JP4432515B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
が知られている。
基づいて行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
空燃比を酸素センサや空燃比センサにより正確に検出することが求められる。しかし、上記理由によりNOx触媒の劣化判定を正確に行うことが困難な場合がある。
内燃機関の排気通路に設けられたNOx触媒と、
前記NOx触媒の排気に対する上流の排気通路を流通する排気の空燃比を検出する上流
側空燃比検出手段と、
前記上流側空燃比検出手段の上流側から該NOx触媒へ燃料を添加する燃料添加手段と
、
前記NOx触媒よりも上流の排気の空燃比をストイキよりもリッチである第1の所定空
燃比とすることを目標に前記燃料添加手段により燃料を添加して前記NOx触媒に吸蔵さ
れたNOxを還元するNOx還元手段と、
前記NOx還元手段によりNOxの還元を行う前に、前記上流側空燃比検出手段により検出される空燃比をストイキよりもリーンである第2の所定空燃比とすることを目標に前記燃料添加手段により燃料を添加する燃料供給量制御手段と、
前記燃料供給量制御手段により燃料が添加されているときの、前記上流側空燃比検出手段による検出値および第2の所定空燃比に基づいて前記燃料添加手段からの燃料添加量をフィードバック制御し、該フィードバック制御により燃料添加量の補正係数を算出して、該補正係数に基づいて前記第1の所定空燃比とするために必要な燃料添加量を決定し、前記NOx還元手段によるNOx還元時に供給する燃料量を補正する燃料添加量補正手段と、
を具備することを特徴とする。
第1の所定空燃比とするときの燃料添加量が補正されることにある。
定空燃比に精度良く合わせることができる。
還元する吸蔵還元型NOx触媒であり、前記第1の所定空燃比はストイキよりリッチ空燃
比であり、前記第2の所定空燃比はストイキよりリーン空燃比であり、前記NOx触媒の
排気に対する下流の排気通路を流通する排気の空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、前記NOx還元手段によりNOxを還元するときに前記下流側空燃比検出手段により検出される空燃比の変化から前記吸蔵還元型NOx触媒の劣化を判定する触媒劣化判定手段と
、をさらに備えることができる。
チ空燃比の排気を通過させると、該吸蔵還元型NOx触媒からNOxが放出される。したがって、第2の所定空燃比をストイキよりリッチ空燃比とすると、燃料の添加量の補正はできても、吸蔵還元型NOx触媒の劣化判定が困難となる。また、ストイキよりリッチ空燃
比となると、上流側空燃比検出手段がリーンずれを起こす虞がある。そのため、第2の所定空燃比はストイキよりリーン空燃比とすることが望ましい。
能を有する。
通路2を流通する排気の空燃比を検出する上流側空燃比センサ5が取り付けられている。一方、NOx触媒4よりも下流の排気通路2には、該排気通路2を流通する排気の温度を
検出する排気温度センサ6、及び該排気通路2を流通する排気の空燃比を検出する下流側空燃比センサ7が取り付けられている。排気温度センサ6によりNOx触媒4の温度を得
ることができる。
たる燃料(軽油)を添加する燃料添加弁8を備えている。ここで、燃料添加弁8は、後述するECU9からの信号により開弁して燃料を噴射する。燃料添加弁8から排気通路2内へ噴射された燃料は、排気通路2の上流から流れてきた排気の空燃比をリッチにすると共に、NOx触媒4に吸蔵されていたNOxを還元する。NOx還元時には、NOx触媒4に流入する排気の空燃比を比較的に短い周期でスパイク的(短時間)にリッチとする、所謂リッチスパイク制御を実行する。
Oxの吸蔵能力に顕著に現れる。そして、NOxの吸蔵能力が低下し、排気中のNOxの一
部が該NOx触媒4の下流へ流出することがある。これに対し、NOx触媒4のNOx吸蔵
能力の低下を、NOx触媒4前後の空燃比センサ5、7を用いて検出することができる。
これにより、劣化の度合いに応じた燃料の添加を行うことが可能となる。また、運転者等にNOx触媒4の交換を促すことも可能となる。
の排気を供給すると、該NOx触媒4に吸蔵されているNOx及び酸素が放出されるとともにNOxの還元が行われる。リッチスパイクによりリッチ空燃比の排気がNOx触媒4に流入すると、該NOx触媒4の上流側の空燃比すなわち上流側空燃比センサ5により検出さ
れる空燃比はリッチとなるが、NOx触媒4からNOx及び酸素が放出されている間は、NOx触媒4の下流の空燃比すなわち下流側空燃比センサ7により検出される空燃比は上流
側空燃比センサ5により検出される空燃比よりもリーンな空燃比となり、ストイキ近傍になることが知られている。そして、NOx及び酸素が放出された後、下流側空燃比センサ
7により検出される空燃比がリッチ空燃比に移行する。このように下流側空燃比センサ7によりストイキが検出され、リッチ空燃比に移行するまでの時間は、NOx触媒4に吸蔵
されているNOx及び酸素の量が多いほど長くなる。
実排気添加量=(触媒通過空気量/上流側空燃比)−筒内噴射量
エアフローメータ11から得られる吸入空気量とほとんど変わらないのでこの吸入空気量を用いる。また、筒内噴射量は、ステップS109で算出された筒内噴射量である。
