JP4645471B2 - Sulfur poisoning recovery control device - Google Patents

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JP4645471B2 JP2006044008A JP2006044008A JP4645471B2 JP 4645471 B2 JP4645471 B2 JP 4645471B2 JP 2006044008 A JP2006044008 A JP 2006044008A JP 2006044008 A JP2006044008 A JP 2006044008A JP 4645471 B2 JP4645471 B2 JP 4645471B2
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Description

本発明は、硫黄被毒回復制御装置に関する。   The present invention relates to a sulfur poisoning recovery control device.

内燃機関の排気通路に吸蔵還元型NOx触媒(以下、単にNOx触媒という。)を配置する技術が知られている。このNOx触媒は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中
のNOxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときに吸蔵し
ていたNOxを還元する。
A technique is known in which an NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as a NOx catalyst) is disposed in an exhaust passage of an internal combustion engine. This NOx catalyst occludes NOx in the exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reduces the NOx occluded when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas decreases and a reducing agent is present.

ところで、NOx触媒には燃料に含まれる硫黄成分もNOxと同じメカニズムで吸蔵される。このように吸蔵された硫黄成分はNOxよりも放出されにくく、NOx触媒内に蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒によりNOx触媒でのNOx浄化率が低下するため、適宜の時期に硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復処理を施す必要がある。この硫黄被毒回復処理は、NOx触媒を高温にし、且つ酸素濃度を低下させた排気をNOx触媒に流通させて行われる。   By the way, the NOx catalyst also stores the sulfur component contained in the fuel by the same mechanism as NOx. The sulfur component occluded in this way is less likely to be released than NOx and accumulates in the NOx catalyst. This is called sulfur poisoning. Since the NOx purification rate of the NOx catalyst is reduced by this sulfur poisoning, it is necessary to perform a sulfur poisoning recovery process for recovering from sulfur poisoning at an appropriate time. This sulfur poisoning recovery process is performed by causing the NOx catalyst to have a high temperature and exhaust gas with a reduced oxygen concentration to flow through the NOx catalyst.

そして、複数の燃料を混合して用いる内燃機関においても、排気中にNOxが含まれる
ため、排気通路に吸蔵還元型NOx触媒を備えることがある(例えば、特許文献1参照。
)。このような場合でも混合燃料の中に硫黄成分が含まれていると、吸蔵還元型NOx触
媒の硫黄被毒が発生する。
Even in an internal combustion engine that uses a mixture of a plurality of fuels, NOx is contained in the exhaust gas, so an exhaust reduction NOx catalyst may be provided in the exhaust passage (see, for example, Patent Document 1).
). Even in such a case, if the mixed fuel contains a sulfur component, sulfur poisoning of the NOx storage reduction catalyst occurs.

ところで、複数の燃料を混合して用いる内燃機関においては、燃料の混合割合により燃焼状態が変わるので、燃料の混合割合に応じて点火時期等を変えることがある。これにより、排気の温度が変化する。   By the way, in an internal combustion engine that uses a mixture of a plurality of fuels, the combustion state changes depending on the fuel mixing ratio, so the ignition timing or the like may change depending on the fuel mixing ratio. Thereby, the temperature of the exhaust gas changes.

ここで、硫黄被毒回復処理を行なうときには、NOx触媒の温度を高温にしなければな
らないが、内燃機関の運転状態によってはNOx触媒が高温にならない。そのため、硫黄
被毒回復処理は、NOx触媒を高温にし得る所定の運転状態のときに行なわれる。しかし
、NOx触媒を高温にし得る運転状態とならなければ、硫黄被毒回復処理を行なうことが
できないので、この状態が長く続くとNOx触媒でのNOx浄化率が低下するおそれがある。
特許第2692311号公報 特開平3−124965号公報
Here, when performing the sulfur poisoning recovery process, the temperature of the NOx catalyst must be raised, but the NOx catalyst does not become hot depending on the operating state of the internal combustion engine. Therefore, the sulfur poisoning recovery process is performed in a predetermined operating state in which the NOx catalyst can be brought to a high temperature. However, since the sulfur poisoning recovery process cannot be performed unless the operating state is capable of raising the temperature of the NOx catalyst, the NOx purification rate of the NOx catalyst may decrease if this state continues for a long time.
Japanese Patent No. 2692311 JP-A-3-124965

そして、複数の燃料を混合して用いる場合には、燃料の混合割合により排気の温度が変わるので、NOx触媒を高温にし得る運転状態も変わることがある。これに対し、可及的
に広い運転範囲で硫黄被毒回復を行なうことができれば、NOxの浄化率を向上させるこ
とができる。
When a plurality of fuels are mixed and used, the temperature of the exhaust gas changes depending on the mixing ratio of the fuel, so that the operating state in which the NOx catalyst can be heated may change. On the other hand, if the sulfur poisoning recovery can be performed in the widest possible operating range, the NOx purification rate can be improved.

