JP7247973B2 - Purification control device - Google Patents
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Description
本開示は、浄化制御装置に関する。 The present disclosure relates to purification control devices.
従来から、例えば商用車などの車両において、排気ガスに含まれるNOX(窒素酸化物)を浄化するNOX吸蔵還元型触媒(LNT触媒、LNT:Lean NOX Trap)および選択還元型触媒(SCR触媒、SCR:Selective Catalytic Reduction)などの浄化装置が排気管に配置されており、この浄化装置を制御する浄化制御装置が実用化されている。 Conventionally, in vehicles such as commercial vehicles, for example, a NO X storage reduction catalyst (LNT catalyst, LNT: Lean NO X Trap) that purifies NO X (nitrogen oxide) contained in exhaust gas and a selective reduction catalyst (SCR A purification device such as a catalyst and SCR (Selective Catalytic Reduction) is arranged in an exhaust pipe, and a purification control device for controlling this purification device has been put into practical use.
ここで、LNT触媒においてアンモニア(NH3)が生成されるおそれがあり、そのアンモニアがLNT触媒からスリップすると、LNT触媒の下流側に配置されたSCR触媒に様々な影響を及ぼすおそれがある。例えば、LNT触媒からスリップしたアンモニアがSCR触媒にストレージされると、SCR触媒に対して過剰な還元剤が供給されることになり、SCR触媒からのアンモニアのスリップ量の増加およびNOXの浄化率の低下などを招くおそれがある。このため、LNT触媒からのアンモニアのスリップ量を算出することが求められている。 Here, ammonia (NH 3 ) may be generated in the LNT catalyst, and if the ammonia slips from the LNT catalyst, it may have various effects on the SCR catalyst arranged downstream of the LNT catalyst. For example, if the ammonia slipped from the LNT catalyst is stored in the SCR catalyst, an excessive reducing agent will be supplied to the SCR catalyst, and the ammonia slip amount from the SCR catalyst will increase and the NO X purification rate will increase. may lead to a decrease in Therefore, it is required to calculate the slip amount of ammonia from the LNT catalyst.
そこで、LNT触媒からのアンモニアのスリップ量を算出する技術として、例えば、特許文献1には、NOXの浄化率を向上しつつ、アンモニアのスリップを抑制する排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置は、LNT触媒におけるNOXの吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を算出する。
Therefore, as a technique for calculating the amount of slip of ammonia from the LNT catalyst, for example,
しかしながら、LNT触媒からのアンモニアのスリップは様々な要因で生じるため、特許文献1の装置ではアンモニアのスリップ量を正確に算出することが困難であった。
However, since slip of ammonia from the LNT catalyst occurs due to various factors, it is difficult to accurately calculate the slip amount of ammonia with the apparatus of
本開示は、NOX吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を正確に算出する浄化制御装置を提供することを目的とする。 An object of the present disclosure is to provide a purification control device that accurately calculates the slip amount of ammonia from the NO X storage reduction catalyst.
本開示に係る浄化制御装置は、内燃機関から排出されたNOXの浄化を制御する浄化制御装置であって、車両の排気管に設けられたNOX吸蔵還元型触媒の温度に基づいてNOX吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を算出すると共に、内燃機関における燃料の供給量に基づいてNOX吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量を算出し、NOX吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を補正する補正部を備えるものである。 A purification control device according to the present disclosure is a purification control device that controls purification of NO X discharged from an internal combustion engine, and is a purification control device that controls the purification of NO X based on the temperature of an NO X storage reduction catalyst provided in an exhaust pipe of a vehicle. The slip amount of ammonia from the storage reduction catalyst is calculated, the amount of sulfur stored in the NO X storage reduction catalyst is calculated based on the amount of fuel supplied to the internal combustion engine, and the sulfur storage amount in the NO X storage reduction catalyst is calculated. A correction unit is provided for correcting the slip amount of ammonia based on the amount.
本開示によれば、NOX吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を正確に算出することが可能となる。 According to the present disclosure, it is possible to accurately calculate the slip amount of ammonia from the NO X storage reduction catalyst.
