JP2021095889A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device.
ディーゼルエンジンの排気ガスに含まれるNOxを低減させる排気浄化装置が知られている(例えば特許文献1参照)。このような排気浄化装置は、排気ガス中に含まれるNOxを酸化する酸化触媒と、酸化触媒よりも下流側に配設され排気ガス中に含まれるNOxを還元する還元触媒とを備える。 An exhaust purification device that reduces NOx contained in the exhaust gas of a diesel engine is known (see, for example, Patent Document 1). Such an exhaust purification device includes an oxidation catalyst that oxidizes NOx contained in the exhaust gas and a reduction catalyst that is arranged downstream of the oxidation catalyst and reduces NOx contained in the exhaust gas.
上述したような排気浄化装置では、温度に応じて酸化触媒における反応速度が推定され、当該推定結果を考慮して、還元触媒でのNOx還元反応によるNOxの浄化率が推定される。ここで、酸化触媒については、使用状態の違いやそもそもの酸化能力の個体差があるため、単に温度のみに応じて反応速度を高精度に推定することは困難である。酸化触媒の反応速度の推定精度が低くなることにより、NOxの浄化率の推定精度が低くなる。このことにより、例えば、NOxの浄化率の推定値が、NOxセンサにおける検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値から乖離してしまい、排気浄化装置において誤った制御が行われるおそれがある。 In the exhaust gas purification device as described above, the reaction rate in the oxidation catalyst is estimated according to the temperature, and the NOx purification rate by the NOx reduction reaction in the reduction catalyst is estimated in consideration of the estimation result. Here, with respect to the oxidation catalyst, it is difficult to estimate the reaction rate with high accuracy simply according to the temperature because there are differences in the usage state and individual differences in the oxidation ability in the first place. Since the estimation accuracy of the reaction rate of the oxidation catalyst is lowered, the estimation accuracy of the purification rate of NOx is lowered. As a result, for example, the estimated value of the NOx purification rate deviates from the measured value of the NOx purification rate based on the detection result of the NOx sensor, and there is a possibility that erroneous control is performed in the exhaust gas purification device.
本発明は上記実情に鑑みてなされたものであり、酸化触媒における反応速度を高精度に導出することにより誤制御を防止する排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device that prevents erroneous control by deriving the reaction rate in an oxidation catalyst with high accuracy.
本発明の一態様に係る排気浄化装置は、エンジンから排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、排気ガスが流れる排気通路に配設され、排気ガス中に含まれるNOxを酸化する酸化触媒と、排気通路における酸化触媒よりも下流側に配設され、排気ガス中に含まれるNOxを還元する還元触媒と、酸化触媒よりも下流側且つ還元触媒よりも上流側の排気通路を流れる排気ガスに還元剤を噴射可能に構成された還元剤噴射装置と、排気ガス中に含まれるNOxの濃度を検出するNOxセンサと、還元触媒でのNOx還元反応によるNOxの浄化率を推定する際に考慮される、酸化触媒の反応速度を導出する制御部と、を備え、制御部は、酸化触媒が所定温度以上の排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度を推定し、推定した接触濃度に応じて第1パラメータを導出する第1処理と、還元触媒でのNOx還元反応によるNOxの浄化率の推定値と、NOxセンサにおける検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値との差に応じて第2パラメータを導出する第2処理と、温度に応じて導出される反応速度を、第1パラメータ及び第2パラメータで補正することにより、最終的な反応速度を導出する第3処理と、を実行するように構成されている。 The exhaust purification device according to one aspect of the present invention is an exhaust purification device that purifies the exhaust gas discharged from the engine, is arranged in an exhaust passage through which the exhaust gas flows, and oxidizes NOx contained in the exhaust gas. An oxidation catalyst, a reduction catalyst arranged downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage and reducing NOx contained in the exhaust gas, and an exhaust passage downstream of the oxidation catalyst and upstream of the reduction catalyst. When estimating the purification rate of NOx by a NOx reduction reaction with a reduction catalyst, a reducing agent injection device configured to inject a reducing agent into the exhaust gas, a NOx sensor that detects the concentration of NOx contained in the exhaust gas, and The control unit is provided with a control unit for deriving the reaction rate of the oxidation catalyst, which is considered in the above, and the control unit estimates and estimates the contact concentration indicating the degree to which the oxidation catalyst is in contact with the exhaust gas above a predetermined temperature. The difference between the first process of deriving the first parameter according to the concentration, the estimated value of the NOx purification rate by the NOx reduction reaction with the reduction catalyst, and the measured value of the NOx purification rate based on the detection result of the NOx sensor. The second process of deriving the second parameter accordingly, and the third process of deriving the final reaction rate by correcting the reaction rate derived according to the temperature with the first parameter and the second parameter. Is configured to run.
