degree of the NOx storage reduction catalyst 11 based on engine operation integration time, integration driving distance, etc., for example. Alternatively, as described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2012-036762, post-injection is performed, and the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11 is obtained based on the change state of the air-fuel ratio on the downstream side of the NOx storage reduction catalyst 11. And may be used when estimating deterioration at the next engine start. Then, the process proceeds to step S40.
ステップS40では、エンジン負荷Pが所定値P1以上であるか否かを判別する。所定値P1は、例えばドライバビリティを優先するような高負荷と排気浄化性能を優先させる低負荷の切り換えを行なうために適宜設定される閾値である。エンジン負荷Pが所定値P1以上である場合には、ステップS50に進む。エンジン負荷Pが所定値P1未満である場合には、ステップS60に進む。なお、エンジン負荷Pは、エンジンコントロールユニット30において、アクセル操作量等から常時求められており、このエンジンコントロールユニット30におけるエンジン負荷Pを演算する機能が本発明の運転状態検出部に該当する。
In step S40, it is determined whether or not the engine load P is equal to or greater than a predetermined value P1. The predetermined value P1 is a threshold value that is appropriately set for switching, for example, a high load that prioritizes drivability and a low load that prioritizes exhaust purification performance. If the engine load P is greater than or equal to the predetermined value P1, the process proceeds to step S50. If the engine load P is less than the predetermined value P1, the process proceeds to step S60. The engine load P is always obtained from the accelerator operation amount or the like in the
ステップS50では、ステップS30で推定したNOx吸蔵還元触媒11の劣化度合に基づいて、Sパージにおけるリッチ深さを設定する。リッチ深さは、Sパージの際の排気の最もリッチ側の目標空燃比であり、筒内燃料噴射弁3からパルス状に噴射される燃料のデューティ比の制御によって、リッチ深さが制御される。そして、劣化度合が大きくなるに伴ってリッチ深さを小さく設定する。なお、本ステップでは、劣化度合に拘わらずパージ時間(1回のパージ制御におけるリッチ空燃比にする時間の合計時間)は一定とする。そして、ステップS70に進む。
In step S50, the rich depth in the S purge is set based on the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11 estimated in step S30. The rich depth is the target air-fuel ratio on the richest side of the exhaust during the S purge, and the rich depth is controlled by controlling the duty ratio of the fuel injected in a pulse form from the in-cylinder
ステップS60では、ステップS30で推定したNOx吸蔵還元触媒11の劣化度合に基づいて、Sパージにおけるパージ時間を設定する。詳しくは、劣化度合が大きくなるに伴ってパージ時間を短く設定する。なお、本ステップでは、劣化度合に拘わらずリッチ深さは一定とする。そして、ステップS70に進む。
ステップS70では、ステップS50またはステップS60で設定されたリッチ深さ及びパージ時間とするSパージを実行する。なお、図3の実線に示すように、Sパージにおける合計燃料噴射量(1回のSパージにおけるポスト噴射量の合計値)は、リッチ深さ及びパージ時間のいずれを制御しても、NOx吸蔵還元触媒11の劣化度合が大きくなるに伴って減少する。そして、本ルーチンを終了する。
In step S60, the purge time in the S purge is set based on the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11 estimated in step S30. Specifically, the purge time is set shorter as the degree of deterioration increases. In this step, the rich depth is constant regardless of the degree of deterioration. Then, the process proceeds to step S70.
In step S70, the S purge is executed with the rich depth and purge time set in step S50 or step S60. As shown by the solid line in FIG. 3, the total fuel injection amount in the S purge (the total value of the post injection amount in one S purge) is stored in NOx regardless of whether the rich depth or the purge time is controlled. It decreases as the degree of deterioration of the reduction catalyst 11 increases. Then, this routine ends.
以上のように、本実施形態では、Sパージを実施する際に、NOx吸蔵還元触媒11の劣化度合に基づいて、リッチ深さあるいはパージ時間を変更する。NOx吸蔵還元触媒11において、劣化度合が小さい場合には、NOx吸蔵材と硫黄成分とが強固に結合しているため、Sパージを実行しても硫黄成分が放出され難い。そこで、劣化度合が小さい場合には、リッチ深さを大きく、あるいはパージ時間を長くすることで、図3の破線に示すような劣化度合に拘わらず合計燃料噴射量を一定にするような従来制御と比較して合計燃料噴射量を増加させ、NOx吸蔵還元触媒11から十分に硫黄成分を放出させることができる。劣化度合が小さい場合には、リッチ深さを小さく、あるいはパージ時間を短くすることで、Sパージを実施した際の合計燃料消費量を抑制することができる。 As described above, in the present embodiment, when the S purge is performed, the rich depth or the purge time is changed based on the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11. In the NOx occlusion reduction catalyst 11, when the degree of deterioration is small, the NOx occlusion material and the sulfur component are firmly bonded, so that the sulfur component is not easily released even when the S purge is executed. Therefore, when the degree of deterioration is small, the conventional control in which the total fuel injection amount is made constant regardless of the degree of deterioration as shown by the broken line in FIG. 3 by increasing the rich depth or extending the purge time. As a result, the total fuel injection amount can be increased, and the sulfur component can be sufficiently released from the NOx storage reduction catalyst 11. When the degree of deterioration is small, the total fuel consumption when the S purge is performed can be suppressed by reducing the rich depth or shortening the purge time.