以下、本開示に係る実施の形態を添付図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments according to the present disclosure will be described based on the accompanying drawings.
(実施の形態1)
図1に、本開示の実施の形態1に係る浄化制御装置を備えた車両の構成を示す。車両は、内燃機関1と、吸気管2と、排気管3と、内燃機関制御部4と、浄化装置5とを有する。なお、車両としては、例えば、トラックなどの商用車が挙げられる。
(Embodiment 1)
FIG. 1 shows the configuration of a vehicle equipped with a purification control device according to
内燃機関1は、車両を駆動するためのもので、例えば、吸気行程、圧縮行程、膨張行程および排気行程の4つの行程を繰り返す、いわゆる4ストローク機関から構成されている。内燃機関1としては、例えば、ディーゼルエンジンなどが挙げられる。
The
吸気管2は、先端部が内燃機関1の吸気口に接続され、外部から吸入された空気を内燃機関1に供給する流路である。
排気管3は、内燃機関1の排気口から外部に延びるように配置され、内燃機関1から排出される排気ガスを外部に排出する流路である。
The
The
内燃機関制御部4は、内燃機関1を制御するもので、内燃機関1および浄化装置5の浄化制御部12にそれぞれ接続されている。内燃機関制御部4は、例えば、吸気の流量、排気ガスの流量、燃料の供給量およびエンジン回転数などを制御する。なお、燃料としては、例えば軽油が挙げられる。
The internal combustion
浄化装置5は、NOX吸蔵還元型触媒(LNT触媒)6と、選択還元型触媒(SCR触媒)7と、浄化制御装置8とを有する。
The
LNT触媒6は、排気管3内に配置され、排気ガスに含まれるNOXを吸蔵および還元して浄化する。例えば、LNT触媒6は、白金などの貴金属触媒と、バリウムなどのアルカリ土類金属などで形成されるNOX吸蔵材とを担体に担持させた成型体から構成することができる。これにより、排気ガスがリーン空燃比、すなわちストイキ空燃比(空気過剰率=1)より燃料比率が低い空燃比のときに、排気ガスに含まれるNOXがNOX吸蔵材に吸蔵される。そして、排気ガスがリッチ空燃比、すなわちストイキ空燃比より燃料比率が高い空燃比にされると、酸素濃度が減少すると共に一酸化炭素および炭化水素などの還元剤量が増加するため、貴金属触媒の三元機能により、NOX吸蔵材に吸蔵されたNOXが還元剤と反応して窒素などに還元されて浄化する。
The
SCR触媒7は、排気管3内においてLNT触媒6の下流側に配置され、還元剤の供給により排気ガスに含まれるNOXを還元して浄化する。例えば、SCR触媒7は、鉄イオン交換アルミノシリケートおよび銅イオン交換アルミノシリケートなどのゼオライト触媒などから構成することができる。これにより、例えば、尿素水が還元剤として排気管3内に供給されると、その尿素水が排気ガスの高温な熱で熱分解および加水分解されてアンモニアが生成され、生成されたアンモニアがSCR触媒7にストレージされる。そして、SCR触媒7は、ストレージされたアンモニアで排気ガスに含まれるNOXを窒素などに還元して浄化する。
The
浄化制御装置8は、入口ラムダセンサ9aと、出口ラムダセンサ9bと、温度センサ10a~10cと、供給部11と、浄化制御部12とを有する。また、浄化制御部12は、空燃比制御部13と、補正部14と、供給制御部15とを有する。空燃比制御部13は、補正部14を介して供給制御部15に接続されている。また、空燃比制御部13は、入口ラムダセンサ9a、出口ラムダセンサ9b、温度センサ10aおよび10bにそれぞれ接続されている。また、供給制御部15は、温度センサ10cおよび供給部11にそれぞれ接続されている。さらに、空燃比制御部13、補正部14および供給制御部15は、それぞれ、内燃機関制御部4に接続されている。
The
入口ラムダセンサ9aは、排気管3においてLNT触媒6の上流側に配置され、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比を検出する。すなわち、入口ラムダセンサ9aは、LNT触媒6がNOXと反応する前の空燃比を検出する。
The
出口ラムダセンサ9bは、排気管3においてLNT触媒6の下流側に配置され、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比を検出する。すなわち、出口ラムダセンサ9bは、LNT触媒6がNOXと反応した後の空燃比を検出する。
The
温度センサ10aは、排気管3においてLNT触媒6の上流側に配置され、LNT触媒6に流入する排気ガスの温度を検出する。
温度センサ10bは、排気管3においてLNT触媒6の下流側に配置され、LNT触媒6から流出する排気ガスの温度を検出する。
The
The
温度センサ10cは、排気管3においてSCR触媒7の上流側に配置され、SCR触媒7に流入する排気ガスの温度を検出する。
The
