JP7206756B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification system for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP7206756B2 JP7206756B2 JP2018184010A JP2018184010A JP7206756B2 JP 7206756 B2 JP7206756 B2 JP 7206756B2 JP 2018184010 A JP2018184010 A JP 2018184010A JP 2018184010 A JP2018184010 A JP 2018184010A JP 7206756 B2 JP7206756 B2 JP 7206756B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nox
- exhaust gas
- catalyst device
- ammonia
- nox storage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
本発明は、内燃機関の排気ガス浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for internal combustion engines.
自動車業界では、近年の排気ガス規制の強化により、市街地走行や高速道路走行での大気に排出される排気ガスに含まれるNOx量の低減が求められている。従来のNOx量低減技術としては、LNT(NOx吸蔵還元型触媒装置)や尿素SCR(尿素系選択還元型触媒装置)があるが、各装置単独では自動車の走行状態全域をカバーできないため、LNTとSCRを組み合わせた構成の自動車への搭載が検討されている(例えば、特許文献1参照)。 In the automobile industry, due to the tightening of exhaust gas regulations in recent years, there is a demand for reducing the amount of NOx contained in the exhaust gas emitted into the atmosphere during city driving and highway driving. Conventional technologies for reducing the amount of NOx include LNT (NOx storage reduction catalyst) and urea SCR (urea selective reduction catalyst). Mounting on automobiles having a configuration in which SCRs are combined is under consideration (see Patent Document 1, for example).
ところで、NOx吸蔵還元型触媒装置は、排気ガスの空燃比がリーン空燃比のときにその内部に排気ガスに含まれるNOxを蓄積し、リッチ空燃比のときにこの蓄積したNOxを放出して、この放出したNOxを排気ガスに含まれる炭化水素や一酸化炭素により窒素に還元して浄化する装置である。このNOxから窒素への還元反応時に、排気ガスの空燃比が1より小さいと、副生成物としてアンモニアが生成される場合がある。副生成物として生成されたアンモニアはNOx吸蔵還元型触媒装置から下流側の選択還元型触媒装置に向って流出する。 By the way, the NOx storage reduction type catalyst device accumulates NOx contained in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is a lean air-fuel ratio, and releases the accumulated NOx when the air-fuel ratio is a rich air-fuel ratio. This device purifies the released NOx by reducing it to nitrogen with hydrocarbons and carbon monoxide contained in the exhaust gas. If the air-fuel ratio of the exhaust gas is less than 1 during the reduction reaction of NOx to nitrogen, ammonia may be produced as a by-product. Ammonia produced as a by-product flows out from the NOx storage reduction catalyst device toward the downstream selective reduction catalyst device.
一方、選択還元型触媒装置には、その内部にアンモニアが所定量蓄積され、排気ガスに含まれるNOxの浄化に使用されているが、尿素水供給制御時におけるこのアンモニアの蓄積量は推定値であるので、実際の蓄積量とは少し異なる。そのため、アンモニアの蓄積量の推定値よりも実際の蓄積量が大きい場合、NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されたアンモニアが選択還元型触媒装置に流入すると、この流入したアンモニアを選択還元型触媒装置に蓄積することができず、選択還元型触媒装置から下流側の排気通路にアンモニアを流出させる虞がある。 On the other hand, in the selective reduction catalyst device, a predetermined amount of ammonia is accumulated inside and used to purify NOx contained in the exhaust gas. Therefore, it is slightly different from the actual accumulated amount. Therefore, when the actual accumulated amount of ammonia is larger than the estimated accumulated amount of ammonia and the ammonia generated in the NOx storage reduction catalyst device flows into the selective reduction catalyst device, the ammonia that has flowed into the selective reduction catalyst device is Therefore, there is a risk that the ammonia may flow out from the selective reduction catalyst device into the exhaust passage on the downstream side.
本発明の目的は、選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量の推定精度を向上して、選択還元型触媒装置から下流側の排気通路に流出するアンモニアの量を抑制できる内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法を提供することにある。 An object of the present invention is to improve the accuracy of estimating the accumulated amount of ammonia in a selective reduction catalyst device, and to suppress the amount of ammonia flowing out of the selective reduction catalyst device into the exhaust passage on the downstream side. An object of the present invention is to provide a system and a method for purifying an exhaust gas of an internal combustion engine.
