JP2021050702A - Method and device for controlling vehicle including exhaust emission control system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気浄化装置を備える車両の制御方法及び制御装置に関する。 The present invention relates to a control method and a control device for a vehicle provided with an exhaust gas purification device.
内燃機関の排気浄化装置として、NOx吸蔵還元型触媒(Lean NOx Trap:以下「LNT」と称する)や尿素SCR(Selective Catalytic Reduction)、及びその組み合わせが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 As an exhaust gas purification device for an internal combustion engine, a NOx storage reduction catalyst (Lean NOx Trap: hereinafter referred to as "LNT"), a urea SCR (Selective Catalytic Reduction), and a combination thereof are known (see, for example, Patent Document 1). ).
LNTは、排ガス中のNOを酸化してNO2にし、これを触媒内のBa、Ce等に一旦吸蔵、吸着させる。LNTでは、NO2の吸蔵量が所定量になった場合に、温度や安定条件を考慮しつつ、排ガス空燃比をリッチな状態に制御する。リッチな状態において、触媒に吸蔵されたNO2は、排ガス中のHCやCOにより還元され、CO2,H2O,N2等の無害なガスとなり排出される。LNTでは、このような動作が繰り返して行われる。 LNT oxidizes NO in the exhaust gas to NO 2 , and temporarily occludes and adsorbs this in Ba, Ce, etc. in the catalyst. In LNT, when the occluded amount of NO 2 reaches a predetermined amount, the exhaust gas air-fuel ratio is controlled to be in a rich state while considering the temperature and stable conditions. In a rich state, NO 2 occluded in the catalyst is reduced by HC and CO in the exhaust gas, and is discharged as harmless gas such as CO 2 , H 2 O, and N 2. In LNT, such an operation is repeated.
尿素SCRは、尿素水をSCR触媒の前方の排気管内に噴射し、SCR触媒においてアンモニア(NH3)によってNOxを窒素(N2)に還元する。 The urea SCR injects urea water into the exhaust pipe in front of the SCR catalyst, and reduces NOx to nitrogen (N 2 ) by ammonia (NH 3) in the SCR catalyst.
ところで、リッチ還元時に微小ではあるが、アンモニアNH3や亜酸化窒素N2Oといった有害なガス成分が生成されることがある。NH3はリッチ過多の状態で排ガス中のO2濃度が不足すると水素と反応して生成される。一方で、N2Oは還元過程において生成されることがある。N2Oは温暖化物質としてCO2の300倍に相当する影響があることが知られており、欧州ではN2OをCO2に換算して規制対象とすることが検討されている。そのため、N2Oの排出量を推定し、排出を抑制することが重要となっている。 By the way, harmful gas components such as ammonia NH 3 and nitrous oxide N 2 O may be generated at the time of rich reduction, although they are minute. NH 3 is produced by reacting with hydrogen when the O 2 concentration in the exhaust gas is insufficient in a state of excessive richness. On the other hand, N 2 O may be produced in the reduction process. It is known that N 2 O has an effect equivalent to 300 times that of CO 2 as a warming substance, and it is being considered in Europe to convert N 2 O into CO 2 and make it subject to regulation. Therefore, to estimate the emissions N 2 O, is possible to suppress the emission has become important.
本発明の目的は、排気浄化装置を備える車両において、N2Oの排出を抑制できる制御方法及び制御装置を提供することである。 An object of the present invention, in a vehicle having an exhaust gas purifying device is to provide a control method and a control device can suppress the emission of N 2 O.
本発明の排気浄化装置を備える車両の制御方法の一つの態様は、
内燃機関の排気中に含まれるCO2及びN2Oの量を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定されたCO2推定値及びN2O推定値を用いて、CO2推定値に対するN2O推定値の比率を算出する比率算出ステップと、
前記比率算出ステップで算出された前記比率に基づいて、N2Oの抑制制御を行うN2O抑制ステップと、
を含む。
One aspect of the vehicle control method provided with the exhaust gas purification device of the present invention is.
An estimation step for estimating the amount of CO 2 and N 2 O contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, and
Using the CO 2 estimated value estimated by the estimation step and N 2 O estimates, the ratio calculation step of calculating the ratio of N 2 O estimates for CO 2 estimates,
Based on the ratio calculated by said ratio calculating step, and N 2 O suppression step of suppressing control of N 2 O,
including.
