JP7151119B2 - エンジンの触媒異常判定方法、及び、エンジンの触媒異常判定装置 - Google Patents
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Description
PCM60は、後述するDeNOx制御を実施しない通常の燃料噴射制御では、燃焼室17内の混合気の空燃比が、理論空燃比よりもリーンな状態(λ>1)になるように、燃料噴射弁20を制御する。また、PCM60は、通常の燃料噴射制御では、DeNOx制御において実施されるポスト噴射は停止させてメイン噴射のみを実行させる。
次に、NOx触媒45に吸蔵されたNOx(以下、吸蔵NOxということがある)をNOx触媒45から離脱させるDeNOx制御について説明する。
次に、SCR触媒47の異常判定について説明する。
次に、異常判定部63は、式1で算出される浄化率が所定浄化率以下であるときには、SCR触媒47に異常が発生している可能性ありとして、故障カウントを1つ加算する。そして、異常判定部63は、故障カウントのカウント数が所定値以上になったときに、SCR触媒47に異常があると判定する。つまり、浄化率が所定浄化率以下であること及び故障カウントのカウント数が所定値以上になることが、異常判定部63の異常判定条件に相当する。
脱離反応速度=Ad×exp(-Ed/RT)×吸着量・・・(式3)
式2において、Aaは吸着反応の頻度係数、θはSCR触媒47のアンモニアの被覆率、Eaは吸着反応に必要な活性化エネルギー、Rは気体常数、TはSCR触媒温度、C1は、排気ガス中のアンモニア濃度に基づく補正係数である。頻度係数Aa及び活性化エネルギーEaは、実験やシミュレーションにより求められる定数である。被覆率θはSCR触媒47の現在のアンモニア吸着量を当該SCR触媒47の吸着限界(ここでは、一定とする)で割った値であり、0以上1以下の値を取り得る変数である。一方で、式3において、Adは脱離反応の頻度係数、Edは脱離反応に必要な活性化エネルギー、Rは気体常数、TはSCR触媒温度である。頻度係数Ad及び活性化エネルギーEdは、実験やシミュレーションにより求められる定数である。吸着量は、SCR触媒47のアンモニア吸着量である。
45 NOx触媒(吸蔵還元型NOx触媒)
47 SCR触媒(選択還元型NOx触媒)
51 尿素インジェクタ(還元剤供給手段)
60 PCM
61 アンモニア吸着量推定部(アンモニア吸着量推定手段)
62 スリップ量推定部(スリップ量推定手段)
63 異常判定部(異常判定手段)
64 異常判定制限部(異常判定制限手段)
117 触媒温度センサ(触媒温度検出手段)
118 第2NOxセンサ(排気ガス中のNOx量及びアンモニア量に応じて出力値が変化するNOxセンサ)
E エンジン
Claims (5)
- エンジンの排気通路に設けられ、供給される還元剤によりNOxを還元する選択還元型NOx触媒と、上記選択還元型NOx触媒に、上記還元剤としてのアンモニア又はアンモニアの前駆体を供給可能な還元剤供給手段とを備えるエンジンの触媒異常判定方法であって、
上記エンジンは、上記排気通路における上記選択還元型NOx触媒よりも下流側に設けられ、排気ガス中のNOx量及びアンモニア量に応じて出力値が変化するNOxセンサを更に備え、
上記選択還元型NOx触媒のアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定工程と、
上記選択還元型NOx触媒の温度を検出する触媒温度検出工程と、
上記アンモニア吸着量推定工程で推定された推定アンモニア吸着量及び上記触媒温度検出工程で検出された検出触媒温度に基づいて、上記排気通路の上記選択還元型NOx触媒よりも下流側の通路へのアンモニアの排出量である、アンモニアのスリップ量を推定するスリップ量推定工程と、
上記NOxセンサの上記出力値に基づいて、上記選択還元型NOx触媒に異常があるか否かの異常判定をする異常判定工程と、を含み、
上記異常判定工程は、上記スリップ量推定工程において推定されたアンモニアのスリップ量が所定スリップ量以上であるときに、上記異常判定を制限する異常判定制限工程を含み、
上記スリップ量推定工程では、同一の上記検出触媒温度で比較したときに、上記推定アンモニア吸着量が多いときには、該推定アンモニア吸着量が少ないときと比較して、アンモニアのスリップ量を多く推定する一方、同一の上記推定アンモニア吸着量で比較したときに、上記検出触媒温度が高いときには、該検出触媒温度が低いときと比較して、アンモニアのスリップ量を多く推定し、