F/B係数=係数D×(実排気添加量−前回F/B係数×指令排気添加量)
111の処理がなされたときに算出されたF/B係数である。指令排気添加量は、ECU9が燃料添加弁8を開弁させる信号から算出される。ここでいう指令排気添加量は、上流側空燃比を第2の所定空燃比とするための燃料添加量である。
指令排気添加量=(触媒通過空気量/第1の所定空燃比)−筒内噴射量
エアフローメータ11から得られる吸入空気量とほとんど変わらないのでこの吸入空気量を用いる。第1の所定空燃比は、NOxの還元を行うときに併せて触媒劣化判定を行うた
めの目標となるリッチ空燃比である。筒内噴射量は、ステップS113で算出された筒内噴射量である。
できる。これにより、NOx触媒4のNOx還元時に上流側空燃比センサ5を用いなくともNOx触媒4に流入する排気の空燃比を第1の所定空燃比に精度良く合わせることができ
、触媒劣化判定を精度良く行うことができる。
黄被毒を回復するときにも、一旦第2の所定空燃比として燃料添加量の補正を行うことができる。
へ燃料を供給しているが、これに代えて、内燃機関1の膨張行程や排気行程において燃料噴射弁12から燃料を噴射させてNOx触媒4へ燃料を供給するようにしても良い。
筒内噴射量補正係数=係数E×(筒内実噴射量−筒内噴射量指令値)
実排気添加量=(触媒通過空気量/上流側空燃比)−筒内噴射量
エアフローメータ11から得られる吸入空気量とほとんど変わらないのでこの吸入空気量を用いる。また、筒内噴射量は、ステップS401で算出された筒内噴射量である。
F/B係数=係数F×(実排気添加量−前回F/B係数×指令排気添加量)
気添加量を次式により算出する。
指令排気添加量=(触媒通過空気量/第1の所定空燃比)−筒内噴射量
エアフローメータ11から得られる吸入空気量とほとんど変わらないのでこの吸入空気量を用いる。第1の所定空燃比は、NOxの還元を行うときに併せて触媒劣化判定を行うた
めの目標となるリッチ空燃比である。筒内噴射量は、ステップS501で算出された筒内噴射量である。
る。これにより、NOx触媒4のNOx還元時に、上流側空燃比センサ5を用いなくともNOx触媒4に流入する排気の空燃比を第1の所定空燃比とすることができ、触媒劣化判定
を精度良く行うことができる。
2 排気通路
3 酸化触媒
4 NOx触媒
5 上流側空燃比センサ
6 排気温度センサ
7 下流側空燃比センサ
8 燃料添加弁
9 ECU
10 吸気通路
11 エアフローメータ
12 燃料噴射弁
Claims (4)
- 内燃機関の排気通路に設けられたNOx触媒と、
前記NOx触媒の排気に対する上流の排気通路を流通する排気の空燃比を検出する上流
側空燃比検出手段と、
前記上流側空燃比検出手段の上流側から該NOx触媒へ燃料を添加する燃料添加手段と
、
前記NOx触媒よりも上流の排気の空燃比をストイキよりもリッチである第1の所定空
燃比とすることを目標に前記燃料添加手段により燃料を添加して前記NOx触媒に吸蔵さ
れたNOxを還元するNOx還元手段と、
前記NOx還元手段によりNOxの還元を行う前に、前記上流側空燃比検出手段により検出される空燃比をストイキよりもリーンである第2の所定空燃比とすることを目標に前記燃料添加手段により燃料を添加する燃料供給量制御手段と、
前記燃料供給量制御手段により燃料が添加されているときの、前記上流側空燃比検出手段による検出値および第2の所定空燃比に基づいて前記燃料添加手段からの燃料添加量をフィードバック制御し、該フィードバック制御により燃料添加量の補正係数を算出して、該補正係数に基づいて前記第1の所定空燃比とするために必要な燃料添加量を決定し、前記NOx還元手段によるNOx還元時に供給する燃料量を補正する燃料添加量補正手段と、
を具備することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記NOx触媒は酸化雰囲気でNOxを吸蔵し還元雰囲気でNOxを還元する吸蔵還元型
NOx触媒であり、前記NOx触媒の排気に対する下流の排気通路を流通する排気の空燃比を検出する下流側空燃比検出手段と、前記NOx還元手段によりNOxを還元するときに前記下流側空燃比検出手段により検出される空燃比の変化から前記吸蔵還元型NOx触媒の
劣化を判定する触媒劣化判定手段と、をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記燃料添加手段による燃料の添加が行われていないときの前記上流側空燃比検出手段若しくは前記下流側空燃比検出手段の少なくとも一方の検出結果に基づいて前記内燃機関の気筒内に供給される燃料量を補正する気筒内供給燃料量補正手段をさらに備え、前記燃料添加量補正手段は、前記気筒内供給燃料量補正手段による補正が行われた後に燃料量を補正することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 前記第2の所定空燃比は空燃比18から20の間の値であることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の内燃機関の排気浄化装置。
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