供給部11は、排気管3においてSCR触媒7の上流側に配置され、SCR触媒7に対して還元剤を供給する。還元剤としては、アンモニアなどのNOXを直接還元するものだけでなく、その前駆体、例えばアンモニアの前駆体である尿素水なども含むものである。
The
空燃比制御部13は、入口ラムダセンサ9a、出口ラムダセンサ9b、温度センサ10aおよび10bで検出される検出値に基づいて、内燃機関制御部4を介してLNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比を調節し、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵および還元を制御する。
The air-fuel ratio control unit 13 controls the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the
補正部14は、温度センサ10aで検出されるLNT触媒6の入口温度に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を算出する。また、補正部14は、内燃機関制御部4から得られる内燃機関1における燃料の供給量に基づいて、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量を算出する。そして、補正部14は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を補正する。
The
供給制御部15は、温度センサ10cで検出される温度に基づいて、SCR触媒7におけるアンモニアのストレージ容量に応じた量の還元剤を噴射するように供給部11を制御する。このとき、供給制御部15は、補正部14で補正されたLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量に基づいて、SCR触媒7に対する供給部11からの還元剤の供給量を制御する。
Based on the temperature detected by the
なお、内燃機関制御部4、浄化制御部12、空燃比制御部13、補正部14および供給制御部15の機能は、コンピュータプログラムにより実現させることもできる。例えば、コンピュータの読取装置が、内燃機関制御部4、浄化制御部12、空燃比制御部13、補正部14および供給制御部15の機能を実現するためのプログラムを記録した記録媒体からそのプログラムを読み取り、記憶装置に記憶させる。そして、CPUが、記憶装置に記憶されたプログラムをRAMにコピーし、そのプログラムに含まれる命令をRAMから順次読み出して実行することにより、内燃機関制御部4、浄化制御部12、空燃比制御部13、補正部14および供給制御部15の機能を実現することができる。
The functions of the internal combustion
次に、本実施の形態の動作について説明する。 Next, the operation of this embodiment will be described.
まず、図1に示すように、内燃機関制御部4が内燃機関1を制御して車両が走行されると、内燃機関1で生じた排気ガスが排気管3を流通して外部に排出される。例えば、内燃機関1では、リーン空燃比の排気ガスが生成され、この排気ガスが排気管3に配置されたLNT触媒6を流通することにより、排気ガスに含まれるNOXがLNT触媒6で順次吸蔵される。
First, as shown in FIG. 1, when the internal combustion
このLNT触媒6におけるNOXの吸蔵量は、空燃比制御部13で算出される。空燃比制御部13は、例えば、内燃機関制御部4から順次入力される内燃機関1の吸気の流量などに基づいて、排気ガスにおけるNOXの含有量を算出し、このNOXの含有量に基づいてLNT触媒6におけるNOXの吸蔵量を算出することができる。また、空燃比制御部13は、図示しないNOXセンサでLNT触媒6に流入する排気ガスのNOX量を検出し、そのNOX量に基づいてLNT触媒6におけるNOXの吸蔵量を算出することもできる。
The amount of NO X stored in this
空燃比制御部13は、算出されるNOXの吸蔵量が所定の値を超えた場合には、図2に示すように、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1を時間T1でリッチ空燃比、例えば空気過剰率約0.95に低下させる。
なお、NOXの吸蔵量における所定の値は、例えば、LNT触媒6に吸蔵可能なNOXの容量に基づいて設定することができる。また、LNT触媒6に流入する排気ガスがリッチ空燃比に制御される時間T1から時間T3の期間をリッチ期間とする。
When the calculated NO X storage amount exceeds a predetermined value, as shown in FIG. The air-fuel ratio is reduced to, for example, an excess air ratio of about 0.95.