本発明の排気浄化装置を備える車両の制御装置の一つの態様は、
内燃機関の排気中に含まれるCO2及びN2Oの量を推定する推定部と、
前記推定部で推定されたCO2及びN2Oを用いて、CO2に対するN2Oの比率を算出する比率算出部と、
前記比率算出部で算出された前記比率に基づいて、N2Oの抑制制御を行うN2O抑制部と、
を備える。
One aspect of the vehicle control device including the exhaust gas purification device of the present invention is
An estimation unit that estimates the amount of CO 2 and N 2 O contained in the exhaust gas of an internal combustion engine,
A ratio calculation unit that calculates the ratio of N 2 O to CO 2 using the CO 2 and N 2 O estimated by the estimation unit, and
Based on the ratio calculated by the ratio calculation unit, the N 2 O suppression unit that controls the suppression of N 2 O, and the N 2 O suppression unit.
To be equipped.
本発明によれば、排気浄化装置を備える車両において、N2Oの排出を抑制できる。 According to the present invention, in a vehicle having an exhaust gas purifying device can suppress the emission of N 2 O.
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
<1>排気浄化装置の構成
図1は、本実施の形態のN2O推定方法が適用される排気浄化装置100の要部構成を示した図である。本実施形態では、一例として、本発明のN2O推定方法をディーゼルエンジン10の排気浄化装置100に適用した態様ついて説明する。ただし、本実施形態に係るN2O推定方法は、ディーゼルエンジン10の排気浄化装置100に限らず、ガソリンエンジンの排気浄化装置にも適用し得る。
<1> diagram 1 of an exhaust purification device is a diagram showing a configuration of a main part of an exhaust
排気浄化装置100は、例えば、トラック等の車両に搭載されており、エンジン10の排気ガス中のNOxを浄化する。
The
エンジン10は、例えば、燃焼室、燃焼室内で燃料を噴射する燃料噴射装置、及び、燃料噴射装置を制御するエンジンECU等(図示せず)を含んで構成される。エンジン10は、燃焼室内で、燃料と空気の混合気を燃焼及び膨張させて、動力を発生する。エンジン10には、燃焼室内に空気を導入する吸気管20と、燃焼室から排出される燃焼後の排気ガスを、車両の外部に排出する排気管30と、が接続されている。
The
排気浄化装置100は、DOC(Diesel Oxidation Catalyst)101、DPF(Diesel Particulate Filter)102、NOx吸蔵還元型触媒としてのLNT(Lean NOx Trap)103、SCR(Selective Catalytic Reduction)104及び尿素水噴射装置105を有する。
The exhaust
DOC101は、排気ガスの空燃比がリーンな状態において(つまりエンジン10の通常燃焼時において)、排気ガス中のCO及びHCを酸化し浄化する。
The
DPF102は、排気に含まれる粒子状物質を捕集する。
The
LNT103は、排気ガスの空燃比がリーンな状態において、排気ガス中のNOxを吸蔵する。そして、LNT103は、排気ガスの空燃比がリッチな状態において(つまり再生時において)、当該吸蔵したNOxを排気ガス中のCO又はHC等と反応させて、窒素等の無害なガスに還元して放出する。なお、LNT103は、飽和状態に近づくとNOxを吸蔵し得る効率が低下する。そのため、LNT103のNOxの吸蔵状態は、ECU110によって監視されており、定期的に、LNT103の再生(リッチスパイクとも称される)が実行される。
The LNT 103 occludes NOx in the exhaust gas in a state where the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean. Then, the LNT 103 reacts the occluded NOx with CO or HC in the exhaust gas in a state where the air-fuel ratio of the exhaust gas is rich (that is, at the time of regeneration) and reduces it to a harmless gas such as nitrogen. discharge. The efficiency with which NOx can be occluded decreases as the
SCR104は、尿素水噴射装置105から供給される尿素水が加水分解してなるアンモニアを吸着すると共に、当該吸着したアンモニアによって排気ガス中からNOxを選択的に還元浄化する。
The
さらに、排気浄化装置100は、ECU(Electronic Control Unit)110を有する。ECU110は、排気浄化装置100の動作を制御する。またECU110は、LNT103のNOxの吸蔵状態の情報をエンジン10のエンジンECU(図示せず)に送る。エンジンECUでは、この情報に基づいてリッチスパイクを実現するためのリッチ制御などを行う。
Further, the exhaust
ECU110は、例えば、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)、入力ポート、及び出力ポート等を含んで構成されている。ECU110の後述する各機能は、例えば、CPUがROM、RAM等に記憶された制御プログラムや各種データを参照することによって実現される。但し、当該機能は、ソフトウェアによる処理に限られず、専用のハードウェア回路によっても実現できることは勿論である。
The
なお、ECU110は、エンジン10のエンジンECU(図示せず)及び尿素水噴射装置105等と通信することで、これらを制御したり、これらの状態を取得したりする。またECU110は、図示しない種々のセンサーからセンサー情報を取得し、当該センサー情報に基づいて、排気管30を通流する排気ガスの状態や、DOC101、DPF102、LNT103及びSCR104の状態等を検出する。
The ECU 110 controls the engine ECU (not shown) of the
<2>N2Oの推定
次に、本実施の形態によるN2Oの推定について説明する。
<2> Estimation of N 2 O Next, the estimation of N 2 O according to the present embodiment will be described.