上記アンモニア吸着量推定工程では、上記異常判定制限工程によって上記異常判定が制限されているときには、該異常判定が制限されていないときと比べて、上記推定アンモニア吸着量を少なく推定することを特徴とするエンジンの触媒異常判定方法。 - 請求項1に記載のエンジンの触媒異常判定方法において、
上記スリップ量推定工程では、同一の上記検出触媒温度で比較したときに、上記推定アンモニア吸着量が多いときには、該推定アンモニア吸着量が少ないときと比較して、上記推定アンモニア吸着量の増加量に対する上記アンモニアのスリップ量の増加量が大きくなるように、上記アンモニアのスリップ量を推定することを特徴とするエンジンの触媒異常判定方法。 - 請求項1又は2に記載のエンジンの触媒異常判定方法において、
上記スリップ量推定工程では、同一の上記推定アンモニア吸着量で比較したときに、上記検出触媒温度が高いときには、該検出触媒温度が低いときと比較して、上記検出触媒温度の増加量に対する上記アンモニアのスリップ量の増加量が大きくなるように、上記アンモニアのスリップ量を推定することを特徴とするエンジンの触媒異常判定方法。 - 請求項1~3のいずれか1つに記載のエンジンの触媒異常判定方法において、
上記エンジンは、上記排気通路における上記選択還元型NOx触媒よりも上流側に配設され、排気ガス中のNOxを吸蔵しかつ吸蔵したNOxを還元可能な吸蔵還元型NOx触媒と、該吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元すべく、排気ガスの空燃比を理論空燃比近傍又は理論空燃比よりもリッチな空燃比にするNOx触媒再生制御手段とを更に備え、
上記NOx触媒再生制御手段により上記吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元したときに、上記吸蔵還元型NOx触媒から排気ガス中に排出されたアンモニア量を推定する還元時アンモニア発生量推定工程を、更に含み、
上記アンモニア吸着量推定工程では、上記還元剤供給手段で供給されたアンモニアの量若しくはアンモニアの前駆体の量と、上記還元時アンモニア発生量推定工程で推定されたアンモニア量とに基づいて、上記選択還元型NOx触媒のアンモニア吸着量を推定することを特徴とするエンジンの触媒異常判定方法。 - エンジンの排気通路に設けられ、供給される還元剤によりNOxを還元する選択還元型NOx触媒と、上記選択還元型NOx触媒に、上記還元剤としてのアンモニア又はアンモニアの前駆体を供給可能な還元剤供給手段とを備えるエンジンの触媒異常判定装置であって、
上記選択還元型NOx触媒のアンモニア吸着量を推定するアンモニア吸着量推定手段と、
上記選択還元型NOx触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
上記アンモニア吸着量推定手段で推定された推定アンモニア吸着量及び上記触媒温度検出手段で検出された検出触媒温度に基づいて、上記排気通路の上記選択還元型NOx触媒よりも下流側の通路へのアンモニアの排出量である、アンモニアのスリップ量を推定するスリップ量推定手段と、
上記排気通路における上記選択還元型NOx触媒よりも下流側に設けられ、排気ガス中のNOx量及びアンモニア量に応じて出力値が変化するNOxセンサと、
上記NOxセンサの上記出力値に基づいて、上記選択還元型NOx触媒に異常があるか否かの異常判定をする異常判定手段と、
上記スリップ量推定手段で推定されたアンモニアのスリップ量が所定スリップ量以上であるときに、上記異常判定手段の上記異常判定を制限する異常判定制限手段とを備え、
上記スリップ量推定手段は、同一の上記検出触媒温度で比較したときに、上記推定アンモニア吸着量が多いときには、該推定アンモニア吸着量が少ないときと比較して、アンモニアのスリップ量を多く推定する一方、同一の上記推定アンモニア吸着量で比較したときに、上記検出触媒温度が高いときには、該検出触媒温度が低いときと比較して、アンモニアのスリップ量を多く推定するように構成されており、
上記アンモニア吸着量推定手段は、上記異常判定制限手段によって上記異常判定が制限されているときには、該異常判定が制限されていないときと比べて、上記推定アンモニア吸着量を少なく推定することを特徴とするエンジンの触媒異常判定装置。
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