上記の目的を達成するための本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に上流側より順に、NOx吸蔵還元型触媒装置、選択還元型触媒装置を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、前記選択還元型触媒装置より上流側の前記排気通路に排気ガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得装置を備え、前記NOx吸蔵還元型触媒装置と前記選択還元型触媒装置の間の前記排気通路に排気ガスのNOx濃度を取得するNOx濃度取得装置とを備えるとともに、前記酸素濃度取得装置及び前記NOx濃度取得装置と電気的に接続された制御装置を備え、前記制御装置が、前記NOx吸蔵還元型触媒装置のリッチ還元制御を行っている場合で、前記酸素濃度取得装置の取得値と前記NOx濃度取得装置の取得値とに基づいて、前記NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されていると判定するときには、前記NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニア量を算出するとともに、この算出値を基に前記選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量を補正する制御を行うように構成されており、かつ、前記制御装置が、前記酸素濃度取得装置の取得値が予め設定された設定酸素濃度閾値を下回り、かつ、前記NOx濃度取得装置の取得値が予め設定された設定NOx濃度閾値以上となるときに、前記NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されていると判定する制御を行うように構成されていることを特徴とする。
また、本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムは、内燃機関の排気通路に上流側より順に、NOx吸蔵還元型触媒装置、選択還元型触媒装置を備えて構成される内燃機関の排気ガス浄化システムにおいて、
前記選択還元型触媒装置より上流側の前記排気通路に排気ガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得装置を備え、前記NOx吸蔵還元型触媒装置と前記選択還元型触媒装置の間の前記排気通路に排気ガスのNOx濃度を取得するNOx濃度取得装置とを備えるとともに、前記酸素濃度取得装置及び前記NOx濃度取得装置と電気的に接続された制御装置を備え、
前記制御装置が、前記NOx吸蔵還元型触媒装置のリッチ還元制御を行っている場合で、前記酸素濃度取得装置の取得値と前記NOx濃度取得装置の取得値とに基づいて、前記NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されていると判定するときには、前記NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニア量を算出するとともに、この算出値を基に前記選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量を補正する制御を行うように構成されており、かつ、前記内燃機関から排気される排気ガスのNOx濃度を取得するエンジン出口NOx濃度取得装置を備え、このエンジン出口NOx濃度取得装置を前記制御装置に電気的に接続するとともに、前記制御装置が、前記エンジン出口NOx濃度取得装置の取得値と前記NOx濃度取得装置の取得値との差に基づいて、あるいは、前記リッチ還元制御の開始時の前記NOx吸蔵還元型触媒装置のNOx吸蔵量に基づいて、前記NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニア量を算出する制御を行うように構成されていることを特徴とする。
In order to achieve the above objects, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention comprises an internal combustion engine exhaust gas passage comprising a NOx storage reduction catalyst device and a selective reduction catalyst device in this order from the upstream side in the exhaust passage of the internal combustion engine. In an exhaust gas purification system for an engine, an oxygen concentration acquiring device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas is provided in the exhaust passage upstream of the selective catalytic reduction device, the NOx storage reduction catalytic device and the selective catalytic reduction catalyst. a NOx concentration acquiring device for acquiring the NOx concentration of the exhaust gas in the exhaust passage between the devices, and a control device electrically connected to the oxygen concentration acquiring device and the NOx concentration acquiring device, When the device is performing rich reduction control of the NOx storage reduction type catalyst device, the NOx storage reduction type catalyst device is controlled based on the acquired value of the oxygen concentration acquisition device and the acquired value of the NOx concentration acquisition device. When it is determined that ammonia is generated in the NOx storage reduction catalyst device, the amount of ammonia generated in the NOx storage reduction catalyst device is calculated, and the accumulated amount of ammonia in the selective reduction catalyst device is corrected based on this calculated value. and the control device determines that the value acquired by the oxygen concentration acquisition device is below a preset oxygen concentration threshold and the value acquired by the NOx concentration acquisition device is preset. control is performed to determine that ammonia is being generated in the NOx storage reduction type catalyst device when the NOx concentration exceeds the set NOx concentration threshold .
Further, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine of the present invention comprises a NOx storage reduction catalyst device and a selective reduction catalyst device in this order from the upstream side in an exhaust passage of the internal combustion engine. in
An oxygen concentration acquiring device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas is provided in the exhaust passage upstream of the selective catalytic reduction device, and the exhaust passage between the NOx storage reduction catalytic device and the selective catalytic reduction catalytic device is provided with an oxygen concentration acquisition device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas. a NOx concentration acquisition device for acquiring the NOx concentration of exhaust gas, and a control device electrically connected to the oxygen concentration acquisition device and the NOx concentration acquisition device,
When the control device is performing rich reduction control of the NOx storage reduction type catalyst device, the NOx storage reduction type When it is determined that ammonia is being generated in the catalyst device, the amount of ammonia generated in the NOx storage reduction catalyst device is calculated, and based on this calculated value, the accumulated amount of ammonia in the selective reduction catalyst device is calculated. An engine outlet NOx concentration acquisition device is configured to perform correction control and acquires the NOx concentration of exhaust gas discharged from the internal combustion engine, and the engine outlet NOx concentration acquisition device is attached to the control device. While electrically connecting, the control device controls the NOx concentration based on the difference between the acquired value of the engine outlet NOx concentration acquiring device and the acquired value of the NOx concentration acquiring device, or the NOx concentration at the start of the rich reduction control. It is characterized in that control is performed to calculate the amount of ammonia generated in the NOx storage reduction type catalyst device based on the NOx storage amount of the NOx storage reduction type catalyst device.