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、硫黄被毒回復制御装置において、より広い運転領域で硫黄被毒回復処理を行なうことができる技術を提供することを目的とする。   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 performing sulfur poisoning recovery processing in a wider operation region in the sulfur poisoning recovery control device. To do.

上記課題を達成するために本発明による硫黄被毒回復制御装置は、以下の手段を採用し
た。すなわち、本発明による硫黄被毒回復制御装置は、
複数の燃料を混合して用いる内燃機関の排気通路に備わる吸蔵還元型NOx触媒の硫黄
被毒量が所定量以上となったときに硫黄被毒回復処理を行なう硫黄被毒回復制御装置であって、
前記内燃機関に供給される燃料中の所定の種類の燃料の濃度を検出する燃料濃度検出手段と、
前記燃料濃度検出手段により検出される濃度に基づいて、前記硫黄被毒回復処理を行う運転領域を決定する硫黄被毒回復領域決定手段と、
を具備することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the sulfur poisoning recovery control apparatus according to the present invention employs the following means. That is, the sulfur poisoning recovery control device according to the present invention is:
A sulfur poisoning recovery control device for performing sulfur poisoning recovery processing when the sulfur poisoning amount of an NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine using a mixture of a plurality of fuels exceeds a predetermined amount. ,
Fuel concentration detecting means for detecting the concentration of a predetermined type of fuel in the fuel supplied to the internal combustion engine;
Based on the concentration detected by the fuel concentration detection means, sulfur poisoning recovery area determination means for determining an operation area in which the sulfur poisoning recovery processing is performed,
It is characterized by comprising.

前記内燃機関は、複数の燃料を混合したものを混合燃料として使用する。混合燃料中の夫々の燃料の燃焼速度、燃焼温度、または点火時期が異なることがある。したがって、燃料の混合割合により排気の温度が異なることがある。そうすると、吸蔵還元型NOx触媒
の温度を硫黄被毒の回復に必要となる温度まで上昇可能な運転状態は、燃料の混合割合により異なることとなる。
The internal combustion engine uses a mixture of a plurality of fuels as a mixed fuel. The burning speed, burning temperature, or ignition timing of each fuel in the mixed fuel may be different. Therefore, the exhaust temperature may vary depending on the fuel mixing ratio. Then, the operating state in which the temperature of the NOx storage reduction catalyst can be raised to the temperature required for recovery of sulfur poisoning varies depending on the fuel mixing ratio.

そのため、硫黄被毒回復領域決定手段は、燃料濃度検出手段より検出される濃度に基づいて硫黄被毒回復処理を行なう運転領域を決定する。ここで運転領域は、例えば機関回転数および機関負荷に基づいて分けられる。そして、排気温度が高くなる燃料の割合が多いほど、より低回転または低負荷で硫黄被毒回復処理を行なうことができる。これにより、硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運転領域が広がるので、硫黄被毒回復処理を行なうことができないことに起因するNOxの浄化率の低下を抑制することができる。   Therefore, the sulfur poisoning recovery area determining means determines an operation area in which the sulfur poisoning recovery process is performed based on the concentration detected by the fuel concentration detecting means. Here, the operation region is divided based on, for example, the engine speed and the engine load. The sulfur poisoning recovery process can be performed at a lower speed or a lower load as the ratio of the fuel that increases the exhaust temperature increases. As a result, the operating range in which the sulfur poisoning recovery process can be performed is widened, so that it is possible to suppress a reduction in the NOx purification rate resulting from the inability to perform the sulfur poisoning recovery process.

また、本発明においては、前記内燃機関は、少なくともアルコールを含む複数の燃料を混合して用い、
前記燃料濃度検出手段は、前記内燃機関に供給される燃料中のアルコールの濃度を検出し、
前記硫黄被毒回復領域決定手段は、前記燃料濃度検出手段により検出されるアルコールの濃度が高いほど、前記硫黄被毒回復処理を行う運転領域を内燃機関の低回転側または低負荷側に広げることができる。
In the present invention, the internal combustion engine uses a mixture of a plurality of fuels including at least alcohol,
The fuel concentration detection means detects the concentration of alcohol in the fuel supplied to the internal combustion engine,
The sulfur poisoning recovery region determining means extends the operating region in which the sulfur poisoning recovery processing is performed to a low rotation side or a low load side of the internal combustion engine as the alcohol concentration detected by the fuel concentration detecting means is higher. Can do.