The predetermined value of the amount of NO X stored can be set based on the amount of NO X that can be stored in the
このように、LNT触媒6に流入する排気ガスが、リッチ空燃比とされることで、リーン空燃比と比べて、酸素濃度が減少すると共に一酸化炭素および炭化水素などの還元剤が増加することになる。これにより、LNT触媒6に吸蔵されたNOXを放出および還元して窒素、水および二酸化炭素などの物質に浄化することができる。
In this way, the exhaust gas flowing into the
このとき、LNT触媒6によるNOXの放出および還元に応じて酸素が生成される。このため、LNT触媒6の下流側に配置された出口ラムダセンサ9bで検出される空燃比R2は、入口ラムダセンサ9aで検出される空燃比R1より高い値、例えば空気過剰率が約1.0のストイキ空燃比で維持されることになる。そして、NOXの浄化が進んでリッチ期間の後半になると、LNT触媒6に吸蔵されたNOXが減少して、LNT触媒6の還元量も時間T2で低下する。この還元量の低下によりLNT触媒6の周囲から酸素が減少し、LNT触媒6から放出されるNOX、例えばNO2がH2などと反応してアンモニアNを生成して、LNT触媒6からアンモニアNがスリップすることになる。
At this time, oxygen is produced in response to NO X release and reduction by the
そこで、空燃比制御部13は、LNT触媒6からのアンモニアNのスリップ量の変動に影響するLNT触媒6の入口温度を温度センサ10aで検出して補正部14に出力する。このとき、空燃比制御部13は、排気ガスの流量を内燃機関制御部4から取得し、その排気ガスの流量を補正部14に出力することが好ましい。
また、空燃比制御部13は、内燃機関1における燃料の供給量を内燃機関制御部4から取得し、その燃料の供給量を補正部14に出力する。
Therefore, the air-fuel ratio control unit 13 detects the inlet temperature of the
The air-fuel ratio control unit 13 also acquires the amount of fuel supplied to the
補正部14には、図3に示すように、LNT触媒6の入口温度および排気ガスの流量に対するLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量の変化を示すベースマップが予め保存されている。このベースマップは、例えばLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が最大となる条件で、実験およびシミュレーションなどに基づいて、LNT触媒6の入口温度および排気ガスの流量を変化させたときのアンモニアのスリップ量を算出して作成することができる。なお、アンモニアのスリップ量の変動に関する条件としては、例えば、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量およびLNT触媒6の内部温度などが挙げられる。
As shown in FIG. 3, the
このベースマップは、LNT触媒6の入口温度C1およびC3に対してその間の入口温度C2近傍で、アンモニアのスリップ量が最大となる山型の分布を示す。また、ベースマップは、排気ガスの流量が増えるほどアンモニアのスリップ量が増加する分布を示す。
This base map shows a mountain-shaped distribution in which the slip amount of ammonia is maximized near the inlet temperature C2 between the inlet temperatures C1 and C3 of the
補正部14は、空燃比制御部13から出力されたリッチ期間におけるLNT触媒6の入口温度と排気ガスの流量とに基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をベースマップから算出する。
Based on the inlet temperature of the
さらに、補正部14は、空燃比制御部13から出力された内燃機関1における燃料の供給量に基づいてLNT触媒6における硫黄の吸蔵量、例えばSOX(硫黄酸化物)の吸蔵量を算出する。このとき、補正部14は、LNT触媒6にNOXを吸蔵するリーン空燃比期間における燃料の供給量に基づいて硫黄の吸蔵量を算出することが好ましい。硫黄の吸蔵量は、例えば、下記式(1)で算出することができる。
Further, the
硫黄の吸蔵量=燃料における硫黄の重量濃度×内燃機関1における燃料の供給量×燃料の比重 ・・・(1)
なお、燃料における硫黄の重量濃度および燃料の比重は、燃料の規格に応じて補正部14に予め設定することができる。
Amount of sulfur stored=weight concentration of sulfur in fuel×amount of fuel supplied to
The weight concentration of sulfur in the fuel and the specific gravity of the fuel can be set in advance in the
ここで、実際に、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に対するLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、硫黄の吸蔵量が多いほどアンモニアのスリップ量が減少することがわかった。これは、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量が多い場合には、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量が低下し、これに伴ってNOXの還元量が低下することで、LNT触媒6におけるアンモニアの生成量が減少したものと考えられる。そこで、補正部14は、算出されたLNT触媒6における硫黄の吸蔵量が多いほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が低下するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
Here, when the slip amount of ammonia from the
例えば、補正部14には、図4に示すように、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量が多いほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が低下するように設定されている。
For example, as shown in FIG. 4, the
補正部14は、上記式(1)で算出された硫黄の吸蔵量に対応する補正係数を求め、ベースマップに基づいて算出されたLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量に補正係数を乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
The