選択還元型触媒装置の前段に設けたNOx濃度センサ(NOx濃度取得装置)は、このセンサの性質上、排気ガスに含まれるNOxの他に、アンモニアも検出する。本発明では、このセンサの性質を利用して、NOx吸蔵還元型触媒装置のリッチ還元制御時に、NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されているか否かを判定する。 The NOx concentration sensor (NOx concentration acquisition device) provided at the front stage of the selective reduction catalyst device detects ammonia as well as NOx contained in the exhaust gas due to the nature of this sensor. In the present invention, the property of this sensor is utilized to determine whether or not ammonia is being generated in the NOx storage reduction type catalyst device during rich reduction control of the NOx storage reduction type catalyst device.
すなわち、本発明によれば、NOx吸蔵還元型触媒装置のリッチ還元制御時に、NOx吸蔵還元型触媒装置を通過する排気ガスの空燃比がNOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成される虞のある空燃比であり、かつ、選択還元型触媒装置に流入する排気ガスのNOx濃度の実測値がアンモニアの誤検出を含む値と推定される場合に、NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニアの量を算出して、この算出値を基に選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量を補正する。これにより、選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量の推定精度を向上して、選択還元型触媒装置から下流側の排気通路に流出するアンモニアの量を抑制できる。 That is, according to the present invention, during the rich reduction control of the NOx storage reduction type catalyst device, the air-fuel ratio of the exhaust gas passing through the NOx storage reduction type catalyst device may cause ammonia to be generated in the NOx storage reduction type catalyst device. is the air-fuel ratio, and the measured value of the NOx concentration of the exhaust gas flowing into the selective reduction catalyst device is estimated to be a value including erroneous detection of ammonia, the amount of ammonia generated in the NOx storage reduction catalyst device The amount of ammonia is calculated, and the accumulated amount of ammonia in the selective reduction catalyst device is corrected based on this calculated value. As a result, it is possible to improve the accuracy of estimating the accumulated amount of ammonia in the selective reduction catalyst device, and to suppress the amount of ammonia flowing out from the selective reduction catalyst device into the exhaust passage on the downstream side.
以下、本発明の内燃機関の排気ガス浄化システムについて図に示した実施形態に基づいて説明する。本発明の内燃機関の排気ガス浄化システム1は、図1に示すように、エンジン(内燃機関)2の排気通路3に上流側より順にNOx吸蔵還元型触媒装置(LNT)4、ディーゼル微粒子捕集フィルター装置(CSF)5、選択還元型触媒装置(SCR)6が配置される。また、NOx吸蔵還元型触媒装置4より上流側の排気通路3には燃料噴射装置7が配置される。また、ディーゼル微粒子捕集フィルター装置5と選択還元型触媒装置6の間の排気通路3(選択還元型触媒装置6より上流側の排気通路3)には尿素水噴射装置8が配置される。
Hereinafter, an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described based on embodiments shown in the drawings. As shown in FIG. 1, an exhaust gas purification system 1 for an internal combustion engine according to the present invention includes a NOx storage reduction catalyst device (LNT) 4 and a diesel particulate collector installed in an exhaust passage 3 of an engine (internal combustion engine) 2 in this order from the upstream side. A filter device (CSF) 5 and a selective catalytic reduction device (SCR) 6 are arranged. A
NOx吸蔵還元型触媒装置4は、NOx吸蔵材と貴金属触媒を担持しており、排気ガスGの空燃比がリーン状態であるときに排気ガスGに含まれるNOxをこのNOx吸蔵材により吸蔵する。吸蔵したNOxは、排気ガスGの空燃比をリッチ状態とすることで放出され、この放出されたNOxは、貴金属触媒により還元処理される。排気ガスGの空燃比をリッチ状態に移行することで、NOx吸蔵還元型触媒装置4に吸蔵したNOxを放出して還元処理する制御をリッチ還元制御という。排気ガスGの空燃比のリッチ状態への移行は、エンジン2の気筒(シリンダ)内燃料噴射でポスト噴射したり、燃料噴射装置7から排気通路3に燃料Fを噴射したりすることにより行う。また、NOx吸蔵還元型触媒装置4は酸化触媒装置(DOC)の機能も有しており、排気ガスGに含まれる一酸化炭素(CO)や炭化水素(HC)を酸化処理する。
The NOx storage
ディーゼル微粒子捕集フィルター装置5は、排気ガスGに含まれる微粒子状物質(PM)を捕集する。この捕集したPMは、通常、高温の排気ガスGをディーゼル微粒子捕集フィルター装置5に通過させることで燃焼除去される。排気ガスGを高温化して、捕集したPMを高温の排気ガスGで燃焼除去する制御を強制PM再生制御という。高温の排気ガスGは、エンジン2の気筒内燃料噴射でポスト噴射したり、燃料噴射装置7から燃料Fを噴射したりして、この燃料Fに含まれる一酸化炭素や炭化水素をNOx吸蔵還元型触媒装置4で酸化処理(発熱反応)することにより得られる。
The diesel