アルコールはガソリン等と比較して燃焼速度が速いため、一般に、アルコール濃度が高いほど点火時期は遅角される。これにより、内燃機関で同じトルクを発生させる場合には、アルコール濃度が高いほど排気の温度が高くなる。したがって、アルコール濃度が高いほど、より低回転または低負荷で硫黄被毒回復処理が可能となる。   Since alcohol burns faster than gasoline or the like, the ignition timing is generally retarded as the alcohol concentration increases. Thus, when the same torque is generated in the internal combustion engine, the temperature of the exhaust becomes higher as the alcohol concentration is higher. Therefore, as the alcohol concentration is higher, the sulfur poisoning recovery process can be performed at a lower rotation or load.

また、アルコール濃度が高くなるほど、ノッキングの発生が抑制されるため、高負荷での運転が可能となる。そして、高負荷での運転が可能となった領域では硫黄被毒回復処理を行なうこともできる。すなわち、アルコール濃度が高くなるほど、より高負荷でも硫黄被毒回復処理が可能となる。   Moreover, since the occurrence of knocking is suppressed as the alcohol concentration increases, operation with a high load becomes possible. And in the area | region where the driving | operation with high load was attained, sulfur poisoning recovery processing can also be performed. That is, as the alcohol concentration increases, the sulfur poisoning recovery process can be performed even at a higher load.

本発明によれば、より広い運転領域で硫黄被毒回復処理を行なうことができる。これにより、硫黄被毒回復処理を行なう機会を多くすることができるので、NOxの浄化率を向
上させることができる。
According to the present invention, the sulfur poisoning recovery process can be performed in a wider operating range. Thereby, since the opportunity to perform sulfur poisoning recovery processing can be increased, the NOx purification rate can be improved.

以下、本発明に係る硫黄被毒回復制御装置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 the sulfur poisoning recovery control apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本実施例に係る硫黄被毒回復制御装置を適用する内燃機関1、並びにその吸気系および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、水冷式の4サイクルエンジンである。内燃機関1は、ガソリンおよびアルコールを任意の割合で混合した混合燃料を用いることができる。また、内燃機関1は、均質リーンまたは成層リーンで燃焼可能である。   FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine 1 to which a sulfur poisoning recovery control apparatus according to the present embodiment is applied, and an intake system and an exhaust system thereof. An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is a water-cooled four-cycle engine. The internal combustion engine 1 can use a mixed fuel in which gasoline and alcohol are mixed at an arbitrary ratio. The internal combustion engine 1 can be burned in a homogeneous lean or stratified lean.

内燃機関1には、燃焼室2へ通じる吸気通路3が接続されている。この吸気通路3の途中には、内燃機関1の吸入空気量を測定するエアフローメータ4が取り付けられている。また、エアフローメータ4よりも内燃機関1側の吸気通路3には、スロットル5が設けられている。このスロットル5には、該スロットル5の開度に応じた信号を出力するスロットル開度センサ51が取り付けられている。このスロットル開度センサ51の出力信号により内燃機関1の負荷を検出することができる。そして、エアフローメータ4またはスロットル開度センサ51の出力信号に基づいて内燃機関1に供給する燃料量が算出される。   An intake passage 3 that leads to the combustion chamber 2 is connected to the internal combustion engine 1. An air flow meter 4 for measuring the intake air amount of the internal combustion engine 1 is attached in the middle of the intake passage 3. A throttle 5 is provided in the intake passage 3 closer to the internal combustion engine 1 than the air flow meter 4. A throttle opening sensor 51 that outputs a signal corresponding to the opening of the throttle 5 is attached to the throttle 5. The load on the internal combustion engine 1 can be detected from the output signal of the throttle opening sensor 51. Then, the amount of fuel supplied to the internal combustion engine 1 is calculated based on the output signal from the air flow meter 4 or the throttle opening sensor 51.

スロットル5よりも内燃機関1側の吸気通路3には、該吸気通路3内に燃料を噴射する燃料噴射弁6が取り付けられている。燃料噴射弁6には、燃料供給管61が接続され該燃料供給管61内には燃料が流れている。また、燃料供給管61には、該燃料供給管61内を流れる燃料のアルコール濃度を検出するアルコール濃度センサ62が取り付けられている。なお、本実施例ではアルコール濃度センサ62が、本発明における燃料濃度検出手段に相当する。   A fuel injection valve 6 that injects fuel into the intake passage 3 is attached to the intake passage 3 closer to the internal combustion engine 1 than the throttle 5. A fuel supply pipe 61 is connected to the fuel injection valve 6, and fuel flows in the fuel supply pipe 61. Further, an alcohol concentration sensor 62 for detecting the alcohol concentration of the fuel flowing through the fuel supply pipe 61 is attached to the fuel supply pipe 61. In this embodiment, the alcohol concentration sensor 62 corresponds to the fuel concentration detecting means in the present invention.