本発明の発明者は、過去の経験により、N2Oの生成はLNTのNOx/SOx吸蔵量、リッチ時のλ、及び、触媒温度が支配的である知見を得ている。 The inventors of the present invention, by past experience, the generation of N 2 O is NOx / SOx occlusion amount of LNT, during the rich lambda, and has obtained a finding catalyst temperature is dominant.
このような、知見及び検討の結果、発明者は、LNTに流入する排ガスのO2量及び温度と、LNTのNOx吸蔵量及びSOx吸蔵量と、に基づいて、N2Oを推定できることを見出した。 As a result of such findings and studies, the inventor has found that N 2 O can be estimated based on the O 2 amount and temperature of the exhaust gas flowing into the LNT, and the NOx occlusion amount and the SOx occlusion amount of the LNT. It was.
具体的には、N2Oスリップのベースマップとして、上記4つのパラメーターを係数として補正することで、リッチ時のN2Oのスリップ量を正確に推定することが可能となる。キャリブレーション値は実験的に求めればよい。 Specifically, as a base map of the N 2 O slip, by correcting the above four parameters as a coefficient, it becomes possible to accurately estimate the amount of slip of N 2 O in the rich. The calibration value may be obtained experimentally.
なお、上記4つのパラメーターのうち、O2量及び温度は、既設のLNT入口のλセンサー及び温度センサーにより取得する。また、LNTのNOx吸蔵量及びSOx吸蔵量や内部温度は、既知の手法で計算により求めることができる。 Of the above four parameters, the amount of O 2 and the temperature are acquired by the existing λ sensor and temperature sensor at the LNT inlet. Further, the NOx occlusion amount, SOx occlusion amount and internal temperature of LNT can be obtained by calculation by a known method.
本実施の形態の場合、N2Oの推定処理は、ECU110において行われる。ただし、N2Oの処理は、ECU110に限らず、例えばN2O推定のための独立の処理ユニットを設けて行ってもよい。
In this embodiment, the estimation processing of the N 2 O takes place in
図2は、ECU110の構成のうち、N2O推定に関わる部分を示したブロック図である。
2, of the configuration of the
ECU110は、排気浄化装置100に設けられた各種のセンサーから情報を取得する取得部111と、取得された情報を用いてLNT103から下流へ流れるN2Oの量を推定する推定部112と、を有する。
The
本実施の形態の場合、取得部111には、LNT103の入口に設けられた温度センサー41からのLNT入口温度、λセンサー42からのLNT入口λ値、吸気管20に設けられた流量センサー43からの吸気流量、LNT103の下流側に設けられたNOxセンサー44からのNOx濃度、及び、燃料流量計(図示せず)からの燃料流量が入力される。
In the case of the present embodiment, the
図3は、推定部112の構成を示す。
FIG. 3 shows the configuration of the
推定部112は、
LNT103からのN2Oスリップ推定量のベース値を出力するベース値出力部としてのNOxスリップベースマップ201;
LNT入口温度とNOx吸蔵量とに基づく第1の補正係数k1を出力するNOx吸蔵量による補正係数マップ202;
LNT103の入口のλ値(換言すればLNT103の入口のO2量)に基づく第2の補正係数k2を出力するO2による補正係数テーブル203;
SOx吸蔵量に基づく第3の補正係数k3を出力するSOx吸蔵量による補正係数テーブル204;
LNT内部推定温度に基づく第4の補正係数k4を出力する温度による補正係数テーブル205;
NOxスリップベースマップ201から出力されるベース値に、第1、第2、第3及び第4の補正係数k1〜k4を乗算する乗算部;
を有する。
The
NOx
A
The correction coefficient table 203 by O 2 that outputs the second correction coefficient k2 based on the λ value at the entrance of the LNT 103 (in other words, the amount of O 2 at the entrance of the LNT 103);
A correction coefficient table 204 based on the SOx occlusion that outputs a third correction coefficient k3 based on the SOx occlusion;
A temperature-based correction factor table 205 that outputs a fourth correction factor k4 based on the LNT internal estimated temperature;
A multiplication unit that multiplies the base value output from the NOx
Have.
このような構成により、推定部112は、N2Oスリップ推定量のベース値を係数k1〜k4によって補正することで、補正後のN2Oスリップ量(すなわちLNT103から下流へ流れるN2Oの量)を得る。 With such a configuration, the estimation unit 112 corrects the base value of the N 2 O slip estimate by the coefficients k1 to k4, so that the corrected N 2 O slip amount (that is, the N 2 O flowing downstream from the LNT 103) Amount).