選択還元型触媒装置6は、排気ガスGに含まれるNOxを還元剤で窒素に還元して浄化する装置である。本実施形態では、この還元剤としてアンモニア(NH3)を使用する。尿素水噴射装置8より排気ガスGに向けて噴射された尿素水Uが排気ガスGの熱によりアンモニアに変化して、このアンモニアが選択還元型触媒装置6に流入することで、アンモニアは選択還元型触媒装置6に吸着され、排気ガスGが通過する際に排気ガスG中のNOxと反応してNOxを還元する。
The selective
また、NOx吸蔵還元型触媒装置4より上流側の排気通路3に温度センサ9と前段酸素濃度センサ10を備え、NOx吸蔵還元型触媒装置4と選択還元型触媒装置6の間の排気通路3に後段酸素濃度センサ11とNOx濃度センサ(NOx濃度取得装置)12を備える。温度センサ9は、NOx吸蔵還元型触媒装置4に流入する排気ガスGの温度Tを取得するセンサである。NOx濃度センサ12は、NOx吸蔵還元型触媒装置4と選択還元型触媒装置6の間の排気通路3を通過する排気ガスGのNOx濃度を取得するセンサである。
In addition, a temperature sensor 9 and a pre-stage
本発明の酸素濃度取得装置としては、NOx吸蔵還元型触媒装置4を通過する排気ガスGの酸素濃度を取得できればよいので、前段酸素濃度センサ10、後段酸素濃度センサ11、前段酸素濃度センサ10と後段酸素濃度センサ11の両方、のいずれかで構成すればよい。本実施形態では、後段酸素濃度センサ11を酸素濃度取得装置とする。なお、酸素濃度取得装置を前段酸素濃度センサ10と後段酸素濃度センサ11の両方で構成する場合には、酸素濃度取得装置の取得値は、前段酸素濃度センサ10の取得値と後段酸素濃度センサ11の取得値の平均値とすることが好ましい。
As the oxygen concentration acquisition device of the present invention, it is sufficient to acquire the oxygen concentration of the exhaust gas G passing through the NOx storage reduction
制御装置13は、各種情報処理を行うCPU、その各種情報処理を行うために用いられるプログラムや、情報処理結果を読み書き可能な内部記憶装置、及び各種インターフェースなどから構成されるソフトウエアとハードウェアの組み合わせである。制御装置13は、上記した後段酸素濃度センサ11やNOx濃度センサ12等の各種センサに信号線を介して電気的に接続されている。
The
制御装置13は、NOx吸蔵還元型触媒装置4のNOx吸蔵量Nが予め設定されたリッチ要求閾値N1以上であるときに、NOx吸蔵還元型触媒装置4のリッチ還元制御を行う必要があると判定して、燃料噴射装置7からの燃料噴射等により、後段酸素濃度センサ11の取得値λが予め設定された設定酸素濃度閾値λ1を下回るように、すなわち、排気ガスGの空燃比がリッチ状態に移行するように制御する。この設定酸素濃度閾値λ1は、例えば、ストイキ空燃比である1.0に設定する。
The
本発明では、NOx吸蔵還元型触媒装置4のリッチ還元制御を行うときに、制御装置13により、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されているか否かを、後段酸素濃度センサ11の取得値λとNOx濃度センサ12の取得値Dとに基づいて判定する。より具体的には、図2に示すように、後段酸素濃度センサ11の取得値λが予め設定された設定酸素濃度閾値λ1(=1.0)を下回り(判定A)、かつ、NOx濃度センサ12の取得値Dが予め設定された設定濃度閾値D1以上となる(判定B)ときに、制御装置13により、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていると判定する。これ以外のときでは、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていないと判定する。設定濃度閾値D1は、リッチ還元制御時にエンジン2より排出される排気ガスGのNOx濃度より大きく、NOx濃度センサ12がアンモニアを誤検出していると判定可能な値(例えば、500ppm)に設定される。
In the present invention, when the rich reduction control of the NOx storage reduction
なお、上記の判定Bに関しては、NOx濃度センサ12の取得値Dと設定濃度閾値D1の比較による判定の代わりに、以下の判定としてもよい。すなわち、制御装置13に組み込まれたエンジン出口NOx濃度取得装置によりエンジン2から排出される排気ガスGのNOx濃度をエンジン2の運転状態から演算するとともに、この演算値D2とNOx濃度センサ12の取得値Dを比較する。判定Aが成立し、かつ、NOx濃度センサ12の取得値Dが演算値D2以上となるときに、制御装置13により、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていると判定する。
As for the determination B described above, the following determination may be made instead of the determination by comparing the acquired value D of the
NOx吸蔵還元型触媒装置4を通過する排気ガスGの空燃比がリッチ状態となると、リッチ還元制御時にNOxの還元反応の副生成物としてアンモニアが生成される。また、リッチ還元制御時にNOx吸蔵還元型触媒装置4から放出されるNOxはその場で還元処理されるため、選択還元型触媒装置6に流入する排気ガスGのNOx濃度は、リッチ還元制御の開始時から時間が経過するにつれて小さくなる。しかしながら、NOx濃度センサ12は、センサの性質上NOxの他にアンモニアも誤検出してしまうため、副生成物としてアンモニアが生成されていると、NOx濃度センサ12の取得値は、リッチ還元制御の開始時から時間が経過するにつれて小さくならず、リッチ還元制御の実施期間中に急上昇してしまう。
When the air-fuel ratio of the exhaust gas G passing through the NOx storage reduction
本発明では、制御装置13により、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成される状態であるか否かを後段酸素濃度センサ11の取得値λで判定するとともに、実際にNOx吸蔵還元型触媒装置4からアンモニアが流出しているか否かをNOx濃度センサ12の取得値Dで判定する。すなわち、後段酸素濃度センサ11の取得値λによる判定とNOx濃度センサ12の取得値Dによる判定の二重の判定を経て、リッチ還元制御時にNOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていることを確認する。
In the present invention, the
そして、リッチ還元制御時にNOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていると判定したときに、制御装置13により、NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量Naを算出するとともに、この算出値Naを基に選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nsを補正する制御を行う。
Then, when it is determined that ammonia is being generated in the NOx storage reduction
NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量Naは、例えば、リッチ還元制御の開始時のNOx吸蔵還元型触媒装置4のNOx吸蔵量に実験等により定まる補正係数を乗算することで算出する。あるいは、エンジン2から排出される排気ガスGのNOx濃度とNOx濃度センサ12の取得値(選択還元型触媒装置6に流入する排気ガスのNOx濃度とアンモニア濃度の合算値)Dとの差に基づいて、NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量Naを算出する。より具体的には、エンジン出口NOx濃度取得装置に記憶されたエンジン2の運転状態に応じたNOx量マップを基本として、このマップにおけるNOx量をエンジン冷却水温やエンジン2の過渡運転時におけるエンジン2の吸気内酸素濃度及びブースト圧力等により補正することで、エンジン2から排出される排気ガスGのNOx濃度を算出する。
