JP6604034B2 - 排気浄化装置 - Google Patents
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Description
フィルタ再生制御部51は、車両の走行距離、あるいは図示しない差圧センサで検出されるフィルタ前後差圧からフィルタ33のPM堆積量を推定すると共に、このPM堆積推定量が所定の上限閾値を超えると強制再生フラグFDPFをオンにする(図2の時刻t1参照)。強制再生フラグFDPFがオンにされると、排気インジェクタ34に排気管噴射を実行させる指示信号が送信されるか、あるいは、各筒内インジェクタ11にポスト噴射を実行させる指示信号が送信されて、排気温度をPM燃焼温度(例えば、約550℃)まで昇温させる。この強制再生フラグFDPFは、PM堆積推定量が燃焼除去を示す所定の下限閾値(判定閾値)まで低下するとオフにされる(図2の時刻t2参照)。なお、強制再生フラグFDPFをオフにする判定閾値は、例えば、フィルタ強制再生開始(FDPF=1)からの上限経過時間や上限累積噴射量を基準にしてもよい。
SOxパージ制御部60は、排気をリッチ状態にして排気温度を硫黄離脱温度(例えば、約600℃)まで上昇させて、NOx吸蔵還元型触媒32をSOx被毒から回復させる制御(以下、この制御をSOxパージ(触媒再生処理)制御という)を実行する。
図3は、SOxパージリーン制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtの設定処理を示すブロック図である。第1目標空気過剰率設定マップ61は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Q(エンジン10の燃料噴射量)に基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したSOxパージリーン制御時の空気過剰率目標値λSPL_Trgt(第1目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。
図4は、SOxパージリッチ制御における排気管噴射又はポスト噴射の目標噴射量QSPR_Trgt(単位時間当たりの噴射量)の設定処理を示すブロック図である。第2目標空気過剰率設定マップ65は、エンジン回転数Ne及びアクセル開度Qに基づいて参照されるマップであって、これらエンジン回転数Neとアクセル開度Qとに対応したSOxパージリッチ制御時の空気過剰率目標値λSPR_Trgt(第2目標空気過剰率)が予め実験等に基づいて設定されている。
SOxパージ制御中にNOx吸蔵還元型触媒32に流入する排気温度(以下、触媒温度ともいう)は、図2の時刻t2〜t4に示すように、排気管噴射又はポスト噴射を実行するSOxパージリッチフラグFSPRのオン・オフ(リッチ・リーン)を交互に切り替えることで制御される。SOxパージリッチフラグFSPRがオン(FSPR=1)にされると、排気管噴射又はポスト噴射によって触媒温度は上昇する(以下、この期間を噴射期間TF_INJという)。一方、SOxパージリッチフラグFSPRがオフにされると、排気管噴射又はポスト噴射の停止によって触媒温度は低下する(以下、この期間をインターバルTF_INTという)。
図6は、SOxパージ制御の終了処理を示すブロック図である。SOx吸蔵量演算部67は、以下の数式(3)に基づいて、排気中に発生してその全量がNOx吸蔵還元型触媒32の吸蔵材に吸蔵されるものと仮定した場合のSOx吸蔵量SOx_STR(g)を演算する。本実施形態では、SOx吸蔵量演算部67は、エンジン10の始動中に、数式(3)に基づいて、SOx吸蔵量SOx_STR(g)を逐次演算している。SOx吸蔵量演算部67は、吸蔵量推定手段及び追加量算出手段の一例である。
ここで、この数式(4)は、発明者らが新たに得た次の知見、すなわち、SOxパージにおける単位時間当たりのSOx放出量SOx_outは、SOx吸蔵量SOx_STRに応じて変化し、SOx吸蔵量SOx_STRが多いほど、SOx放出量SOx_outが多くなるとの知見と、SOx吸蔵量SOx_STRに対する所定の時間(単位時間)当たりの脱硫(放出)される量の割合を示す脱硫率は、SOx吸蔵量SOx_STRの量によらずに同等であるとの知見に基づいている。