ここで、NOxスリップベースマップ201で参照される排ガス流量(kg/h)は、例えば、流量センサー43により得られた吸気流量と、燃料流量計(図示せず)により得られた燃料重量と、を加算することで求めることができる。
Here, the exhaust gas flow rate (kg / h) referred to in the NOx
NOx吸蔵量補正係数マップ202で参照されるNOx吸蔵量は、例えば、排ガス流量と、NOxセンサー44により得られたNOx濃度と、から計算により求めることができる。また、NOx吸蔵量は、実験で求めた値から作成したマップから計算することもできる。
The NOx storage amount referred to in the NOx storage amount
本実施の形態の場合、排ガス流量、NOx吸蔵量及びSOx吸蔵量は、取得部111において計算により求めるようになっている。
In the case of this embodiment, the exhaust gas flow rate, the NOx storage amount, and the SOx storage amount are calculated by the
因みに、本実施の形態では、NOxセンサー44がLNT103の下流側に設けられているが、NOxセンサーの位置はこれに限らない。NOxセンサーは、例えばエンジン10の出口付近に設けてもよい。
Incidentally, in the present embodiment, the
SOx吸蔵量による補正係数テーブル204で参照されるSOx吸蔵量は、燃料流量計(図示せず)により得られた燃料流量から推定できる。つまり、SOx吸蔵量は、燃料の消費量と、燃料中の硫黄濃度とから計算することができる。 Correction coefficient for SOx occlusion The SOx occlusion referred to in Table 204 can be estimated from the fuel flow rate obtained by a fuel flow meter (not shown). That is, the SOx occlusion amount can be calculated from the fuel consumption amount and the sulfur concentration in the fuel.
温度による補正係数テーブル205で参照されるLNT内部推定温度は、例えば、LNT103の入口温度から、温度伝達の時間的な応答遅れを加味して推定することができる。
Correction coefficient by temperature The estimated LNT internal temperature referred to in Table 205 can be estimated from, for example, the inlet temperature of
図3の例では、NOxスリップベースマップ201からは、LNT入口温度が200[°C]でかつ排ガス流量が100[kg/h]の場合に、N2Oスリップ推定量のベース値として10[mg/s]が出力される。因みに、図3の例では、全てのLNT入口温度及び全ての排ガス流量において、N2Oスリップ推定量のベース値として10[mg/s]が出力される。
In the example of FIG. 3, is from the NOx
また図3から分かるように、NOx吸蔵量による補正係数マップ202からは、NOx吸蔵量が0の場合には係数k1として0が出力される。一方、NOx吸蔵量が0以外の場合には、LNT入口温度が高いほど1に近い係数k1が出力される。
Further, as can be seen from FIG. 3, from the
また図3から分かるように、O2による補正係数テーブル203からは、LNT入口λ値が1に近いほど小さい係数k2が出力される。 Further, as can be seen from FIG. 3, the coefficient k2, which is smaller as the LNT inlet λ value is closer to 1, is output from the correction coefficient table 203 by O 2.
また図3から分かるように、SOx吸蔵量による補正係数テーブル204からは、SOx吸蔵量が多いほど1に近い係数k3が出力される。ただし、NOx吸蔵量による補正係数マップ202とは異なり、SOx吸蔵量は0であっても0以上の係数k3を出力する。
Further, as can be seen from FIG. 3, from the correction coefficient table 204 based on the SOx occlusion amount, a coefficient k3 closer to 1 is output as the SOx occlusion amount increases. However, unlike the
また、温度による補正係数テーブル205は、最もN2Oが生成され易いLNT内部温度の係数k4が1となるように形成されている。例えば、一般に、LNT内部温度が250[°C]近傍にN2Oの生成のピークがあるので、温度による補正係数テーブル205は、250[°C]に近いほど1に近い係数k4を出力するように形成されている。 Further, the temperature correction coefficient table 205 is formed so that the coefficient k4 of the LNT internal temperature at which N 2 O is most likely to be generated is 1. For example, in general, since LNT internal temperature is the peak of the generation of N 2 O in the vicinity 250 [° C], the correction coefficient table 205 with temperature, outputs the coefficient k4 is close to 1 the closer to 250 [° C] It is formed like this.
なお、図3のマップ及びテーブルの数値は、一例であって、これらの数値は、装置の構成や特性によって変更可能である。 The numerical values in the map and table in FIG. 3 are examples, and these numerical values can be changed depending on the configuration and characteristics of the apparatus.
また、図3は、図を簡単化するために、非常に断片的な数値のみを示したが、実際にはマップ及びテーブルにはより多くの数値が記憶されている。 Also, FIG. 3 shows only very fragmentary numbers for the sake of simplicity, but in reality more numbers are stored in the maps and tables.