The ammonia amount Na generated in the NOx storage reduction
そして、上述のようにして算出されたNOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量の算出値Naを基に、制御装置13により、選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nsを補正する制御を行う。より具体的には、補正前の選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量NsにNOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量の算出値Naを加算することで、補正後の選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nscを算出する。
Then, based on the calculated value Na of the amount of ammonia generated in the NOx storage
補正前の選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nsは、尿素水噴射装置8から噴射された尿素水量と、選択還元型触媒装置6に流入する排気ガスGの温度(温度センサ9等により検出)毎に設定されるアンモニアの蓄積効率と、に基づいて算出される。
The accumulated amount Ns of ammonia in the selective catalytic
本発明の内燃機関の排気ガス浄化方法の制御フローの一例について、図3の制御フローを基に説明する。図3に示す制御フローは、NOx吸蔵還元型触媒装置4のリッチ還元制御時に周期的に実施される制御フローである。
An example of the control flow of the exhaust gas purification method for an internal combustion engine of the present invention will be described based on the control flow of FIG. The control flow shown in FIG. 3 is a control flow that is periodically executed during rich reduction control of the NOx storage reduction
図3に示す制御フローがスタートすると、ステップS10にて、NOx吸蔵還元型触媒装置4を通過する排気ガスGの酸素濃度λと、NOx吸蔵還元型触媒装置4と選択還元型触媒装置6の間の排気通路3を通過する排気ガスGのNOx濃度を取得するNOx濃度センサ12の取得値Dを取得する。ステップS10を実施後、ステップS20に進む。
When the control flow shown in FIG. 3 starts, in step S10, the oxygen concentration λ of the exhaust gas G passing through the NOx storage reduction
ステップS20にて、ステップS10で取得した2つの取得値λ、Dを基にNOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されているか否かを判定する。判定方法は上述したので、ここでは説明を省略する。この判定で、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていないと判定する場合(NO)には、リターンに進んで、本制御フローを終了する。一方、この判定で、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されていると判定する場合(YES)には、ステップS30に進む。
In step S20, it is determined whether or not ammonia is being generated in the NOx storage
ステップS30にて、NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量(アンモニアの生成量)Naを算出する。算出方法は上述したので、ここでは説明を省略する。ステップS30を実施後、ステップS40に進む。ステップS40にて、ステップS30で算出したアンモニアの生成量Naを基に、選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nsを補正する。補正方法は上述したので、ここでは説明を省略する。ステップS40の制御を実施後、リターンに進んで、本制御フローを終了する。
In step S30, the amount of ammonia (the amount of ammonia generated) Na generated by the NOx storage reduction
以上より、本発明によれば、NOx吸蔵還元型触媒装置4のリッチ還元制御時に、NOx吸蔵還元型触媒装置4を通過する排気ガスGの空燃比λがNOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成される虞のある空燃比であり、かつ、NOx吸蔵還元型触媒装置4と選択還元型触媒装置6の間の排気通路3を通過する排気ガスGのNOx濃度のNOx濃度センサ12による実測値Dがアンモニアの誤検出を含む値と推定される場合に、NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニアの量Naを算出して、この算出値を基に選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nsを補正する。これにより、選択還元型触媒装置6のアンモニアの蓄積量Nsの推定精度を向上して、選択還元型触媒装置6から下流側の排気通路3に流出するアンモニアの量を抑制できる。
As described above, according to the present invention, during the rich reduction control of the NOx storage reduction
また、NOx吸蔵還元型触媒装置4でアンモニアが生成されているか否かを、NOx吸蔵還元型触媒装置4を通過する排気ガスGの酸素濃度λによる判定とNOx吸蔵還元型触媒装置4と選択還元型触媒装置6の間の排気通路3を通過する排気ガスGに対するNOx濃度センサ12の取得値Dによる判定の二重の判定を経て行うことで、NOx吸蔵還元型触媒装置4でのアンモニア生成の検出精度を向上させることができる。
Further, whether or not ammonia is generated in the NOx storage reduction
さらに、NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量Naを、エンジン2より排出される排気ガスGのNOx量と選択還元型触媒装置6に流入する排気ガスGに対するNOx濃度センサ12の取得値(NOx量とアンモニア量)Dとの差に基づいて算出すると、NOx吸蔵還元型触媒装置4で生成されるアンモニア量Naの算出精度を向上させることができる。
Furthermore, the ammonia amount Na generated by the NOx storage reduction
また、リッチ還元制御の開始時のNOx吸蔵還元型触媒装置4のNOx吸蔵量に基づいて算出する方法を用いてもよい。NOx吸蔵還元型触媒装置4のNOx吸蔵量Nは、エンジン2より排出される排気ガスGのNOx量とNOx濃度センサ12の取得値Dとの差を制御装置13により時間で積分して得られる値である。制御装置13は、NOx吸蔵還元型触媒装置4のリッチ還元制御を行う必要があると判定した時点でのNOz吸蔵還元型触媒装置4のNOx吸蔵量Nを算出して記憶する。