本発明の一態様に係る排気浄化装置では、温度に応じて導出される酸化触媒における反応速度について、第1パラメータ及び第2パラメータで補正されて、最終的な反応速度が導出されている。第1パラメータとは、酸化触媒が所定温度以上の排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度に応じたパラメータである。酸化触媒の酸化力は、生産直後の状態において最も高く、その後、高温の排気ガスとの接触濃度が上がるにつれて徐々に低くなる。このため、上述した接触濃度を考慮した第1パラメータによって反応速度が補正されることにより、酸化触媒の酸化力の状態を考慮して、より高精度に反応速度を導出することができる。第2パラメータとは、NOxの浄化率の推定値と実測値との差に応じたパラメータである。上述した第1パラメータを考慮することにより、酸化触媒の使用状態(どのぐらいの度合いで高温の排気ガスに接触しているか)に基づく酸化力の違いを考慮して反応速度を導出することができるが、酸化触媒には個体差(酸化能力の個体差)があるため、第1パラメータによる補正のみで反応速度の精度を上げることには限界がある。この点、酸化触媒の反応速度を考慮して導出されるNOxの浄化率の推定値と実測値との差に応じたパラメータ(第2パラメータ)によって反応速度が補正されることにより、実際に測定された情報を考慮して、酸化触媒の固有の酸化能力に応じた補正を行って、より高精度に反応速度を導出することができる。以上より、本発明の一態様に係る排気浄化装置によれば、酸化触媒における反応速度を高精度に導出し、NOxの浄化率の推定精度が悪化することによる誤制御の発生を防止することができる。 In the exhaust gas purification device according to one aspect of the present invention, the reaction rate in the oxidation catalyst derived according to the temperature is corrected by the first parameter and the second parameter, and the final reaction rate is derived. The first parameter is a parameter according to the contact concentration indicating the degree to which the oxidation catalyst is in contact with the exhaust gas having a predetermined temperature or higher. The oxidizing power of the oxidation catalyst is highest immediately after production, and then gradually decreases as the contact concentration with the high-temperature exhaust gas increases. Therefore, by correcting the reaction rate by the first parameter in consideration of the contact concentration described above, the reaction rate can be derived with higher accuracy in consideration of the state of the oxidizing power of the oxidation catalyst. The second parameter is a parameter according to the difference between the estimated value and the actually measured value of the purification rate of NOx. By considering the above-mentioned first parameter, the reaction rate can be derived in consideration of the difference in oxidizing power based on the usage state of the oxidation catalyst (how much it is in contact with the high-temperature exhaust gas). However, since there are individual differences (individual differences in oxidizing ability) in the oxidation catalyst, there is a limit to improving the accuracy of the reaction rate only by the correction by the first parameter. In this regard, the reaction rate is actually measured by correcting the reaction rate by a parameter (second parameter) corresponding to the difference between the estimated value of the purification rate of NOx derived in consideration of the reaction rate of the oxidation catalyst and the measured value. The reaction rate can be derived with higher accuracy by making corrections according to the inherent oxidizing ability of the oxidation catalyst in consideration of the obtained information. From the above, according to the exhaust gas purification device according to one aspect of the present invention, it is possible to derive the reaction rate in the oxidation catalyst with high accuracy and prevent the occurrence of erroneous control due to the deterioration of the estimation accuracy of the NOx purification rate. it can.
制御部は、エンジンの運転時間に基づいて、接触濃度を推定してもよい。これにより、簡易に接触濃度を推定することができる。 The control unit may estimate the contact concentration based on the operating time of the engine. This makes it possible to easily estimate the contact concentration.