例えば、NOx吸蔵量による補正係数マップ202には、LNT入口温度として200[°C]、500[°C]のみが示され、NOx吸蔵量として0[g]、10[g]のみが示されているが、実際には、NOx吸蔵量による補正係数マップ202には、これら以外の値に対応する係数k1も記憶される。因みに、LNT入口温度と、NOx吸蔵量と、係数k1との関係は、図4に示した通りである。よって、図4の関係に基づいて、上述した値以外の値に対応する係数k1をマップに記憶しておいてもよく、または、図4の関係に基づいて演算によって係数k1を求めてもよい。
For example, the
同様に、O2による補正係数テーブル203には、LNT入口λ値として0.9、1のみが示されているが、実際には、O2による補正係数テーブル203には、これら以外の値に対応する係数k2も記憶される。因みに、LNT入口λ値と、係数k2との関係は、図5に示した通りである。よって、図5の関係に基づいて、上述した値以外のλ値に対応する係数k2をテーブルに記憶しておいてもよく、または、図5の関係に基づいて演算によって係数k2を求めてもよい。 Similarly, the correction coefficient table 203 by O 2 shows only 0.9 and 1 as the LNT inlet λ value, but in reality, the correction coefficient table 203 by O 2 shows values other than these. The corresponding coefficient k2 is also stored. Incidentally, the relationship between the LNT inlet λ value and the coefficient k2 is as shown in FIG. Therefore, based on the relationship of FIG. 5, the coefficient k2 corresponding to the λ value other than the above-mentioned value may be stored in the table, or the coefficient k2 may be obtained by calculation based on the relationship of FIG. Good.
図3の各補正係数k1〜k4は、以下の考察に基づいて設定されている。
・NOxの吸蔵量が多いほどN2Oの生成が多い。
・λ値が大きいほどN2Oの生成が多い。
・SOxの吸蔵量が多いほどN2Oの生成が多い。
・実験により、LNT内部温度が250[°C]程度のときにN2O生成のピークがあることが分かっている。
The correction coefficients k1 to k4 in FIG. 3 are set based on the following considerations.
As-occlusion amount of NOx is large N 2 O production in many cases.
-The larger the λ value, the more N 2 O is generated.
As the storage amount of · SOx often N 2 O production in many cases.
- Experiments, LNT internal temperature has been found that a peak of N 2 O generated when approximately 250 [° C].
このように、本実施の形態においては、LNT103に流入する排ガスのO2量及び温度と、LNT103のNOx吸蔵量及びSOx吸蔵量と、を取得する取得部111と、これらO2量、温度、NOx吸蔵量及びSOx吸蔵量に基づいて、N2Oを推定する推定部112と、を設け、排気浄化装置100におけるLNT103から下流へ流れるN2Oの量を推定するようにしたことにより、既設のセンサーを有効活用しつつ、N2Oの排出量を推定できるN2O推定装置を実現できる。
Thus, in the present embodiment, the amount of O 2 and temperature of the exhaust gas flowing into the LNT103, the NOx occlusion amount and the SOx storage amount of LNT103, an acquiring
また、推定部112が、LNT103からのN2Oスリップ推定量のベース値を出力するベース値出力部(NOxスリップベースマップ201)と、前記温度と前記NOx吸蔵量とに基づく第1の補正係数k1を出力するNOx吸蔵量による補正係数マップ202と、前記O2量に基づく第2の補正係数k2を出力するO2による補正係数テーブル203と、前記SOx吸蔵量に基づく第3の補正係数k3を出力するSOx吸蔵量による補正係数テーブル204と、前記ベース値に、前記第1、第2及び第3の補正係数k1〜k3を乗算することによりN2Oの推定量を得る演算部と、を有するので、容易に補正後のN2Oスリップ量(すなわちLNT103から下流へ流れるN2Oの量)を得ることができる。
Further, the
<3>N2Oの排出抑制制御
次に、本実施の形態によるN2Oの排出抑制制御について説明する。
<3> N 2 O emissions control then, the described N 2 O emissions control according to this embodiment.