ここで、硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、LNT触媒6の入口温度および排気ガスの流量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部14は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に基づいてLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を補正することで、その値を正確に算出することができる。
さらに、補正部14は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に補正係数を乗算して補正するため、アンモニアのスリップ量を容易に算出することができる。
Here, the change in the ammonia slip amount according to the amount of sulfur stored is due to a factor different from the change in the ammonia slip amount according to the inlet temperature of the
Furthermore, since the
このようにして、補正部14は、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を補正すると、そのアンモニアのスリップ量を供給制御部15に出力する。
After correcting the slip amount of ammonia from the
続いて、供給制御部15が、補正部14で算出されたLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量に基づいて、SCR触媒7におけるアンモニアのストレージ量を算出し、そのアンモニアのスリップ量に基づいて尿素水の供給量を算出する。例えば、供給制御部15は、LNT触媒6からスリップしたアンモニア量を尿素水に換算した換算量、すなわちスリップしたアンモニア量を生成するための尿素水の量を算出する。そして、供給制御部15は、換算された尿素水の量が増加するのに応じて尿素水の供給量を減少させる。
Subsequently, the
そして、供給制御部15は、例えば、温度センサ10cで検出される温度がSCR触媒7の還元反応に適した範囲内となると、算出された供給量の尿素水を供給部11からSCR触媒7に供給させる。供給部11から供給された尿素水は、排気ガスの熱で熱分解および加水分解されてアンモニアが生成され、そのアンモニアがLNT触媒6からスリップしたアンモニアと共にSCR触媒7にストレージされる。そして、排気ガスに含まれるNOXが、SCR触媒7にストレージされたアンモニアで窒素などに還元されて浄化される。
Then, for example, when the temperature detected by the
このように、供給制御部15が、補正部14で補正されたLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量に基づいて、SCR触媒7に対する尿素水の供給量を算出する。これにより、SCR触媒7に適量のアンモニアをストレージすることができ、NOXの浄化率を向上させると共に、SCR触媒7からのアンモニアのスリップを抑制することができる。
Thus, the
本実施の形態によれば、補正部14が、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に基づいてアンモニアのスリップ量を補正するため、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を正確に算出することができる。
According to the present embodiment, since the correcting
(実施の形態2)
以下、本開示の実施の形態2について説明する。ここでは、上記の実施の形態1との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 2)
A second embodiment of the present disclosure will be described below. Here, differences from the first embodiment will be mainly described, and common reference numerals will be used for common points with the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
上記の実施の形態1では、補正部14は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量のみに基づいてLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を補正したが、硫黄の吸蔵量とLNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1とに基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を補正することもできる。
In the first embodiment described above, the
例えば、補正部14は、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1を取得し、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1が大きいほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が低下するように補正することができる。
For example, the
ここで、実際に、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1に対するLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1が大きいほどアンモニアのスリップ量が減少することがわかった。これは、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1が大きくなると、排気ガスの酸素濃度が増加して、LNT触媒6に吸蔵されたNOXが水素などと反応するのを抑制し、LNT触媒6におけるアンモニアの生成量が減少したものと考えられる。そこで、補正部14は、取得されたLNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1が大きいほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が低下するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
Here, when the slip amount of ammonia from the
例えば、補正部14には、図5に示すように、入口ラムダセンサ9aの空燃比R1、すなわちLNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1が大きいほど、アンモニアのスリップ量が低下するように設定されている。
For example, as shown in FIG. 5, the
補正部14は、リッチ期間において入口ラムダセンサ9aで検出される空燃比R1を取得し、その空燃比R1に対応する補正係数を求める。このとき、補正部14は、リッチ期間において、LNT触媒6に吸蔵されたNOXの減少に応じて還元量が低下する時間T2から時間T3の間の空燃比R1を取得して補正係数を求めることが好ましい。そして、補正部14は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数に加えて、入口ラムダセンサ9aの空燃比R1に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
