JP6003600B2 - 内燃機関の制御装置 - Google Patents
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Description
内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を窒素に還元するNOx触媒と、
前記排気通路の前記NOx触媒よりも上流側から尿素水を添加する尿素水添加手段と、
前記排気通路の前記NOx触媒よりも下流側に設けられ、素子部と該素子部を加熱する加熱手段とを備え、排気中の特定成分を検出する排気センサと、
前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合、前記加熱手段による前記素子部の加熱前に、前記排気センサの設置箇所を流れる排気温度を上昇させる加熱前排気温度上昇制御手段と、
前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合であっても、前記NOx触媒に吸着したアンモニア量が前記NOx触媒でのNOx浄化率を一定に保つ特定量以上のときには、前記排気センサの活性化が完了するまで前記尿素水添加手段からの尿素水添加の許可を取り消す添加許可取り消し手段と、
を備えることを特徴とする。
前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合、前記加熱手段による前記素子部の加熱前に、前記排気センサ設置箇所を流れる排気量を増加させる加熱前排気量増加制御手段を更に備えることを特徴とする。
前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合であって、前記アンモニア量が前記特定量未満のときには、前記尿素水添加手段からの尿素水添加量を最大量に設定する添加量設定手段を更に備えることを特徴とする。
[実施の形態1の構成の説明]
先ず、図1乃至図4を参照しながら、本発明の実施の形態1について説明する。図1は、実施の形態1におけるシステム構成図である。図1に示す内燃機関10は、車両等に搭載される直列4気筒エンジンであるが、気筒数およびその配置はこれに限定されない。
ECU30が行う制御のひとつに、NOxセンサ22,24の内蔵ヒータに対する通電開始時期を制御するヒータ通電制御がある。ヒータ通電制御は、排気通路12で生じた凝結水がNOxセンサ22,24のセンサ素子部へ付着することで生じる被水割れを防止する目的で行われ、冷間始動直後といった凝結水が生じ易い環境において、排気通路12内の水分が無くなったことを判定し上記内蔵ヒータに対する通電を開始するものである。
水分変動量ΔW=尿素水噴射量U×(1−α)×β×γ/排気流量V・・・(1)
上記式(1)において、尿素水噴射量Uは尿素噴射弁20から噴射した尿素水の噴射量[g/sec]であり、排気流量VはNOx触媒18を通過する排気の流量[cm3/sec]である。また、α、βおよびγは尿素濃度、加水分解効率およびNOx浄化率に応じて設定される係数である。ECU30はその内部に上記式(1)を記憶しており、各種センサによって検出等される尿素水噴射量Uおよび排気流量Vと、上記式(1)とから水分変動量ΔWを算出する。そして、算出した水分変動量ΔWを水分量W1に加算することで水分量W2を算出し、露点Tureaを推定する。
次に、図4を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図4は、実施の形態1において、ECU30により実行されるヒータ通電制御の処理ルーチンを示すフローチャートである。なお、図4に示すルーチンは、内燃機関10の始動から停止までの間、定期的に繰り返して実行されるものとする。
また、上記実施の形態1においては、ECU30が図4のステップ108,110の処理を実行することにより上記第1の発明における「加熱前排気温度上昇制御手段」が実現されている。
次に、図5乃至図6を参照しながら、本発明の実施の形態2について説明する。
本実施形態の特徴は、上記実施の形態1のシステムにEGR(Exhaust Gas Recirculation)システムを追加したシステム構成において、図6に示すヒータ通電制御処理ルーチンを実行する点にある。そのため、以下においては、この特徴部分についての説明を行い、上記実施の形態1との重複部分についてはその説明を省略する。また、EGRシステムについては公知であるため、その詳細な説明については省略する。
上記実施の形態1においては、尿素噴射弁20からの尿素水噴射が許可されている場合であって、NOxセンサ22,24の活性化が完了していないときに、排気温度を上昇させる排気温度上昇制御を実行した。本実施形態においては、この排気温度上昇制御の代わりに、NOx触媒18の下流を流れる排気量を増加させる排気量増加制御を実行する。排気量増加制御は、具体的に、スロットルバルブを開く、または、EGRバルブを閉じるといったアクチュエータの制御により行われる。
次に、図6を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図6は、実施の形態2において、ECU30により実行されるヒータ通電制御処理ルーチンを示すフローチャートである。なお、図6に示すルーチンは、内燃機関10の始動から停止までの間、定期的に繰り返して実行されるものとする。
次に、図7乃至図8を参照しながら、本発明の実施の形態3について説明する。
本実施形態の特徴は、上記実施の形態1のシステム構成において、図8に示す尿素水噴射量フィードバック制御処理ルーチンを実行する点にある。そのため、以下においては、この特徴部分についての説明を行い、上記実施の形態1との重複部分についてはその説明を省略する。
上記実施の形態1の尿素水噴射量フィードバック制御においては、尿素噴射弁20からの尿素水噴射が許可されている場合であって、NOxセンサ22,24の活性化が完了していないときは、尿素水噴射量Uを一時的に最大値Umaxに設定して噴射を開始する。この理由は、尿素水噴射量のフィードバック制御よりも、NOx触媒18でのNOx浄化を優先するためである。しかしながら、最大値Umaxでの噴射は、上述したΔWの増加の他、NOx触媒18の劣化速度や、尿素水タンク内の尿素水の消費速度を上昇させるという問題がある。
次に、図8を参照しながら、上述した機能を実現するための具体的な処理について説明する。図8は、実施の形態3において、ECU30により実行される尿素水噴射量フィードバック制御の処理ルーチンを示すフローチャートである。なお、図8に示すルーチンは、内燃機関10の始動から停止までの間、定期的に繰り返して実行されるものとする。
12 排気通路
18 NOx触媒
20 尿素噴射弁
22,24 NOxセンサ
30 ECU
Claims (3)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の窒素酸化物を窒素に還元するNOx触媒と、
前記排気通路の前記NOx触媒よりも上流側から尿素水を添加する尿素水添加手段と、
前記排気通路の前記NOx触媒よりも下流側に設けられ、素子部と該素子部を加熱する加熱手段とを備え、排気中の特定成分を検出する排気センサと、
前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合、前記加熱手段による前記素子部の加熱前に、前記排気センサの設置箇所を流れる排気温度を上昇させる加熱前排気温度上昇制御手段と、
前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合であっても、前記NOx触媒に吸着したアンモニア量が前記NOx触媒でのNOx浄化率を一定に保つ特定量以上のときには、前記排気センサの活性化が完了するまで前記尿素水添加手段からの尿素水添加の許可を取り消す添加許可取り消し手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の制御装置。 - 前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合、前記加熱手段による前記素子部の加熱前に、前記排気センサ設置箇所を流れる排気量を増加させる加熱前排気量増加制御手段を更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制御装置。
- 前記尿素水添加手段からの尿素水添加が許可された場合であって、前記アンモニア量が前記特定量未満のときには、前記尿素水添加手段からの尿素水添加量を最大量に設定する添加量設定手段を更に備えることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の制御装置。
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