一方、内燃機関1には、燃焼室2へ通じる排気通路7が接続されている。排気通路7の途中には、吸蔵還元型NOx触媒(以下、単にNOx触媒という。)8が設けられている。NOx触媒8は、流入する排気の酸素濃度が高いときに排気中のNOxを吸蔵し、流入する排気の酸素濃度が低下し且つ還元剤が存在するときに吸蔵していたNOxを還元する機能
を有する。このNOx触媒8よりも上流の排気通路7には、該排気通路7を流通する排気
の空燃比に対応した電気信号を出力する空燃比センサ9が取り付けられている。
On the other hand, an exhaust passage 7 leading to the combustion chamber 2 is connected to the internal combustion engine 1. An occlusion reduction type NOx catalyst (hereinafter simply referred to as NOx catalyst) 8 is provided in the middle of the exhaust passage 7. The NOx catalyst 8 has a function of storing NOx in exhaust when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is high, and reducing NOx stored when the oxygen concentration of the inflowing exhaust gas is reduced and a reducing agent is present. Have. An air-fuel ratio sensor 9 that outputs an electric signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 7 is attached to the exhaust passage 7 upstream of the NOx catalyst 8.

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。ECU10には前記センサの他、機関回転数に応じた信号を出力するクランクポジションセンサ11が電気配線を介して接続され、これらセンサの出力信号が入力されるようになっている。一方、ECU10には、燃料噴射弁6が電気配線を介して接続され、この燃料噴射弁6はECU10により制御される。   The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an ECU 10 that is an electronic control unit for controlling the internal combustion engine 1. The ECU 10 controls the operation state of the internal combustion engine 1 according to the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the request of the driver. In addition to the above sensors, the ECU 10 is connected to a crank position sensor 11 that outputs a signal corresponding to the engine speed via electric wiring, and the output signals of these sensors are input. On the other hand, the fuel injection valve 6 is connected to the ECU 10 through electric wiring, and the fuel injection valve 6 is controlled by the ECU 10.

ところで、NOx触媒8にはガソリンに含まれる硫黄成分がNOxと同じメカニズムで吸蔵される。このように吸蔵された硫黄成分はNOxよりも放出されにくく、NOx触媒8内に蓄積される。これを硫黄被毒という。この硫黄被毒によりNOx触媒8におけるNOx浄化率が低下するため、適宜の時期に硫黄被毒から回復させる硫黄被毒回復処理を施す必要がある。この硫黄被毒回復処理は、NOx触媒8を高温にし、且つ酸素濃度を低下させた
排気をNOx触媒8に流通させて行われる。そして、硫黄被毒回復処理では、ECU10
は、NOx触媒8に流入する排気の空燃比を一時的に所定の目標リッチ空燃比とする。そ
して、NOx触媒8の温度の上昇とともに該NOx触媒8から硫黄成分が放出される。これにより、NOx触媒8の硫黄被毒を回復することが可能となる。
By the way, the NOx catalyst 8 stores the sulfur component contained in gasoline by the same mechanism as NOx. The sulfur component occluded in this manner is less likely to be released than NOx and is accumulated in the NOx catalyst 8. This is called sulfur poisoning. Since the NOx purification rate in the NOx catalyst 8 is reduced by this sulfur poisoning, it is necessary to perform a sulfur poisoning recovery process for recovering from sulfur poisoning at an appropriate time. This sulfur poisoning recovery process is performed by causing the NOx catalyst 8 to have a high temperature and the exhaust gas with a reduced oxygen concentration to flow through the NOx catalyst 8. In the sulfur poisoning recovery process, the ECU 10
The air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 8 is temporarily set to a predetermined target rich air-fuel ratio. The sulfur component is released from the NOx catalyst 8 as the temperature of the NOx catalyst 8 rises. Thereby, it becomes possible to recover the sulfur poisoning of the NOx catalyst 8.

ここで、混合燃料中のアルコールの濃度が高くなるほど、燃焼速度が速くなるために点火時期が遅角されるので、排気の温度が高くなる。そのため、より低回転または低負荷で硫黄被毒回復処理が可能となる。また、アルコール濃度が高くなるほどノッキングの発生
が抑制されるので、内燃機関1は、より高負荷で運転することが可能となる。そのため、より高負荷で硫黄被毒回復処理が可能となる。これらの関係を図2に示す。
Here, the higher the concentration of alcohol in the mixed fuel, the higher the combustion speed, and therefore the ignition timing is retarded, so the temperature of the exhaust becomes higher. Therefore, the sulfur poisoning recovery process can be performed at a lower rotation or a lower load. Further, since the occurrence of knocking is suppressed as the alcohol concentration increases, the internal combustion engine 1 can be operated at a higher load. Therefore, the sulfur poisoning recovery process can be performed with a higher load. These relationships are shown in FIG.