The
ここで、空燃比R1に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部14は、空燃比R1に基づいてLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することで、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
Here, the change in the ammonia slip amount according to the air-fuel ratio R1 is due to a factor different from the change in the ammonia slip amount according to the sulfur storage amount in the
本実施の形態によれば、補正部14が、LNT触媒6に流入する排気ガスの空燃比R1が大きいほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が低下するようにさらに補正するため、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
According to the present embodiment, the
(実施の形態3)
以下、本開示の実施の形態3について説明する。ここでは、上記の実施の形態1および2との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1および2との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 3)
A third embodiment of the present disclosure will be described below. Here, the points of difference from the first and second embodiments will be mainly described, and the points in common with the first and second embodiments will be described in detail using common reference numerals. omitted.
上記の実施の形態1および2において、補正部14は、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することもできる。
In
例えば、補正部14は、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2を取得し、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2がストイキ空燃比から低下するほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正することができる。
For example, the
ここで、実際に、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2に対するLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、空燃比R2がストイキ空燃比から低下するほどアンモニアのスリップ量が増加することがわかった。これは、空燃比R2がストイキ空燃比より小さくなると、LNT触媒6内の酸素濃度が大きく低下するため、LNT触媒6に吸蔵されたNOXが水素などと反応して、LNT触媒6におけるアンモニアの生成量が増加したものと考えられる。そこで、補正部14は、取得された空燃比R2がストイキ空燃比から低下するほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
Here, when the slip amount of ammonia from the
例えば、補正部14には、図6に示すように、出口ラムダセンサ9bの空燃比R2、すなわちLNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2がストイキ空燃比から低下するほど、アンモニアのスリップ量が増加するように設定されている。
For example, as shown in FIG. 6, the
補正部14は、リッチ期間において出口ラムダセンサ9bで検出される排気ガスの空燃比R2を取得し、その空燃比R2に対応する補正係数を求める。このとき、補正部14は、リッチ期間において、LNT触媒6に吸蔵されたNOXの減少に応じて還元量が低下する時間T2から時間T3の間の空燃比R2を取得して補正係数を求めることが好ましい。そして、補正部14は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数と、空燃比R1に対応する補正係数とに加えて、出口ラムダセンサ9bの空燃比R2に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
The
ここで、空燃比R2に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部14は、空燃比R2に基づいてLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を補正することで、そのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
Here, the change in the ammonia slip amount according to the air-fuel ratio R2 is due to a factor different from the change in the ammonia slip amount according to the sulfur storage amount in the
本実施の形態によれば、補正部14が、LNT触媒6から流出する排気ガスの空燃比R2がストイキ空燃比から低下するほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正するため、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
According to the present embodiment, the
(実施の形態4)
以下、本開示の実施の形態4について説明する。ここでは、上記の実施の形態1~3との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1~3との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 4)
A fourth embodiment of the present disclosure will be described below. Here, the description will focus on the differences from the first to third embodiments described above, and the common points with the first to third embodiments will be described in detail using common reference numerals. omitted.