制御部は、酸化触媒を通過した累積の排気ガスの流量に基づいて、接触濃度を推定してもよい。これにより、単にエンジンの運転時間から接触濃度を推定する場合と比較して、より高精度に接触濃度を推定することができる。 The control unit may estimate the contact concentration based on the cumulative exhaust gas flow rate that has passed through the oxidation catalyst. As a result, the contact concentration can be estimated with higher accuracy than the case where the contact concentration is simply estimated from the operating time of the engine.
制御部は、酸化触媒を通過した累積の排気ガスの流量及び排気ガスの温度から導出される排気ガスのエネルギー流量に基づいて、接触濃度を推定してもよい。このように、排気ガスの流量だけでなく温度を考慮することによって、より高精度に接触濃度を推定することができる。 The control unit may estimate the contact concentration based on the cumulative exhaust gas flow rate that has passed through the oxidation catalyst and the exhaust gas energy flow rate derived from the exhaust gas temperature. In this way, the contact concentration can be estimated with higher accuracy by considering not only the flow rate of the exhaust gas but also the temperature.
本発明によれば、酸化触媒における反応速度を高精度に導出することにより誤制御を防止することができる。 According to the present invention, erroneous control can be prevented by deriving the reaction rate in the oxidation catalyst with high accuracy.
以下、添付図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図面の説明において、同一又は同等の要素には同一符号を用い、重複する説明を省略する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the drawings, the same reference numerals are used for the same or equivalent elements, and duplicate description is omitted.
図1は、本実施形態に係る排気浄化装置20の概略構成図である。図1に示される排気浄化装置20は、エンジン10から排出される排気ガスを浄化する装置である。エンジン10は、例えば車両を走行駆動する内燃機関であり、例えば多気筒のディーゼルエンジンである。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust
排気浄化装置20は、エンジン10の排気通路12に配設されている。排気浄化装置20は、尿素SCR(Selective Catalytic Reduction:選択触媒還元)方式とDPF(DieselParticulate Filter:ディーゼル微粒子捕集)方式と組み合わせた一体型の触媒装置である。排気浄化装置20は、前段酸化触媒22(酸化触媒)と、DPF24と、NOxセンサ28と、排気温度センサ29と、インジェクタ30(還元剤噴射装置)と、タンク32と、圧送ポンプ34と、選択還元型触媒36(還元触媒)と、後段酸化触媒40と、ECU44(制御部)と、を備えて構成されている。各構成のうち、少なくとも前段酸化触媒22、DPF24、選択還元型触媒36、及び、後段酸化触媒40は、排気ガス流れる排気通路に配設されている。排気浄化装置20に流入した排気ガスは、最初に、前段酸化触媒22に流入する。
The exhaust
前段酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)22は、公知の構成の酸化触媒であり、例えばアルミナ、シリカ、ジルコニア、ゼオライト等からなる担体に、白金やパラジウム等の金属や、金属酸化物等を担持させたものから構成される。前段酸化触媒22は、排気ガスに含まれる炭化水素(HC)及び一酸化窒素(NO)を酸化して、水(H2O)、二酸化炭素(CO2)、二酸化窒素(NO2)等に変換する。このように、前段酸化触媒22は、排気ガス中に含まれるNOxを酸化する。
The pre-stage oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 22 is an oxidation catalyst having a known constitution, and for example, a metal such as platinum or palladium, a metal oxide or the like is supported on a carrier made of alumina, silica, zirconia, zeolite or the like. It is composed of the catalysts. The first-