図2は、機関回転数と機関負荷とアルコール濃度毎の硫黄被毒回復処理が可能な運転領域との関係を示した図である。実線(1)および(11)はアルコール濃度が0%のとき、すなわちガソリンのみのときを示し、一点鎖線(2)および(12)はアルコール濃度が50%のときを示し、破線(3)および(13)はアルコール濃度が100%のときを夫々示している。また、上に凸の線(1)、(2)および(3)は、夫々の機関回転数での最高負荷を示し、下に凸の線(11)、(12)および(13)は夫々の機関回転数で硫黄被毒回復処理を行なうことができる機関負荷の下限を示している。   FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the engine speed, the engine load, and the operation region in which the sulfur poisoning recovery process can be performed for each alcohol concentration. Solid lines (1) and (11) indicate when the alcohol concentration is 0%, that is, gasoline only, alternate long and short dash lines (2) and (12) indicate when the alcohol concentration is 50%, and dashed lines (3) and (11) (13) indicates when the alcohol concentration is 100%. Also, the upwardly convex lines (1), (2) and (3) indicate the maximum loads at the respective engine speeds, and the downwardly convex lines (11), (12) and (13) are respectively The lower limit of the engine load at which the sulfur poisoning recovery process can be performed at the engine speed is shown.

すなわち、アルコール濃度が0%のときに硫黄被毒回復処理が可能な運転領域は、線(1)よりも負荷が低い側で且つ線(11)よりも負荷が高い側、すなわち斜線で占められる領域である。また、アルコール濃度が50%のときに硫黄被毒回復処理が可能な運転領域は、線(2)よりも負荷が低い側で且つ線(12)よりも負荷が高い側である。さらに、アルコール濃度が100%のときに硫黄被毒回復処理が可能な運転領域は、線(3)よりも負荷が低い側で且つ線(13)よりも負荷が高い側である。   That is, when the alcohol concentration is 0%, the operation region in which the sulfur poisoning recovery process is possible is occupied by the side having a lower load than the line (1) and the side having a higher load than the line (11), that is, an oblique line. It is an area. In addition, the operation region in which the sulfur poisoning recovery process is possible when the alcohol concentration is 50% is a side where the load is lower than the line (2) and a side where the load is higher than the line (12). Furthermore, the operation region in which the sulfur poisoning recovery process is possible when the alcohol concentration is 100% is a side where the load is lower than the line (3) and a side where the load is higher than the line (13).

このように、アルコール濃度が高いほど被毒回復処理が可能な運転領域が広くなる。なお、図2における機関負荷は、燃料噴射量としてもよい。   Thus, the higher the alcohol concentration, the wider the operating range in which the poisoning recovery process can be performed. The engine load in FIG. 2 may be a fuel injection amount.

そこで、本実施例では、混合燃料中のアルコール濃度に応じて、NOx触媒8の硫黄被
毒回復処理を行なう運転領域を変更する。
Therefore, in this embodiment, the operation region where the sulfur poisoning recovery process of the NOx catalyst 8 is performed is changed according to the alcohol concentration in the mixed fuel.

次に、本実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローについて説明する。図3は、本実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。本ルーチンは、所定の時間毎に繰り返し実行される。   Next, the flow of the sulfur poisoning recovery process according to the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing a flow of the sulfur poisoning recovery process according to the present embodiment. This routine is repeatedly executed every predetermined time.

ステップS101では、アルコール濃度が読み込まれる。本ステップでは、燃料のアルコール濃度がアルコール濃度センサ62により検出され、その値がECU10に記憶される。なお、アルコール濃度センサ62を用いずに、空燃比センサ9により検出される空燃比に基づいた燃料供給量のフィードバック制御時のフィードバック値からアルコール濃度を推定してもよい。   In step S101, the alcohol concentration is read. In this step, the alcohol concentration of the fuel is detected by the alcohol concentration sensor 62, and the value is stored in the ECU 10. Instead of using the alcohol concentration sensor 62, the alcohol concentration may be estimated from a feedback value at the time of feedback control of the fuel supply amount based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio sensor 9.

ステップS102では、アルコール濃度に基づいて硫黄被毒量が積算される。硫黄被毒量は、ガソリン100%の燃料を供給した場合を基準とし、アルコール濃度に応じた補正を行なうことで求められる。積算値S(n+1)の算出式は以下のようになる。   In step S102, the sulfur poisoning amount is integrated based on the alcohol concentration. The sulfur poisoning amount is obtained by performing correction according to the alcohol concentration with reference to the case where fuel of 100% gasoline is supplied. The formula for calculating the integrated value S (n + 1) is as follows.