NOxパージ制御部70は、排気をリッチ雰囲気にしてNOx吸蔵還元型触媒32に吸蔵されているNOxを還元浄化により無害化して放出することで、NOx吸蔵還元型触媒32のNOx吸蔵能力を回復させる制御(この制御をNOxパージ制御という)を実行する。
MAF追従制御部80は、(1)通常運転のリーン状態からSOxパージ制御又はNOxパージ制御によるリッチ状態への切り替え期間及び、(2)SOxパージ制御又はNOxパージ制御によるリッチ状態から通常運転のリーン状態への切り替え期間に、各筒内インジェクタ11の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をMAF変化に応じて補正する制御(MAF追従制御)を実行する。
図8に示すように、筒内インジェクタ学習補正部90は、学習補正係数演算部91と、噴射量補正部92と、学習補正禁止部93とを備えている。
MAF補正係数演算部98は、SOxパージ制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtや目標噴射量QSPR_Trgtの設定及び、NOxパージ制御時のMAF目標値MAFNPL_Trgtや目標噴射量QNPR_Trgtの設定に用いられるMAF補正係数Maf_corrを演算する。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
11 筒内インジェクタ
12 吸気通路
13 排気通路
16 吸気スロットルバルブ
24 EGRバルブ
31 酸化触媒
32 NOx吸蔵還元型触媒
33 フィルタ
34 排気インジェクタ
40 MAFセンサ
45 NOx/ラムダセンサ
50 ECU
67 SOx吸蔵量演算部
68 SOxパージ実行制御部
69 SOx放出量算出部
Claims (7)
- 内燃機関の排気系に設けられたNOx触媒に対して、排気温度を硫黄離脱温度まで上昇させて、前記NOx触媒に吸蔵されているSOxを離脱除去させる触媒再生処理を実行する排気浄化装置であって、
前記NOx触媒よりも前記排気系の上流側に設けられた酸化触媒と、
前記酸化触媒よりも前記排気系の上流側に設けられ、前記酸化触媒の入口温度を検出する温度センサと、
NOx触媒に吸蔵されているSOx吸蔵量と、吸蔵されているSOxが所定の時間当たりに脱硫される割合を示す脱硫率と、前記温度センサによって検出された前記酸化触媒の入口温度から推定された前記NOx触媒の温度に基づいて得られた脱硫率補正係数とを乗算した値に基づいて、前記触媒再生処理の実行時の前記NOx触媒における脱硫量を逐次算出する脱硫量算出手段と、
前記脱硫量算出手段により逐次算出された脱硫量を用いて、前記NOx触媒の最新のSOx吸蔵量を推定する吸蔵量推定手段と、
前記推定されたSOx吸蔵量に基づいて、前記触媒再生処理の実行を制御する実行制御手段と、
を備える排気浄化装置。 - 前記脱硫率は、前記触媒再生処理の実行開始からの経過時間に応じて変更される請求項1に記載の排気浄化装置。
- 前記実行制御手段は、前記SOx吸蔵量が終了条件閾値以下である場合に、前記触媒再生処理を終了させるように制御する
請求項1又は請求項2に記載の排気浄化装置。 - 排気により前記NOx触媒に新たに吸蔵される追加吸蔵量を逐次算出する追加量算出手段をさらに備え、
前記吸蔵量推定手段は、前記追加量算出手段により算出された追加吸蔵量を用いて最新のSOx吸蔵量を推定する
請求項1から3の何れか一項に記載の排気浄化装置。 - 前記実行制御手段は、前記SOx吸蔵量が所定の実行条件閾値以上である場合に、前記触媒再生処理を実行させるように制御する
請求項4に記載の排気浄化装置。 - 前記実行制御手段は、前記SOx吸蔵量が所定の実行条件閾値未満である場合に、前記触媒再生処理を制限するように制御する
請求項4又は請求項5に記載の排気浄化装置。 - 前記内燃機関の排気系は、粒子状物質を捕集するフィルタをさらに有し、
前記実行制御手段は、前記SOx吸蔵量が前記実行条件閾値以上である場合には、前記フィルタの粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生処理に引き続いて前記触媒再生処理を実行し、前記SOx吸蔵量が前記実行条件閾値未満である場合には、前記フィルタ再生処理に引き続いて前記触媒再生処理を実行しないように制御する
請求項6に記載の排気浄化装置。
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