図6は、ECU110の構成のうち、N2Oの排出抑制制御に関わる部分を示したブロック図である。
6, of the configuration of the
取得部111は、図2の取得部111と同様であり、LNT入口温度、LNT入口λ値、吸気流量、NOx濃度、及び、燃料流量が入力される。
The
推定部112aは、図2の推定部112の処理に加えて、例えば燃料流量に基づいて排ガス中に含まれるCO2の量を推定する。これにより、推定部112aは、排ガス中に含まれるN2O及びCO2の量を推定し、N2O推定値及びCO2推定値を出力する。実際上、推定部112aで推定されるのは、単位時間当たりのN2O排出量、及び、単位時間当たりのCO2排出量である。
In addition to the processing of the
比率算出部113は、CO2推定値及びN2O推定値を用いて、CO2推定値に対するN2O推定値の比率を算出する。このとき、本実施の形態の場合、比率算出部113は、N2O推定値に温暖化係数を乗じた後に、上記比率を算出する。つまり、N2Oは温暖化物質としてCO2の300倍に相当する影響があることを考慮して、N2O推定値に300程度の係数を乗じる。よって、比率算出部113は、(N2O推定値×300/CO2推定値)を比率として算出する。実際には、比率算出部113は、算出した比率を時間平均して(例えば10秒程度の時間平均を行って)出力する。
N2O抑制部114は、比率算出部113で算出された比率に基づいて、N2Oの抑制制御を行う。ここで、N2Oの排出抑制は、エンジンのリッチ制御を制限することで達成可能である。よって、本実施の形態のN2Oの抑制制御とは、リッチ制御を禁止する制御や、リッチ制御する頻度を小さくする制御や、リッチ制御時の排ガス空燃比を大きくする制御(つまり燃料を少なくする制御)である。本実施の形態では、これらのN2Oの抑制制御(リッチ制御の制限と言ってもよい)を、上記比率に基づいて行うようになっている。
The N 2 O suppression unit 114 performs N 2 O suppression control based on the ratio calculated by the
具体的には、本実施の形態のN2O抑制部114は、比率算出部113で算出された比率に対して、設定した上下限の閾値を用いて、以下の制御を実施する。ここで、上下限の閾値とは、N2Oの排出量として許容する範囲の値である。例えば上限閾値として10%が設定され、下限閾値として5%が設定される。
Specifically, N 2 O suppression unit 114 of the present embodiment is different from the ratio calculated by the
・比率が上限閾値より高い場合は、リッチ制御を禁止する。
・比率が下限閾値より低い場合は、リッチ制御を禁止しない。
-If the ratio is higher than the upper threshold, rich control is prohibited.
-If the ratio is lower than the lower threshold, rich control is not prohibited.
図7は、N2Oの排出抑制制御の例を示すフローチャートである。 Figure 7 is a flowchart showing an example of emissions control N 2 O.
先ず、ステップS11において、推定部112aがN2O推定値及びCO2推定値を算出する。続くステップS12では比率算出部113がN2OのCO2換算排出量を算出する(上述したようにN2O推定値に温暖化係数を乗じる)。続くステップS13では比率算出部113がCO2推定値に対するN2O推定値(CO2換算値)の比率を算出する。
First, in step S11, the
続くステップS14では、N2O抑制部114が、比率が下限閾値以下であるか否か判断する。比率が下限閾値以下の場合(ステップS14;YES)、ステップS15に移って、N2O抑制部114はリッチ制御を禁止しない。つまり、通常通りのリッチスパイクが行われる。
In step S14, N 2
これに対して、比率が下限閾値より大きい場合(ステップS14;NO)、ステップS16に移って、N2O抑制部114が比率が上限閾値以上であるか否か判断する。比率が上限閾値以上の場合(ステップS16;YES)、ステップS17に移って、N2O抑制部114はリッチ制御を禁止する。つまり、エンジンECU(図示せず)等にリッチスパイクを禁止することを指示する。
In contrast, when the ratio is larger than the lower threshold (step S14; NO), the process shifts to a step S16, N 2
比率が上限閾値より小さい場合(ステップS16;NO)及びステップS17の処理の後、ステップS14に戻る。 When the ratio is smaller than the upper limit threshold value (step S16; NO) and after the processing of step S17, the process returns to step S14.
よって、N2O抑制部114は、比率が下限閾値よりも大きく上限閾値よりも小さい場合には、ステップS14−S16−S14のループを繰り返して、リッチ制御には関与しない。また、N2O抑制部114は、比率が一旦上限閾値以上となりステップS17でリッチ制御を禁止した場合でも、ステップS14で比率が下限閾値以下となった場合には、ステップS15によりリッチ制御の禁止を解除する。
Thus, N 2
本実施の形態のN2O抑制処理は、下限閾値と上限閾値を設定することで、リッチ制御の禁止と解除にヒステリシスを持たせている。これにより、リッチ制御の禁止と解除が頻繁に行われることによってエンジン制御が不安定になることを防止できる。 N 2 O suppression process of this embodiment, by setting the lower limit threshold and the upper threshold has a hysteresis to prohibit the release of the rich control. As a result, it is possible to prevent the engine control from becoming unstable due to the frequent prohibition and cancellation of rich control.