前段酸化触媒22の酸化力は、温度に応じて変化する。また、前段酸化触媒22の酸化力は、使用状態、具体的には所定温度(例えば前段酸化触媒22が活性化し始める180℃前後)以上の排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度に応じて変化する。前段酸化触媒22の酸化力は、生産直後の状態において最も高く、その後、高温の排気ガスとの接触濃度が上がるにつれて徐々に低くなる。これは、高温の排気ガスと接触することによって、前段酸化触媒22の金属(白金等)同士がくっつき、触媒としての機能を発揮する領域が小さくなることによるものである。また、前段酸化触媒22の酸化力は、個体差がある。
The oxidizing power of the
DPF(Diesel particulate filter)24は、前段酸化触媒22よりも下流側且つ選択還元型触媒36よりも上流側に配設され、排気ガスに含まれるPM(粒子状物質)を捕集するフィルタである。DPF24は、例えばセラミックス又は金属多孔体から構成されている。
The DPF (Diesel particulate filter) 24 is a filter that is disposed downstream of the
排気温度センサ29は、DPF24の下流における排気通路12内の温度を所定の制御周期で検出する。排気温度センサ29は、検出した温度を示す信号をECU44に出力する。
The
インジェクタ30は、前段酸化触媒22及びDPF24よりも下流側且つ選択還元型触媒36よりも上流側の排気通路12を流れる排気ガスに還元剤を噴射可能に構成されている。インジェクタ30には、タンク32内の尿素水が圧送ポンプ34により圧送されている。圧送ポンプ34は、図示されないリリーフ弁を内蔵しており、タンク32内の尿素水を所定の圧力でインジェクタ30に圧送する。インジェクタ30は、ECU44によって開閉制御される。排気ガスに供給された尿素水は、排気ガスの熱によってアンモニアに加水分解される。
The
選択還元型触媒36は、排気通路12における前段酸化触媒22、DPF24、及びインジェクタ30よりも下流側に配設され、排気ガス中に含まれるNOxをアンモニアで還元する選択的触媒還元(Selective Catalytic Reduction)を行う。選択還元型触媒36は、例えばハニカム状のセラミックからなる担体に吸着性の高いゼオライト又はジルコニアを担持させたものである。排気ガス中のNOxは、選択還元型触媒36の触媒作用によってアンモニアと反応し、窒素と水とに還元される。
The
後段酸化触媒40は、排気通路12における選択還元型触媒36よりも下流側に配設され、選択還元型触媒36における還元反応で消費されなかったアンモニアを分解する。後段酸化触媒40は、例えばアルミナ、シリカ、ゼオライト等からなる担体に、白金やパラジウム等の金属や、金属酸化物等を担持させたものである。
The
NOxセンサ28は、例えば排気通路12における後段酸化触媒40よりも下流側に配設され、排気ガス中に含まれるNOxの濃度を所定の制御周期で検出する。NOxセンサ28は、検出したNOxの濃度を示す信号をECU44に出力する。
The
ECU44は、CPU、RAM、ROM等を備えたマイクロコンピューターである。ECU44には、排気温度センサ29から温度を示す信号が入力されると共にNOxセンサ28からNOxの濃度を示す信号が入力される。ECU44は、インジェクタ30を開閉制御することにより、排気ガスに供給される尿素水の量を調整する。なお、ECU44は、後述する、NOxの浄化率の推定値と実測値との差に応じて、排気ガスに供給される尿素水の量を調整してもよい。
The
ECU44は、酸化触媒モデルを用いて、前段酸化触媒22でのNO酸化反応の反応速度を導出している。酸化触媒モデルは、温度に応じて定まるベース反応速度と、第1パラメータ(後述)と、第2パラメータ(後述)とを入力として、前段酸化触媒22における反応速度を出力するモデルである。酸化触媒モデルにベース反応速度、第1パラメータ、及び第2パラメータを入力することは、ベース反応速度を第1パラメータ及び第2パラメータで補正することと同義である。なお、酸化触媒モデルは、ベース反応速度のみから反応速度を出力すること、並びに、ベース反応速度と第1パラメータ及び第2パラメータのいずれか一方のみとから反応速度を出力することが可能とされていてもよい。また、ECU44は、選択還元型触媒モデルを用いて、NOxの浄化率を導出している。選択還元型触媒モデルは、酸化触媒モデルから出力される反応速度等の情報を入力として、選択還元型触媒36でのNOx還元反応によるNOxの浄化率(選択還元型触媒36における反応速度を考慮したNOxの浄化率)を出力するモデルである。
The
ECU44は、上述したように、選択還元型触媒36でのNOx還元反応によるNOxの浄化率を推定する際に考慮される、前段酸化触媒22の反応速度を導出する。ECU44は、前段酸化触媒22が所定温度以上の排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度を推定し、推定した接触濃度に応じて第1パラメータを導出する第1処理と、選択還元型触媒36でのNOx還元反応によるNOxの浄化率の推定値と、NOxセンサ28における検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値との差に応じて第2パラメータを導出する第2処理と、温度に応じて導出されるベース反応速度を、第1パラメータ及び第2パラメータで補正することにより、最終的な反応速度を導出する第3処理と、を実行するように構成されている。