S(n+1)=F×R×T×K×KAL+S(n)   S (n + 1) = F × R × T × K × KAL + S (n)

ただし、Fは内燃機関1の1回転当たり燃料噴射量、Rは単位時間当たりの機関回転数、Tは前回積算時から今回積算時までの経過時間、Kは係数、KALはアルコール濃度係数、S(n)は前回の処理時に求められた硫黄被毒量の積算値である。またアルコール濃度係数KALは、アルコール濃度に応じて硫黄被毒量を補正する値である。アルコールには硫黄成分が含まれないことから、アルコール濃度係数KALは次式により求まる。   Where F is the fuel injection amount per revolution of the internal combustion engine 1, R is the engine speed per unit time, T is the elapsed time from the previous integration time to the current integration time, K is a coefficient, KAL is the alcohol concentration coefficient, S (N) is an integrated value of the sulfur poisoning amount obtained during the previous treatment. The alcohol concentration coefficient KAL is a value for correcting the sulfur poisoning amount in accordance with the alcohol concentration. Since alcohol does not contain a sulfur component, the alcohol concentration coefficient KAL is obtained by the following equation.

KAL=(100−AL)/100   KAL = (100-AL) / 100

ただし、ALはアルコール濃度(%)である。   However, AL is alcohol concentration (%).

燃料噴射量Fは、ECU10が燃料噴射弁6を開弁させるための指令値から求めることができる。また、エアフローメータ4により得られる吸入空気量またはスロットル開度センサ51により得られるスロットル開度に基づいて燃料噴射量Fを求めてもよい。機関回転数Rはクランクポジションセンサ11から求めることができる。経過時間Tは前回のフローが実行されてから今回のフローが実行されるまでの時間を積算して求めることができる。係数Kは例えばガソリン中の硫黄成分の濃度(%)であり、予め実験等により求めておく。また、他の補正が必要な場合にも、係数Kにより補正を行うようにする。   The fuel injection amount F can be obtained from a command value for the ECU 10 to open the fuel injection valve 6. Further, the fuel injection amount F may be obtained based on the intake air amount obtained by the air flow meter 4 or the throttle opening obtained by the throttle opening sensor 51. The engine speed R can be obtained from the crank position sensor 11. The elapsed time T can be obtained by integrating the time from when the previous flow is executed until the current flow is executed. The coefficient K is, for example, the concentration (%) of the sulfur component in gasoline, and is obtained in advance by experiments or the like. Further, when other correction is necessary, the correction is performed by the coefficient K.

このように、硫黄被毒量を積算することにより、NOx触媒8に吸蔵されている硫黄成
分の量を求めることができる。
Thus, by integrating the sulfur poisoning amount, the amount of the sulfur component stored in the NOx catalyst 8 can be obtained.

ステップS103では、硫黄被毒回復処理を行なわなくても硫黄被毒が回復される運転状態であるか否か判定される。すなわち、NOx触媒8の温度が硫黄被毒回復を行うこと
のできる温度まで上昇しており、且つ排気の空燃比がリッチであるか否か判定される。内燃機関1の運転状態によっては、硫黄被毒回復処理を行なわなくても硫黄被毒が回復されるため、このような場合には硫黄被毒回復処理を行なわない。これにより、燃費の悪化およびNOx触媒8の熱劣化を抑制することができる。ステップS103で肯定判定がなさ
れた場合にはステップS107へ進み、一方否定判定がなされた場合にはステップS104へ進む。
In step S103, it is determined whether or not the sulfur poisoning recovery operation state is performed without performing the sulfur poisoning recovery process. That is, it is determined whether or not the temperature of the NOx catalyst 8 has risen to a temperature at which sulfur poisoning recovery can be performed, and the exhaust air-fuel ratio is rich. Depending on the operating state of the internal combustion engine 1, sulfur poisoning is recovered without performing the sulfur poisoning recovery process. In such a case, the sulfur poisoning recovery process is not performed. Thereby, deterioration of fuel consumption and thermal deterioration of the NOx catalyst 8 can be suppressed. If an affirmative determination is made in step S103, the process proceeds to step S107, whereas if a negative determination is made, the process proceeds to step S104.

ステップS104では、硫黄被毒量の積算値S(n+1)が所定量以上であるか否か判定される。所定量は、硫黄被毒回復処理が必要な値として予め設定しておく。すなわち、本ステップでは、NOx触媒8の硫黄被毒の回復処理が必要となっているか否か判定され
る。ステップS104で肯定判定がなされた場合にはステップS105へ進み、一方否定判定がなされた場合には本ルーチンを一旦終了させる。
In step S104, it is determined whether or not the integrated value S (n + 1) of the sulfur poisoning amount is a predetermined amount or more. The predetermined amount is set in advance as a value that requires a sulfur poisoning recovery process. That is, in this step, it is determined whether the sulfur poisoning recovery process of the NOx catalyst 8 is necessary. If an affirmative determination is made in step S104, the process proceeds to step S105, whereas if a negative determination is made, this routine is temporarily terminated.