更に、本実施形態では、Sパージの際のエンジン運転状態に基づいて、NOx吸蔵還元触媒11の劣化度合に基づいてリッチ深さあるいはパージ時間のいずれを変更するか切換える。
エンジン負荷が所定値P1以上の高負荷では、劣化度合が小さい場合にはリッチ深さを大きく設定し、劣化度合が大きくなるに伴ってリッチ深さを小さく設定する。これにより、劣化度合が小さい場合には、Sパージを実施した際に硫黄成分が放出し難くい状態であるが、ポスト噴射における単位時間当たりの燃料噴射量を増加させて硫黄成分の放出を促し、NOx吸蔵還元触媒11の性能を迅速かつ十分に回復させることができる。劣化度合が大きい場合には、Sパージを実施した際に硫黄成分が放出し易い状態であるので、ポスト噴射における単位時間当たりの燃料噴射量を低下させて、Sパージにおける燃費の低下を抑制することができるとともに、過剰なSパージによるスリップガスを低減させることができる。そして、高負荷では、劣化度合が小さくともパージ時間を長くしないので、Sパージを迅速に終了させ、Sパージを実行することによるエンジン出力への影響を短時間で抑え、ドライバビリティを良好にすることができる。また、高負荷時では、排気空燃比がリッチ側であるので、Sパージの際に比較的容易に排気空燃比をリッチ側にし易く、迅速な硫黄成分の排出が可能となる。
Further, in the present embodiment, based on the engine operating state at the time of the S purge, the rich depth or the purge time is changed based on the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11.
When the engine load is a high load equal to or greater than the predetermined value P1, the rich depth is set large when the deterioration degree is small, and the rich depth is set small as the deterioration degree increases. As a result, when the degree of deterioration is small, it is difficult to release the sulfur component when the S purge is performed, but the fuel injection amount per unit time in the post injection is increased to promote the release of the sulfur component. The performance of the NOx occlusion reduction catalyst 11 can be recovered quickly and sufficiently. When the degree of deterioration is large, the sulfur component is easily released when the S purge is performed. Therefore, the fuel injection amount per unit time in the post injection is reduced to suppress the reduction in fuel consumption in the S purge. In addition, slip gas due to excessive S purge can be reduced. At high loads, even if the degree of deterioration is small, the purge time is not lengthened. Therefore, the S purge is terminated quickly, the influence on the engine output due to the execution of the S purge is suppressed in a short time, and drivability is improved. be able to. Further, since the exhaust air-fuel ratio is on the rich side at the time of high load, the exhaust air-fuel ratio can be easily made rich on the S purge and the sulfur component can be discharged quickly.
一方、エンジン負荷が所定値P1未満の低負荷では、劣化度合いが小さい場合にはパージ時間を長く設定し、劣化度合が大きくなるに伴ってパージ時間を短く設定する。これにより、劣化度合が小さい場合には、Sパージを実施した際に硫黄成分が放出し難くい状態であるが、パージ時間を長く設定して硫黄成分を十分に放出させることができ、NOx吸蔵還元触媒11の性能を回復させることができる。劣化度合いが大きい場合には、Sパージを実施した際に硫黄成分が放出し易い状態であるので、パージ時間を短くすることで、Sパージによる燃費の低下を抑制することができる。 On the other hand, at a low load where the engine load is less than the predetermined value P1, the purge time is set longer when the degree of deterioration is small, and the purge time is set shorter as the degree of deterioration increases. As a result, when the degree of deterioration is small, it is difficult to release the sulfur component when the S purge is performed, but it is possible to release the sulfur component sufficiently by setting a long purge time, and storing NOx. The performance of the reduction catalyst 11 can be recovered. When the degree of deterioration is large, the sulfur component is likely to be released when the S purge is performed. Therefore, the reduction in fuel consumption due to the S purge can be suppressed by shortening the purge time.
低負荷時においては、吸気量が少ないため、Sパージを実施している際にNOx吸蔵還元触媒11の酸素吸蔵性能によって、NOx吸蔵還元触媒11における空燃比がリーン側に変化し難い。そして、Sパージにおいて、NOx吸蔵還元触媒11において酸素量が少ない状態となり、NOx吸蔵還元触媒11に吸着している硫黄成分が硫化水素(H2S)として流出し易い。そこで、エンジン低負荷状態でSパージを実行した際には、リッチ深さを大きくせずに劣化度合に対してパージ時間を変化させることで、NOx吸蔵還元触媒11からの硫化水素の排出を抑え、環境性能の優れたSパージが可能となる。 Since the intake air amount is small at low load, the air-fuel ratio in the NOx occlusion reduction catalyst 11 is unlikely to change to the lean side due to the oxygen occlusion performance of the NOx occlusion reduction catalyst 11 when performing the S purge. In the S purge, the amount of oxygen in the NOx storage reduction catalyst 11 becomes small, and the sulfur component adsorbed on the NOx storage reduction catalyst 11 tends to flow out as hydrogen sulfide (H 2 S). Therefore, when the S purge is executed in a low engine load state, the purge time is changed with respect to the degree of deterioration without increasing the rich depth, thereby suppressing the discharge of hydrogen sulfide from the NOx storage reduction catalyst 11. S purge with excellent environmental performance is possible.
なお、本願発明は、上記実施形態に限定するものではない。例えば、上記実施形態においては、エンジン2の高負荷状態ではNOx吸蔵還元触媒11の劣化度合が増加するに伴ってリッチ深さを増加させ、エンジン2の低負荷状態ではNOx吸蔵還元触媒11の劣化度合が増加するに伴ってパージ時間を増加させるが、エンジン2の高負荷状態及び低負荷状態のいずれか一方のみ上記制御を実行してもよい。
In addition, this invention is not limited to the said embodiment. For example, in the above embodiment, the rich depth is increased as the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11 increases in the high load state of the
また、NOx吸蔵還元触媒11の劣化度合に基づくリッチ深さあるいはパージ時間の制御については、段階的に変化させてもよいし適宜設定した劣化度合の範囲内で変化するように制御してもよい。
本発明は、エンジンの運転状態に基づいて、Sパージ制御におけるリッチ深さとパージ時間のいずれか一方を制御対象として選択し、当該選択した制御対象をNOx吸蔵還元触媒の劣化度合に基づいて制御するものであればよく、劣化度合に基づく夫々の制御対象での変更方法については適宜設定してもよい。
Further, the control of the rich depth or the purge time based on the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst 11 may be changed in stages, or may be controlled so as to change within a range of the degree of deterioration set as appropriate. .
In the present invention, either one of the rich depth and the purge time in the S purge control is selected as a control target based on the operating state of the engine, and the selected control target is controlled based on the degree of deterioration of the NOx storage reduction catalyst. Any change method for each control object based on the degree of deterioration may be set as appropriate.
本発明は、排気浄化装置として排気通路にNOx吸蔵還元触媒を備え、Sパージを行なうエンジンに広く適用することができる。 The present invention can be widely applied to an engine that includes an NOx storage reduction catalyst in an exhaust passage as an exhaust purification device and performs S purge.
2 エンジン(内燃機関)
3 筒内燃料噴射弁(燃料噴射手段)
11 NOx吸蔵還元触媒(排気浄化触媒)
30 エンジンコントロールユニット(パージ制御部、劣化度合推定部、運転状態検出部)
2 Engine (Internal combustion engine)
3 In-cylinder fuel injection valve (fuel injection means)
11 NOx storage reduction catalyst (exhaust gas purification catalyst)
30 Engine control unit (purge control unit, degradation level estimation unit, operating state detection unit)
Claims (5)
前記内燃機関の燃料噴射手段による主噴射後に実行するポスト噴射を制御して、前記排気浄化触媒に流入する排気の空燃比を所定のリッチ空燃比にして、前記排気浄化触媒に吸着されている硫黄成分を前記排気浄化触媒から除去するパージ制御を実行するパージ制御部と、
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出部と、
前記排気浄化触媒の劣化度合を推定する劣化度合推定部と、を備え、
前記パージ制御部は、前記運転状態に基づいて前記パージ制御における前記リッチ空燃比と当該リッチ空燃比にする時間とのいずれか一方を前記劣化度合に基づいて変更することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 An exhaust purification catalyst that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and stores nitrogen oxides in the exhaust;
Sulfur adsorbed on the exhaust purification catalyst by controlling post injection executed after main injection by the fuel injection means of the internal combustion engine so that the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the exhaust purification catalyst becomes a predetermined rich air-fuel ratio A purge control unit for performing purge control to remove components from the exhaust purification catalyst;
An operating state detector for detecting an operating state of the internal combustion engine;
A deterioration degree estimation unit for estimating the deterioration degree of the exhaust purification catalyst,
The purge control unit changes, based on the deterioration degree, one of the rich air-fuel ratio and the time required for the rich air-fuel ratio in the purge control based on the operating state. Exhaust purification device.
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