As described above, the
第1処理では、ECU44は、例えば、前段酸化触媒22の利用を開始して以降のエンジン10の運転時間に基づいて、上述した接触濃度を推定してもよい。エンジン10の運転時間が長いほど、接触濃度が高い(上がっている)と推定される。この場合、排気ガスの流量や排気ガスが所定温度以上であったか等の詳細な情報は考慮されていないが、単純にエンジン10の運転時間から接触濃度が推定されるので、簡易に接触濃度を推定することができる。
In the first process, the
また、ECU44は、例えば、前段酸化触媒22を通過した累積の排気ガスの流量に基づいて、接触濃度を推定してもよい。この場合、上述したエンジン10の運転時間から接触濃度を推定するよりも高精度に接触濃度が推定される。さらに、ECU44は、例えば、前段酸化触媒22を通過した累積の排気ガスの流量及び排気ガスの温度から導出される排気ガスのエネルギー流量に基づいて接触濃度を推定してもよい。ECU44は、排気温度センサ29から入力された温度を示す信号に基づいて、上述した排気ガスの温度の情報を取得する。
Further, the
第2処理では、ECU44は、例えば選択還元型触媒モデルに、酸化触媒モデルから出力された反応速度等の情報を入力することにより、NOxの浄化率の推定値を得る。この場合の、選択還元型触媒モデルに入力される反応速度は、第1処理において導出した第1パラメータを考慮して酸化触媒モデルから出力された反応速度であってもよい。そして、ECU44は、選択還元型触媒モデルから得られたNOxの浄化率の推定値と、NOxセンサ28における検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値との差を導出し、当該差に応じて第2パラメータを導出する。なお、ECU44は、NOxの浄化率の推定値と実測値との差に応じて排気ガスに供給される尿素水の量が調整されるようにインジェクタ30を制御している場合には、インジェクタ30における尿素噴射量に応じて、間接的にNOxの浄化率の推定値と実測値との差の情報を取得し、第2パラメータを導出してもよい。
In the second process, the
第3処理では、ECU33は、例えば酸化触媒モデルに、温度に応じて導出されるベース反応速度と、導出した第1パラメータと、導出した第2パラメータとを入力することにより、前段酸化触媒22における反応速度を得る。すなわち、ECU33は、ベース反応速度を第1パラメータ及び第2パラメータで補正することにより、最終的な反応速度を導出する。
In the third process, the ECU 33 inputs the derived base reaction rate, the derived first parameter, and the derived second parameter into the oxidation catalyst model, for example, in the
次に、図2を参照して、上述した前段酸化触媒22の反応速度導出処理を説明する。図2は、排気浄化装置20が行う前段酸化触媒22の反応速度導出処理を示すフローチャートである。
Next, the reaction rate derivation process of the
図2に示されるように、反応速度導出処理では、まず、ECU44が、エンジン10の運転時間に基づいて前段酸化触媒22の接触濃度を推定し、第1パラメータK1を導出する(ステップS1)。なお、ECU44は、前段酸化触媒22を通過した累積の排気ガスの流量に基づいて、或いは、前段酸化触媒22を通過した累積の排気ガスの流量及び排気ガスの温度から導出される排気ガスのエネルギー流量に基づいて、上述した接触濃度を推定してもよい。
As shown in FIG. 2, in the reaction rate derivation process, the
つづいて、ECU44は、選択還元型触媒モデルから出力されるNOxの浄化率の推定値とNOxセンサ28における検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値との差から、第2パラメータK2を導出する(ステップS2)。
Subsequently, the
つづいて、ECU44は、第1パラメータK1及び第2パラメータK2を考慮して、前段酸化触媒22の反応速度を導出する(ステップS3)。具体的には、ECU44は、酸化触媒モデルに、温度に応じて導出されるベース反応速度と、導出した第1パラメータと、導出した第2パラメータとを入力することにより、前段酸化触媒22における反応速度を得る。前段酸化触媒22の反応速度が得られた後においては、NOxの浄化率等を推定する際には、当該反応速度が考慮される。そして、制御の終了タイミングであるか否かが判定され(ステップS4)、終了タイミングでない場合には、ステップS1の処理から繰り返し実行され、終了タイミングである場合には処理が終了する。
Subsequently, the
次に、本実施形態の作用効果について説明する。 Next, the action and effect of this embodiment will be described.