<4>まとめ
以上説明したように、本実施の形態によれば、内燃機関の排気中に含まれるCO2及びN2Oの量を推定する推定部112aと、推定部112aで推定されたCO2及びN2Oを用いてCO2に対するN2Oの比率を算出する比率算出部113と、比率算出部113で算出された比率に基づいてN2Oの抑制制御を行うN2O抑制部114と、を設けたことにより、N2Oの排出を良好に抑制できるようになる。換言すれば、本実施の形態によれば、N2Oの排出比率を許容範囲に管理しつつ温暖化ガスの排出を抑えた上で、NOx浄化率を維持することが可能となる。
<4> Summary As described above, according to the present embodiment, the
本実施の形態のN2O抑制部114は、CO2推定値に対するN2O推定値の比率が大きいほど、N2Oの抑制制御の強度を大きくしていると言うことができる。
It can be said that the N 2
上述の実施の形態は、本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。 The above-described embodiments are merely examples of embodiment of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed in a limited manner by these. That is, the present invention can be implemented in various forms without departing from its gist or its main features.
上述の実施の形態では、N2Oの抑制制御として、CO2に対するN2Oの比率に基づいて、リッチ制御の禁止、リッチ制御する頻度を小さくする、リッチ制御時の排ガス空燃比を大きくする等の制御を行う場合について述べたが、本発明のN2Oの抑制制御はこれらに限らない。 In the above-described embodiment, as N 2 O suppression control, based on the ratio of N 2 O to CO 2 , rich control is prohibited, the frequency of rich control is reduced, and the exhaust gas air-fuel ratio during rich control is increased. it is described for controlling the like, suppression control of the N 2 O of the present invention is not limited thereto.
例えば、ステップS15において、リッチ制御を禁止しない制御を行う代わりに、リッチ還元効率の良い温度、λでのリッチ頻度を増やす等の制御を行うようにしてもよい。 For example, in step S15, instead of performing control that does not prohibit rich control, control such as increasing the temperature at which rich reduction efficiency is good and the rich frequency at λ may be performed.
また、ステップS17において、リッチ制御を禁止する代わりに、N2Oの生成が多くなる温度域(例えば220−300[°C])でのリッチ制御の頻度を減らす制御を行うようにしてもよい。また、ステップS17において、リッチ制御を禁止する代わりに、リッチ制御時の目標λ値を、N2O生成が少ない値に補正する制御を行うようにしてもよい。また、ステップS17において、リッチ制御を禁止する代わりに、NOxやSOx吸蔵量に基づいてリッチ制御の頻度に制約を加える制御を行うようにしてもよい。例えば、SOx吸蔵量が多い場合は、N2Oが増加するので、リッチ制御の頻度を減らす制御を行うとよい。因みに、ステップS15において、これらの制御と逆の制御を行うようにしてもよい。 Further, in step S17, instead of prohibiting the rich control may be performed to control to decrease the frequency of the rich control in a temperature range of N 2 O production is increased (e.g., 220-300 [° C]) .. Further, in step S17, instead of prohibiting the rich control, the control may be performed to correct the target λ value at the time of the rich control to a value with less N 2 O generation. Further, in step S17, instead of prohibiting the rich control, control may be performed in which the frequency of the rich control is restricted based on the NOx or SOx occlusion amount. For example, if the SOx occlusion amount is large, since N 2 O increases, it may perform control to decrease the frequency of the rich control. Incidentally, in step S15, the control opposite to these controls may be performed.
なお、CO2及びN2Oの量を推定方法は、上述の実施の形態の方法に限らない。 The method for estimating the amount of CO 2 and N 2 O is not limited to the method of the above-described embodiment.
例えば、上述の実施の形態では、排ガス流量も考慮したが、N2Oスリップ量は排ガス流量の変化には大きく依存しないので、排ガス流量は一定と仮定してもよい。 For example, in the above-described embodiment, the exhaust gas flow rate were also considered, since N 2 O slip amount is not largely dependent on the change in the exhaust gas flow rate, gas flow rate may be assumed to be constant.
また、上述の実施の形態では、LNT103の内部温度も考慮したが、つまり、温度による補正係数テーブル205を設けて係数k4を用いたが、LNT内部温度のN2O量に対する影響は図3からも分かるように他のファクターと比較して僅かなので、内部温度は考慮しないようにしてもよい。つまりk4を一定値としてもよい。 Further, in the embodiment described above, but also taking into account the internal temperature of LNT103, that is, although using the coefficient k4 is provided a correction coefficient table 205 with temperature, effect on N 2 O amount of LNT internal temperature of 3 As you can see, the internal temperature may not be taken into consideration because it is small compared to other factors. That is, k4 may be a constant value.