ステップS105では、燃料噴射量が閾値以上であるか否か判定される。本ステップでは、機関回転数、アルコール濃度、および燃料噴射量に基づいて硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運転領域であるか否か判定される。   In step S105, it is determined whether the fuel injection amount is equal to or greater than a threshold value. In this step, it is determined whether or not it is an operating region in which the sulfur poisoning recovery process can be performed based on the engine speed, the alcohol concentration, and the fuel injection amount.

図4は、機関回転数とアルコール濃度と燃料噴射量の閾値との関係を示した図である。   FIG. 4 is a diagram showing the relationship among the engine speed, the alcohol concentration, and the fuel injection amount threshold.

クランクポジションセンサ11により得られる機関回転数およびアルコール濃度センサ62により得られるアルコール濃度を図4に代入して、燃料噴射量(mm3/st)の閾
値を得る。この燃料噴射量の閾値とは、燃料噴射弁6から噴射される燃料量であって、硫黄被毒回復処理を行なうことが可能となる燃料噴射量の下限値である。この閾値よりも燃料噴射量が多ければ、硫黄被毒回復処理に必要な排気の温度となっており、硫黄被毒回復処理を行なうことができる。なお、硫黄被毒回復処理を行なうことができない運転領域では、燃料噴射量の閾値が有り得ない値(例えば1000)とされる。
The engine speed obtained by the crank position sensor 11 and the alcohol concentration obtained by the alcohol concentration sensor 62 are substituted into FIG. 4 to obtain a fuel injection amount (mm 3 / st) threshold value. The threshold value of the fuel injection amount is a fuel amount injected from the fuel injection valve 6 and is a lower limit value of the fuel injection amount that enables the sulfur poisoning recovery process. If the fuel injection amount is larger than this threshold, the exhaust gas temperature is required for the sulfur poisoning recovery process, and the sulfur poisoning recovery process can be performed. In the operation region where the sulfur poisoning recovery process cannot be performed, the threshold value of the fuel injection amount is set to a value (for example, 1000) that is not possible.

ところで、単位体積当たりのアルコールの発熱量はガソリンよりも小さいため、同じトルクを発生させようとした場合アルコール濃度が高くなるほど燃料噴射量を多くしなければならない。しかし図4では、理解しやすいようにアルコール濃度に応じた燃料噴射量の増量を考慮せずに概念的に示している。実際には、アルコール濃度に応じた燃料噴射量の補正が行われる。このようにアルコール濃度に応じた燃料噴射量の補正を行った後の閾値を図4のようにマップ化してもよい。   By the way, since the calorific value of alcohol per unit volume is smaller than that of gasoline, it is necessary to increase the fuel injection amount as the alcohol concentration increases when the same torque is to be generated. However, in FIG. 4, for easy understanding, it is conceptually shown without considering the increase in the fuel injection amount according to the alcohol concentration. Actually, the fuel injection amount is corrected according to the alcohol concentration. Thus, the threshold value after correcting the fuel injection amount in accordance with the alcohol concentration may be mapped as shown in FIG.

なお、本実施例ではステップS105の処理を行なうECU10が、本発明における硫黄被毒回復領域決定手段に相当する。   In this embodiment, the ECU 10 that performs the process of step S105 corresponds to the sulfur poisoning recovery region determination means in the present invention.

ステップS106では、硫黄被毒回復処理が実行される。硫黄被毒回復処理は、前記したようにNOx触媒8を高温にしつつ排気の空燃比をリッチとして行われる。   In step S106, a sulfur poisoning recovery process is executed. As described above, the sulfur poisoning recovery process is performed with the air-fuel ratio of the exhaust gas being rich while keeping the NOx catalyst 8 at a high temperature.

ステップS107では、硫黄被毒量の積算値S(n+1)が0とされる。また、硫黄被毒回復処理が途中で中止された場合には、回復した分だけ硫黄被毒量の積算値S(n+1)を減じてもよい。その後本ルーチンを一旦終了させる。   In step S107, the integrated value S (n + 1) of the sulfur poisoning amount is set to zero. Further, when the sulfur poisoning recovery process is stopped halfway, the integrated value S (n + 1) of the sulfur poisoning amount may be reduced by the amount recovered. Thereafter, this routine is temporarily terminated.