本実施形態に係る排気浄化装置20は、エンジン10から排出される排気ガスを浄化する排気浄化装置であって、排気ガスが流れる排気通路12に配設され、排気ガス中に含まれるNOxを酸化する前段酸化触媒22と、排気通路12における前段酸化触媒22よりも下流側に配設され、排気ガス中に含まれるNOxを還元する選択還元型触媒36と、前段酸化触媒22よりも下流側且つ選択還元型触媒36よりも上流側の排気通路12を流れる排気ガスに還元剤を噴射可能に構成されたインジェクタ30と、排気ガス中に含まれるNOxの濃度を検出するNOxセンサ28と、選択還元型触媒36でのNOx還元反応によるNOxの浄化率を推定する際に考慮される、前段酸化触媒22の反応速度を導出するECU44と、を備え、ECU44は、前段酸化触媒22が所定温度以上の排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度を推定し、推定した接触濃度に応じて第1パラメータを導出する第1処理と、選択還元型触媒36でのNOx還元反応によるNOxの浄化率の推定値と、NOxセンサ28における検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値との差に応じて第2パラメータを導出する第2処理と、温度に応じて導出されるベース反応速度を、第1パラメータ及び第2パラメータで補正することにより、最終的な反応速度を導出する第3処理と、を実行するように構成されている。
The
本実施形態に係る排気浄化装置20では、温度に応じて導出される前段酸化触媒22における反応速度について、第1パラメータ及び第2パラメータで補正されて、最終的な反応速度が導出されている。第1パラメータとは、前段酸化触媒22が所定温度以上の排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度に応じたパラメータである。前段酸化触媒22の酸化力は、生産直後の状態において最も高く、その後、高温の排気ガスとの接触濃度が上がるにつれて徐々に低くなる。このため、上述した接触濃度を考慮した第1パラメータによって反応速度が補正されることにより、前段酸化触媒22の酸化力の状態を考慮して、より高精度に反応速度を導出することができる。第2パラメータとは、NOxの浄化率の推定値と実測値との差に応じたパラメータである。上述した第1パラメータを考慮することにより、前段酸化触媒22の使用状態(どのぐらいの度合いで高温の排気ガスに接触しているか)に基づく酸化力の違いを考慮して反応速度を導出することができるが、前段酸化触媒22には個体差(酸化能力の個体差)があるため、第1パラメータによる補正のみで反応速度の精度を上げることには限界がある。この点、前段酸化触媒22の反応速度を考慮して導出されるNOxの浄化率の推定値と実測値との差に応じたパラメータ(第2パラメータ)によって反応速度が補正されることにより、実際に測定された情報を考慮して、前段酸化触媒22の固有の酸化能力に応じた補正を行って、より高精度に反応速度を導出することができる。以上より、本実施形態に係る排気浄化装置20によれば、前段酸化触媒22における反応速度を高精度に導出し、NOxの浄化率の推定精度が悪化することによる誤制御の発生を防止することができる。なお、ここでの誤制御とは、例えばNOxの浄化率の推定精度が低い場合において、NOxの浄化率の実測値との乖離が大きくなり実測値が異常であると判定してしまい、装置が故障していると判断してしまうことや、インジェクタ30からの尿素水の噴射量を誤って変更してしまうこと等である。
In the exhaust
例えば、従来の排気浄化装置では、単に排気ガスの温度のみに応じて酸化触媒の反応速度を導出していた。この場合、酸化触媒の使用状態や個体差については考慮されていなかった。そのため、例えば酸化触媒の使用状態については一律にエージングされた状態であるとされ、排気ガスの温度の情報のみから反応速度が導出されていた。この場合には、例えば、生産された直後の酸化力が高い酸化触媒については、モデルにおいて計算される反応速度よりも反応速度が速くなり、モデルの計算値と実際とで乖離が生じていた。本実施形態に係る排気浄化装置20によれば、上述したような使用状態の違いも考慮しながら、高精度に前段酸化触媒22の反応速度を導出することができる。
For example, in the conventional exhaust purification device, the reaction rate of the oxidation catalyst is derived only according to the temperature of the exhaust gas. In this case, the usage state of the oxidation catalyst and individual differences were not taken into consideration. Therefore, for example, the state of use of the oxidation catalyst is considered to be a uniformly aged state, and the reaction rate is derived only from the information on the temperature of the exhaust gas. In this case, for example, for an oxidation catalyst having a high oxidizing power immediately after production, the reaction rate is faster than the reaction rate calculated in the model, and there is a discrepancy between the calculated value of the model and the actual value. According to the exhaust
ECU44は、エンジン10の運転時間に基づいて、接触濃度を推定してもよい。これにより、簡易に接触濃度を推定することができる。
The
ECU44は、前段酸化触媒22を通過した累積の排気ガスの流量に基づいて、接触濃度を推定してもよい。これにより、単にエンジン10の運転時間から接触濃度を推定する場合と比較して、より高精度に接触濃度を推定することができる。
The