Alternatively, a method of calculating based on the NOx storage amount of the NOx storage reduction
1 内燃機関の排気ガス浄化システム
2 エンジン(内燃機関)
3 排気通路
4 NOx吸蔵還元型触媒装置
5 ディーゼル微粒子捕集フィルター装置
6 選択還元型触媒装置
7 燃料噴射装置
8 尿素水噴射装置
9 温度センサ
10 前段酸素濃度センサ
11 後段酸素濃度センサ
12 NOx濃度センサ
13 制御装置
1 Exhaust gas purification system for
3
Claims (2)
前記選択還元型触媒装置より上流側の前記排気通路に排気ガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得装置を備え、前記NOx吸蔵還元型触媒装置と前記選択還元型触媒装置の間の前記排気通路に排気ガスのNOx濃度を取得するNOx濃度取得装置とを備えるとともに、前記酸素濃度取得装置及び前記NOx濃度取得装置と電気的に接続された制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記NOx吸蔵還元型触媒装置のリッチ還元制御を行っている場合で、
前記酸素濃度取得装置の取得値と前記NOx濃度取得装置の取得値とに基づいて、前記NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されていると判定するときには、
前記NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニア量を算出するとともに、この算出値を基に前記選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量を補正する制御を行うように構成されており、かつ、
前記制御装置が、
前記酸素濃度取得装置の取得値が予め設定された設定酸素濃度閾値を下回り、かつ、前記NOx濃度取得装置の取得値が予め設定された設定NOx濃度閾値以上となるときに、前記NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されていると判定する制御を行うように構成されていることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化システム。 An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising a NOx storage reduction catalyst device and a selective reduction catalyst device in this order from the upstream side in an exhaust passage of the internal combustion engine,
An oxygen concentration acquiring device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas is provided in the exhaust passage upstream of the selective catalytic reduction device, and the exhaust passage between the NOx storage reduction catalytic device and the selective catalytic reduction catalytic device is provided with an oxygen concentration acquisition device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas. a NOx concentration acquisition device for acquiring the NOx concentration of exhaust gas, and a control device electrically connected to the oxygen concentration acquisition device and the NOx concentration acquisition device,
The control device
When rich reduction control is being performed on the NOx storage reduction type catalyst device,
When determining that ammonia is generated in the NOx storage reduction catalyst device based on the acquired value of the oxygen concentration acquisition device and the acquired value of the NOx concentration acquisition device,
The amount of ammonia generated in the NOx storage reduction catalyst device is calculated, and based on the calculated value, control is performed to correct the accumulated amount of ammonia in the selective reduction catalyst device , and
The control device
When the acquired value of the oxygen concentration acquisition device is lower than a preset set oxygen concentration threshold and the acquired value of the NOx concentration acquisition device is equal to or higher than a preset set NOx concentration threshold, the NOx storage reduction type An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, characterized in that it is configured to perform control to determine that ammonia is being generated in a catalytic device .
前記選択還元型触媒装置より上流側の前記排気通路に排気ガスの酸素濃度を取得する酸素濃度取得装置を備え、前記NOx吸蔵還元型触媒装置と前記選択還元型触媒装置の間の前記排気通路に排気ガスのNOx濃度を取得するNOx濃度取得装置とを備えるとともに、前記酸素濃度取得装置及び前記NOx濃度取得装置と電気的に接続された制御装置を備え、
前記制御装置が、
前記NOx吸蔵還元型触媒装置のリッチ還元制御を行っている場合で、
前記酸素濃度取得装置の取得値と前記NOx濃度取得装置の取得値とに基づいて、前記NOx吸蔵還元型触媒装置でアンモニアが生成されていると判定するときには、
前記NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニア量を算出するとともに、この算出値を基に前記選択還元型触媒装置のアンモニアの蓄積量を補正する制御を行うように構成されており、かつ、
前記内燃機関から排気される排気ガスのNOx濃度を取得するエンジン出口NOx濃度取得装置を備え、このエンジン出口NOx濃度取得装置を前記制御装置に電気的に接続するとともに、
前記制御装置が、