このようにして、混合燃料中のアルコール濃度が高いほど、硫黄被毒回復処理を行なう運転領域を広くすることができる。すなわち、ガソリンのみを供給した場合に硫黄被毒回復処理が可能な領域をそのまま適用するよりも、硫黄被毒回復処理を行なう機会を多くすることができるので、NOxの浄化率の低下を抑制することができる。また、給油により
混合燃料中のアルコール濃度が変わった場合でも、その都度、硫黄被毒回復処理を行なうことが可能な運転領域を求めることができる。なお、他の種類の燃料を混合する場合でも、図4に示したマップを同様にして求めておくことで、より広い運転領域で硫黄被毒回復処理を行なうことができる。
In this way, the higher the alcohol concentration in the mixed fuel, the wider the operating range in which the sulfur poisoning recovery process is performed. That is, when only gasoline is supplied, it is possible to increase the chances of performing the sulfur poisoning recovery process as compared with applying the region where the sulfur poisoning recovery process is possible as it is, so that the reduction in the NOx purification rate is suppressed. be able to. In addition, even when the alcohol concentration in the mixed fuel changes due to refueling, it is possible to obtain an operating region in which sulfur poisoning recovery processing can be performed each time. Even when other types of fuel are mixed, the sulfur poisoning recovery process can be performed in a wider operation region by obtaining the map shown in FIG. 4 in the same manner.

以上説明したように、本実施例によれば、NOx触媒8の硫黄被毒回復処理をより広い
運転領域で行うことができるので、NOxの浄化率を向上させることができる。
As described above, according to the present embodiment, the sulfur poisoning recovery process of the NOx catalyst 8 can be performed in a wider operation region, so that the NOx purification rate can be improved.

実施例に係る硫黄被毒回復制御装置を適用する内燃機関、並びにその吸気系および排気系の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the internal combustion engine to which the sulfur poisoning recovery control apparatus which concerns on an Example is applied, and its intake system and exhaust system. 機関回転数と機関負荷とアルコール濃度毎の硫黄被毒回復処理が可能な運転領域との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between the engine speed, an engine load, and the driving | operation area | region which can perform the sulfur poisoning recovery process for every alcohol concentration. 実施例に係る硫黄被毒回復処理のフローを示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the flow of the sulfur poisoning recovery process which concerns on an Example. 機関回転数とアルコール濃度と燃料噴射量の閾値との関係を示した図である。It is the figure which showed the relationship between an engine speed, alcohol concentration, and the threshold value of fuel injection amount.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 燃焼室
3 吸気通路
4 エアフローメータ
5 スロットル
6 燃料噴射弁
7 排気通路
8 吸蔵還元型NOx触媒
9 空燃比センサ
10 ECU
11 クランクポジションセンサ
51 スロットル開度センサ
61 燃料供給管
62 アルコール濃度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Combustion chamber 3 Intake passage 4 Air flow meter 5 Throttle 6 Fuel injection valve 7 Exhaust passage 8 Occlusion reduction type NOx catalyst 9 Air-fuel ratio sensor 10 ECU
11 Crank position sensor 51 Throttle opening sensor 61 Fuel supply pipe 62 Alcohol concentration sensor

Claims (2)

複数の燃料を混合して用いる内燃機関の排気通路に備わる吸蔵還元型NOx触媒の硫黄
被毒量が所定量以上となったときに硫黄被毒回復処理を行なう硫黄被毒回復制御装置であって、
前記内燃機関に供給される燃料中の所定の種類の燃料の濃度を検出する燃料濃度検出手段と、
前記燃料濃度検出手段により検出される濃度に基づいて、前記硫黄被毒回復処理を行う運転領域を決定する硫黄被毒回復領域決定手段と、
を具備することを特徴とする硫黄被毒回復制御装置。
A sulfur poisoning recovery control device for performing sulfur poisoning recovery processing when a sulfur poisoning amount of an NOx storage reduction catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine using a mixture of a plurality of fuels exceeds a predetermined amount. ,
Fuel concentration detecting means for detecting the concentration of a predetermined type of fuel in the fuel supplied to the internal combustion engine;
Based on the concentration detected by the fuel concentration detection means, sulfur poisoning recovery area determination means for determining an operation area in which the sulfur poisoning recovery processing is performed,
A sulfur poisoning recovery control device comprising:
前記内燃機関は、少なくともアルコールを含む複数の燃料を混合して用い、
前記燃料濃度検出手段は、前記内燃機関に供給される燃料中のアルコールの濃度を検出し、
前記硫黄被毒回復領域決定手段は、前記燃料濃度検出手段により検出されるアルコールの濃度が高いほど、前記硫黄被毒回復処理を行う運転領域を内燃機関の低回転側または低負荷側に広げることを特徴とする請求項1に記載の硫黄被毒回復制御装置。
The internal combustion engine uses a mixture of a plurality of fuels including at least alcohol,
The fuel concentration detection means detects the concentration of alcohol in the fuel supplied to the internal combustion engine,
The sulfur poisoning recovery region determining means extends the operating region in which the sulfur poisoning recovery processing is performed to a low rotation side or a low load side of the internal combustion engine as the alcohol concentration detected by the fuel concentration detecting means is higher. The sulfur poisoning recovery control device according to claim 1.
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