上記の実施の形態1~3において、補正部14は、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することもできる。
In
例えば、補正部14は、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量を取得し、NOXの吸蔵量が多いほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正することができる。
For example, the
ここで、実際に、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量に対するLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、吸蔵量が多いほどアンモニアのスリップ量が増加することがわかった。これは、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量が多いほどNOXの還元量が増加し、これに伴ってLNT触媒6におけるアンモニアの生成量も増加したものと考えられる。そこで、補正部14は、取得されたNOXの吸蔵量が多いほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量を補正する。
Here, when the amount of ammonia slip from the
例えば、補正部14には、図7に示すように、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量が多いほど、アンモニアのスリップ量が増加するように設定されている。
For example, as shown in FIG. 7, the
補正部14は、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量を取得し、そのNOXの吸蔵量に対応する補正係数を求める。補正部14は、例えば、LNT触媒6に流入する排気ガスのNOX濃度と、内燃機関1における吸気の流量とに基づいて、NOXの吸蔵量を算出することができる。このとき、補正部14は、LNT触媒6にNOXを吸蔵するリーン空燃比期間における排気ガスのNOX濃度と吸気の流量とを取得して補正係数を求めることが好ましい。
なお、排気ガスのNOX濃度は、内燃機関1における燃料の供給量などに基づいて算出することができ、またはLNT触媒6の上流側にNOXセンサを配置して取得することもできる。また、吸気の流量は、内燃機関制御部4から取得することができる。
The
The NO X concentration of the exhaust gas can be calculated based on the amount of fuel supplied to the
そして、補正部14は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数と、空燃比R1に対応する補正係数と、空燃比R2に対応する補正係数とに加えて、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
Then, the
ここで、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量は、NOXの吸蔵量に応じて大きく変化する。このため、補正部14は、LNT触媒6におけるNOXの吸蔵量に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することで、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
Here, the slip amount of ammonia from the
本実施の形態によれば、補正部14が、NOXの吸蔵量が多いほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するようにさらに補正するため、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
According to the present embodiment, the
(実施の形態5)
以下、本開示の実施の形態5について説明する。ここでは、上記の実施の形態1~4との相違点を中心に説明し、上記の実施の形態1~4との共通点については、共通の参照符号を使用して、その詳細な説明を省略する。
(Embodiment 5)
A fifth embodiment of the present disclosure will be described below. Here, the description will focus on the differences from the above-described
上記の実施の形態1~4において、補正部14は、LNT触媒6の内部温度に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することもできる。
In
例えば、補正部14は、LNT触媒6の内部温度を取得し、LNT触媒6の内部温度が高いほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正することができる。
For example, the
ここで、実際に、LNT触媒6の内部温度に対するLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量を測定したところ、LNT触媒6の内部温度が高いほどアンモニアのスリップ量が増加することがわかった。これは、LNT触媒6の内部温度がNOXとの反応に影響し、NOXの放出速度と還元速度との関係により、LNT触媒6の内部温度が高いほどアンモニアの生成量が増加したものと考えられる。そこで、補正部14は、取得されたLNT触媒6の内部温度が高いほど、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように、ベースマップから算出されたアンモニアのスリップ量をさらに補正する。
Here, when the slip amount of ammonia from the
例えば、補正部14には、図8に示すように、LNT触媒6の内部温度に対する補正係数の値が実験およびシミュレーションなどに基づいて予め設定されている。この補正係数は、LNT触媒6の内部温度が高いほど、アンモニアのスリップ量が増加するように設定されている。
For example, as shown in FIG. 8, correction coefficient values for the internal temperature of the
補正部14は、リッチ期間におけるLNT触媒6の内部温度を取得し、その内部温度に対応する補正係数を求める。LNT触媒6の内部温度は、例えば、温度センサ10aおよび温度センサ10bで検出された温度の差分に対して、排気ガスの流量に応じた温度センサ10aおよび10bの応答遅れを乗算して算出することができる。このとき、補正部14は、リッチ期間において、LNT触媒6に吸蔵されたNOXの減少に応じて還元量が低下する時間T2から時間T3の間にLNT触媒6の内部温度を取得して補正係数を求めることが好ましい。
The
そして、補正部14は、ベースマップに基づいて算出されたアンモニアのスリップ量に対して、硫黄の吸蔵量に対応する補正係数と、空燃比R1に対応する補正係数と、空燃比R2に対応する補正係数と、NOXの吸蔵量に対応する補正係数とに加えて、LNT触媒6の内部温度に対応する補正係数をさらに乗算することでアンモニアのスリップ量を補正する。
Then, the
ここで、LNT触媒6の内部温度に応じたアンモニアのスリップ量の変化は、LNT触媒6における硫黄の吸蔵量に応じたアンモニアのスリップ量の変化とは異なる要因によるものである。このため、補正部14は、LNT触媒6の内部温度に基づいて、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をさらに補正することで、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
Here, the change in the ammonia slip amount according to the internal temperature of the
本実施の形態によれば、補正部14が、LNT触媒6の内部温度が高いほどLNT触媒6からのアンモニアのスリップ量が増加するように補正するため、LNT触媒6からのアンモニアのスリップ量をより正確に算出することができる。
According to the present embodiment, the
なお、上記の実施の形態1~5では、供給制御部15が、補正部14で補正されたアンモニアのスリップ量に基づいてSCR触媒7に対する還元剤の供給量を制御したが、NOXの浄化を制御できればよく、これに限られるものではない。
例えば、浄化制御部12が、補正部14で補正されたアンモニアのスリップ量に基づいて、内燃機関1から排出されるNOXの量を制御することにより、SCR触媒7におけるNOXの浄化を制御することもできる。
In
For example, the
また、上記の実施の形態1~5では、浄化制御部12は、補正部14で補正されたアンモニアのスリップ量に基づいてSCR触媒7におけるNOXの浄化を制御したが、補正部14で補正されたアンモニアのスリップ量を用いることができればよく、SCR触媒7に限られるものではない。
In the first to fifth embodiments described above, the
その他、上記の実施の形態は、何れも本発明の実施をするにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。例えば、上記の実施の形態で説明した各部の形状や個数などについての開示はあくまで例示であり、適宜変更して実施することができる。 In addition, the above-described embodiments are merely examples of specific implementations of the present invention, and the technical scope of the present invention should not be construed to be limited by these. be. Thus, the invention may be embodied in various forms without departing from its spirit or essential characteristics. For example, the disclosure of the shape, number, etc. of each part described in the above embodiment is merely an example, and can be implemented with appropriate modifications.
本開示に係る浄化制御装置は、NOXの浄化を制御する装置に利用できる。 The purification control device according to the present disclosure can be used as a device for controlling purification of NO X.
1 内燃機関
2 吸気管
3 排気管
4 内燃機関制御部
5 浄化装置
6 NOX吸蔵還元型触媒
7 選択還元型触媒
8 浄化制御装置
9a 入口ラムダセンサ
9b 出口ラムダセンサ
10a~10c 温度センサ
11 供給部
12 浄化制御部
13 空燃比制御部
14 補正部
15 供給制御部
N アンモニア
R1,R2 空燃比
T1~T3 時間
C1~C3 温度
1
Claims (7)
車両の排気管に設けられたNOX吸蔵還元型触媒の温度に基づいて前記NOX吸蔵還元型触媒からのアンモニアのスリップ量を算出すると共に、内燃機関における燃料の供給量に基づいて前記NOX吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量を算出し、前記NOX吸蔵還元型触媒における硫黄の吸蔵量に基づいて前記アンモニアのスリップ量を補正する補正部を備える浄化制御装置。 A purification control device for controlling purification of NO X emitted from an internal combustion engine,
A slip amount of ammonia from the NO X storage reduction catalyst is calculated based on the temperature of the NO X storage reduction type catalyst provided in the exhaust pipe of the vehicle, and the NO X storage reduction type catalyst is calculated based on the fuel supply amount in the internal combustion engine. A purification control device comprising a correction unit that calculates the amount of sulfur stored in a storage reduction catalyst and corrects the ammonia slip amount based on the amount of sulfur stored in the NOx storage reduction catalyst.
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