前記エンジン出口NOx濃度取得装置の取得値と前記NOx濃度取得装置の取得値との差に基づいて、あるいは、前記リッチ還元制御の開始時の前記NOx吸蔵還元型触媒装置のNOx吸蔵量に基づいて、前記NOx吸蔵還元型触媒装置で生成されるアンモニア量を算出する制御を行うように構成されていることを特徴とする内燃機関の排気ガス浄化システム。 An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising a NOx storage reduction catalyst device and a selective reduction catalyst device in this order from the upstream side in an exhaust passage of the internal combustion engine,
An oxygen concentration acquiring device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas is provided in the exhaust passage upstream of the selective catalytic reduction device, and the exhaust passage between the NOx storage reduction catalytic device and the selective catalytic reduction catalytic device is provided with an oxygen concentration acquisition device for acquiring an oxygen concentration of exhaust gas. a NOx concentration acquisition device for acquiring the NOx concentration of exhaust gas, and a control device electrically connected to the oxygen concentration acquisition device and the NOx concentration acquisition device,
The control device
When rich reduction control is being performed on the NOx storage reduction type catalyst device,
When determining that ammonia is generated in the NOx storage reduction catalyst device based on the acquired value of the oxygen concentration acquisition device and the acquired value of the NOx concentration acquisition device,
The amount of ammonia generated in the NOx storage reduction catalyst device is calculated, and based on the calculated value, control is performed to correct the accumulated amount of ammonia in the selective reduction catalyst device, and
An engine outlet NOx concentration acquiring device for acquiring the NOx concentration of exhaust gas discharged from the internal combustion engine is provided, and the engine outlet NOx concentration acquiring device is electrically connected to the control device,
The control device
Based on the difference between the acquired value of the engine outlet NOx concentration acquiring device and the acquired value of the NOx concentration acquiring device, or based on the NOx storage amount of the NOx storage reduction type catalyst device at the start of the rich reduction control 1. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, characterized in that it is configured to perform control for calculating the amount of ammonia generated by said NOx storage reduction type catalyst device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018184010A JP7206756B2 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2018184010A JP7206756B2 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2020051399A JP2020051399A (en) | 2020-04-02 |
JP7206756B2 true JP7206756B2 (en) | 2023-01-18 |
Family
ID=69996323
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2018184010A Active JP7206756B2 (en) | 2018-09-28 | 2018-09-28 | Exhaust gas purification system for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP7206756B2 (en) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP7347345B2 (en) * | 2020-06-23 | 2023-09-20 | いすゞ自動車株式会社 | Purification control device |
JP7247973B2 (en) * | 2020-06-23 | 2023-03-29 | いすゞ自動車株式会社 | Purification control device |
CN111828150B (en) * | 2020-07-16 | 2021-08-17 | 一汽解放汽车有限公司 | Control method for urea injection of engine post-processor |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014115303A1 (en) | 2013-01-25 | 2014-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust purification device for internal combustion engine |
JP2017036700A (en) | 2015-08-10 | 2017-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2018053882A (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
JP2018066324A (en) | 2016-10-19 | 2018-04-26 | マツダ株式会社 | Exhaust emission control device for engine |
JP2018087544A (en) | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
-
2018