ECU44は、前段酸化触媒22を通過した累積の排気ガスの流量及び排気ガスの温度から導出される排気ガスのエネルギー流量に基づいて、接触濃度を推定してもよい。このように、排気ガスの流量だけでなく温度を考慮することによって、より高精度に接触濃度を推定することができる。
The
10…エンジン、12…排気通路、20…排気浄化装置、22…前段酸化触媒(酸化触媒)、28…NOxセンサ、30…インジェクタ(還元剤噴射装置)、36…選択還元型触媒(還元触媒)、44…ECU(制御部)。 10 ... Engine, 12 ... Exhaust passage, 20 ... Exhaust purification device, 22 ... Pre-stage oxidation catalyst (oxidation catalyst), 28 ... NOx sensor, 30 ... Injector (reducing agent injection device), 36 ... Selective reduction catalyst (reduction catalyst) , 44 ... ECU (control unit).
Claims (4)
前記排気ガスが流れる排気通路に配設され、前記排気ガス中に含まれるNOxを酸化する酸化触媒と、
前記排気通路における前記酸化触媒よりも下流側に配設され、前記排気ガス中に含まれるNOxを還元する還元触媒と、
前記酸化触媒よりも下流側且つ前記還元触媒よりも上流側の前記排気通路を流れる前記排気ガスに還元剤を噴射可能に構成された還元剤噴射装置と、
前記排気ガス中に含まれるNOxの濃度を検出するNOxセンサと、
前記還元触媒でのNOx還元反応によるNOxの浄化率を推定する際に考慮される、前記酸化触媒の反応速度を導出する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記酸化触媒が所定温度以上の前記排気ガスに接触していた度合いを示す接触濃度を推定し、推定した接触濃度に応じて第1パラメータを導出する第1処理と、
前記還元触媒でのNOx還元反応によるNOxの浄化率の推定値と、前記NOxセンサにおける検出結果に基づくNOxの浄化率の実測値との差に応じて第2パラメータを導出する第2処理と、
温度に応じて導出される反応速度を、前記第1パラメータ及び前記第2パラメータで補正することにより、最終的な反応速度を導出する第3処理と、を実行するように構成されている、排気浄化装置。 An exhaust purification device that purifies the exhaust gas emitted from the engine.
An oxidation catalyst that is disposed in the exhaust passage through which the exhaust gas flows and oxidizes NOx contained in the exhaust gas, and
A reduction catalyst arranged downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage and reducing NOx contained in the exhaust gas, and a reduction catalyst.
A reducing agent injection device configured to be able to inject a reducing agent into the exhaust gas flowing through the exhaust passage on the downstream side of the oxidation catalyst and on the upstream side of the reduction catalyst.
A NOx sensor that detects the concentration of NOx contained in the exhaust gas, and
A control unit for deriving the reaction rate of the oxidation catalyst, which is considered when estimating the purification rate of NOx by the NOx reduction reaction in the reduction catalyst, is provided.
The control unit
The first process of estimating the contact concentration indicating the degree to which the oxidation catalyst is in contact with the exhaust gas at a predetermined temperature or higher and deriving the first parameter according to the estimated contact concentration.
A second process for deriving a second parameter according to the difference between the estimated value of the NOx purification rate due to the NOx reduction reaction in the reduction catalyst and the measured value of the NOx purification rate based on the detection result of the NOx sensor.
Exhaust gas is configured to perform a third process of deriving the final reaction rate by correcting the reaction rate derived according to the temperature with the first parameter and the second parameter. Purification device.
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