また、上述の実施の形態では、LNT103に流入する排ガスのO2量の指標としてλセンサー42により得られるλ値を用いた場合について述べたが、λセンサー42に代えて他のO2センサーの出力値を用いてもよい。
Further, in the above-described embodiment, the case where the λ value obtained by the
さらに、上述の実施の形態では、LNT103からのN2Oスリップ量について述べたが、SCRやCSF(Catalyzed Soot Filter)が設けられている場合には、これらにも上述と同様のロジックを適用してN2O推定値を求め、積算したN2O推定値を最終的なテールパイプから排出されるN2O推定値としてもよい。この場合、各触媒に合わせてロジックは修正するとよい。例えば、CSFとSCRには、NOx吸蔵量による補正係数マップと、O2による補正係数テーブル、SOx吸蔵量による補正係数テーブルは不要である。
Further, in the above-described embodiment, the amount of N 2 O slip from the
本発明は、排気浄化装置におけるN2Oの排出を抑制できる効果を有し、排気浄化装置を備える車両に好適である。 The present invention has an effect capable of suppressing the emission of N 2 O in the exhaust purification apparatus is suitable for a vehicle having an exhaust gas purification device.
10 エンジン
20 吸気管
30 排気管
41 温度センサー
42 λセンサー
43 流量センサー
44 NOxセンサー
100 排気浄化装置
101 DOC(Diesel Oxidation Catalyst)
102 DPF(Diesel Particulate Filter)
103 LNT(Lean NOx Trap;NOx吸蔵還元型触媒)
104 SCR(Selective Catalytic Reduction)
105 尿素水噴射装置
110 ECU(Electronic Control Unit)
111 取得部
112、112a 推定部
113 比率算出部
114 N2O抑制部
201 NOxスリップベースマップ
202 NOx吸蔵量による補正係数マップ
203 O2による補正係数テーブル
204 SOx吸蔵量による補正係数テーブル
205 温度による補正係数テーブル
10
102 DPF (Diesel Particulate Filter)
103 LNT (Lean NOx Trap; NOx storage reduction catalyst)
104 SCR (Selective Catalytic Reduction)
105 Urea
Claims (7)
内燃機関の排気中に含まれるCO2及びN2Oの量を推定する推定ステップと、
前記推定ステップで推定されたCO2推定値及びN2O推定値を用いて、CO2推定値に対するN2O推定値の比率を算出する比率算出ステップと、
前記比率算出ステップで算出された前記比率に基づいて、N2Oの抑制制御を行うN2O抑制ステップと、
を含む制御方法。 It is a control method for vehicles equipped with an exhaust purification device.
An estimation step for estimating the amount of CO 2 and N 2 O contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, and
Using the CO 2 estimated value estimated by the estimation step and N 2 O estimates, the ratio calculation step of calculating the ratio of N 2 O estimates for CO 2 estimates,
Based on the ratio calculated by said ratio calculating step, and N 2 O suppression step of suppressing control of N 2 O,
Control methods including.
請求項1に記載の制御方法。 In the N 2 O suppression step, the greater the ratio of the N 2 O estimated value to the CO 2 estimated value, the greater the intensity of the N 2 O suppression control.
The control method according to claim 1.
請求項1又は2に記載の制御方法。 The N 2 O suppression step terminates the suppression control when the ratio of the N 2 O estimated value to the CO 2 estimated value is equal to or less than a predetermined threshold value.
The control method according to claim 1 or 2.
請求項1から3のいずれか一項に記載の制御方法。 The suppression control is a control that reduces the frequency of rich control.
The control method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から3のいずれか一項に記載の制御方法。 The suppression control is a control for increasing the exhaust gas air-fuel ratio during rich control.
The control method according to any one of claims 1 to 3.
請求項1から5のいずれか一項に記載の制御方法。 In the ratio calculation step, the N 2 O estimated value calculated in the estimation step is multiplied by a warming coefficient, and the N 2 O estimated value obtained by multiplying the warming coefficient is used to calculate the ratio.
The control method according to any one of claims 1 to 5.
内燃機関の排気中に含まれるCO2及びN2Oの量を推定する推定部と、
前記推定部で推定されたCO2及びN2Oを用いて、CO2に対するN2Oの比率を算出する比率算出部と、
前記比率算出部で算出された前記比率に基づいて、N2Oの抑制制御を行うN2O抑制部と、
を備える制御装置。 A vehicle control device equipped with an exhaust purification device.
An estimation unit that estimates the amount of CO 2 and N 2 O contained in the exhaust gas of an internal combustion engine,
A ratio calculation unit that calculates the ratio of N 2 O to CO 2 using the CO 2 and N 2 O estimated by the estimation unit, and
Based on the ratio calculated by the ratio calculation unit, the N 2 O suppression unit that controls the suppression of N 2 O, and the N 2 O suppression unit.
A control device comprising.
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