- 2018-09-28 JP JP2018184010A patent/JP7206756B2/en active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2014115303A1 (en) | 2013-01-25 | 2014-07-31 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust purification device for internal combustion engine |
JP2017036700A (en) | 2015-08-10 | 2017-02-16 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2018053882A (en) | 2016-09-30 | 2018-04-05 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
JP2018066324A (en) | 2016-10-19 | 2018-04-26 | マツダ株式会社 | Exhaust emission control device for engine |
JP2018087544A (en) | 2016-11-29 | 2018-06-07 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust emission control device of internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2020051399A (en) | 2020-04-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5067614B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP6593374B2 (en) | NOx sensor diagnostic device and diagnostic method | |
US7162867B2 (en) | Exhaust gas purifying device for internal combustion engine | |
JP6287989B2 (en) | Abnormality diagnosis device for NOx storage reduction catalyst | |
JP6323354B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP5604953B2 (en) | Exhaust gas purification device and control method of exhaust gas purification device | |
US8336293B2 (en) | Exhaust gas purification system of an internal combustion engine | |
JP7206756B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
US9528412B2 (en) | Exhaust gas purification apparatus for internal combustion engine | |
JP2008133780A (en) | Device and method for diagnosing abnormality of nox sensor | |
JP6973195B2 (en) | Exhaust purification device, vehicle and exhaust purification control device | |
EP3401522B1 (en) | Exhaust gas control system for internal combustion engine and method of controlling exhaust gas control system for internal combustion engine | |
JP2007239472A (en) | Catalyst temperature estimation device for internal combustion engine | |
JP5761255B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2007170337A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP7197353B2 (en) | Diagnostic device and exhaust purification device for internal combustion engine | |
JP2010249076A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP7002312B2 (en) | Diagnostic device and exhaust purification device for internal combustion engine | |
US10494975B2 (en) | Engine control apparatus | |
KR102563490B1 (en) | Regeneration control method for improving durability of exhaust gas purification system | |
JP7106922B2 (en) | Engine exhaust gas state estimation method, catalyst abnormality determination method, and engine catalyst abnormality determination device | |
JP7124771B2 (en) | Lambda sensor response diagnostic method and exhaust purification system | |
JP7106923B2 (en) | Engine exhaust gas state estimation method, catalyst abnormality determination method, and engine catalyst abnormality determination device | |
JP7159584B2 (en) | Engine exhaust gas state estimation method, catalyst abnormality determination method, and engine catalyst abnormality determination device | |
JP2017218985A (en) | Control device of internal combustion engine system and internal combustion engine system |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210831 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20220722 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220802 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220914 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20221206 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20221219 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7206756 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |