KR20010076267A - 엔진의 배기 정화 장치 - Google Patents

엔진의 배기 정화 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20010076267A
KR20010076267A KR1020010002234A KR20010002234A KR20010076267A KR 20010076267 A KR20010076267 A KR 20010076267A KR 1020010002234 A KR1020010002234 A KR 1020010002234A KR 20010002234 A KR20010002234 A KR 20010002234A KR 20010076267 A KR20010076267 A KR 20010076267A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
nox
oxygen
amount
absorbent
oxygen concentration
Prior art date
Application number
KR1020010002234A
Other languages
English (en)
Inventor
다가주니치
요코타가즈야
구지요우이치
구로키마사유키
Original Assignee
제임스 이. 미러
마츠다 가부시키가이샤
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 제임스 이. 미러, 마츠다 가부시키가이샤 filed Critical 제임스 이. 미러
Publication of KR20010076267A publication Critical patent/KR20010076267A/ko

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/005—Electrical control of exhaust gas treating apparatus using models instead of sensors to determine operating characteristics of exhaust systems, e.g. calculating catalyst temperature instead of measuring it directly
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/007—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring oxygen or air concentration downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0814—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents combined with catalytic converters, e.g. NOx absorption/storage reduction catalysts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0828—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents characterised by the absorbed or adsorbed substances
    • F01N3/0842—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/03—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems of sorbing activity of adsorbents or absorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/14—Nitrogen oxides
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2570/00—Exhaust treating apparatus eliminating, absorbing or adsorbing specific elements or compounds
    • F01N2570/16—Oxygen
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B75/00—Other engines
    • F02B75/12—Other methods of operation
    • F02B2075/125—Direct injection in the combustion chamber for spark ignition engines, i.e. not in pre-combustion chamber
    • 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
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

소정량의 NOx 흡수재와 다량의 산소 흡수재가 배기통로에 배치되어 있는 경우에도 상기 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있도록 한다. 산소 농도 검출 수단(11)의 검출 신호에 따라 제 1 및 제 2 기준 시간중에 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단(22)과, 제 1 및 제 2 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 및 제 2 추정값을 엔진의 운전 상태에 따라 구하는 NOx량 추정 수단(23)과, 상기 흡수량 검출 수단(22)에 의해서 검출된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량과 NOx량 추정 수단(23)에 의해서 구해진 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값에 따라서 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 열화 판정 수단(24)을 설치했다.

Description

엔진의 배기 정화 장치{EXHAUST CLEANING DEVICE OF AN ENGINE}
본 발명은 자동차 등에 탑재되는 엔진의 배기 정화 장치에 관한 것이다.
종래, 배기통로에 설치된 NOx 흡수재의 열화를 판정하기 위해서, 이 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 검출이 실행되고 있다. 이 NOx 흡수량은 NOx 흡수재로부터 방출된 NOx가 환원됨에 따라서 변화하는 배기 가스중의 산소 농도를 조사함으로써 알 수 있다. 그러나, 상기 NOx 흡수재가 설치된 배기 가스 정화 촉매에는 산소도 흡수되기 때문에, 단순히 상기 산소 농도의 변화를 검출하는 것만으로는 이 산소 농도의 변화가 상기 NOx의 방출에 따른 것인지, 흡수된 산소의 방출에 의한 것인지를 구별할 수 없어, 상기 NOx의 흡수량을 정확하게 검출할 수 없다.
그래서, 예컨대 일본 특허 공개 공보 제96-260949호에 도시된 바와 같이, 배기 가스의 공연비가 린(lean)한 때에 NOx를 흡수함과 동시에 산소를 저장하고, 배기 가스의 공연비가 리치(rich)해지면 흡수한 NOx 및 저장한 산소를 방출하는 NOx 흡수재를 배기통로내에 배치하고, NOx 흡수재 하류의 배기통로내에 공연비에 따른 출력 신호를 발생하는 공연비 센서를 배치하고, 또한 NOx 흡수재에 흡수되어 있는 NOx량이 약 0이라고 간주될 때에, 구체적으로는 단시간만 공연비를 린하게 했을 때에 공연비가 린에서 리치로 전환하는 공연비 전환 수단과, NOx 흡수재에 유입되는 배기 가스의 공연비를 린에서 리치로 전환한 후의 공연비의 출력 신호에 근거하여 NOx 흡수재에 저장되어 있는 산소량을 검출하는 저장 산소량 검출 수단을 구비한NOx 흡수재의 열화 검출 장치에 있어서, 공연비 전환 수단에 의해서 긴 시간에 걸쳐 공연비를 린하게 한 후에, NOx 흡수재에 유입하는 배기 가스의 공연비가 린에서 리치로 전환된 후의 공연비 센서의 출력 신호에 근거하여 NOx 흡수재에 저장되어 있는 산소량과 NOx 흡수재에 흡수되어 있는 NOx량의 합을 검출하고, 이 값으로부터 상기 저장 산소량을 감산함으로써, NOx 흡수재에 흡수되어 있는 NOx 흡수량을 산출하는 것이 실행되고 있다.
상기 공보에 개시된 NOx 흡수재의 열화 검출 장치에서는 NOx 흡수재가 포화량의 산소를 저장하는 데 필요한 시간이 짧고, 이 동안에 NOx 흡수재에는 NOx가 거의 흡수되지 않는다고 생각하여, 단시간만 공연비를 린하게 한 후에 리치로 전환했을 때의 배기 가스의 공연비 변화에 따라 검출된 값을 저장 산소량으로 간주하고, 이 값과 상기 산소량 및 NOx량의 합에 따라서 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량을 산출하도록 구성되어 있다. 그러나, 상기 시간이 짧은 경우에 있어서도 상기 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량은 0이 아니고, 이 NOx 흡수재로부터 방출된 NOx가 환원됨에 따라 산소가 발생하기 때문에, 상기 저장 산소량의 검출 오차가 발생하는 것에 기인하여 상기 NOx 흡수재의 열화 판정의 정밀도가 저하하는 것을 피할 수 없다고 하는 문제가 있다.
또한, 소정량의 NOx 흡수재와 산소 흡수재가 배기통로에 배치된 엔진의 배기 정화 장치에서는 산소 흡수재의 기능이 열화하면, 상기 공보에 개시되는 것과 같은 NOx 흡수량의 산출이 정확하게 실행되지 않는다고 하는 문제도 있다.
본 발명은 이러한 사정에 비추어 소정량의 NOx 흡수재와 다량의 산소 흡수재가 배기통로에 배치되어 있는 경우에 있어서도, 상기 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있는 엔진의 배기 정화 장치를 제공하는 것이다.
청구항 1에 관한 발명은 배기통로에 배치되고 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 NOx를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 NOx를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 NOx 흡수재와, 배기통로에 배치된 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 산소를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 산소를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 산소 흡수재와, 배기통로내의 산소 농도를 제어하는 산소 농도 제어 수단과, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 하류측에 배치된 산소 농도 검출 수단과, 상기 산소 농도 제어 수단에 의한 산소 농도의 제어가 실행됨으로써, NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 사전에 설정된 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량을 검출함과 동시에, 상기 산소 농도가 제 1 기준 시간보다 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단과, 상기 제 1 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 2 추정값을 엔진의 운전 상태에 따라 구하는 NOx량 추정 수단과, 상기 흡수량 검출 수단에 의해 검출된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량과 상기 NOx량 추정 수단에 의해 구하는 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값에 따라서 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 열화 판정 수단을 구비한 것이다.
상기 구성에 의하면, 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량과, NOx량 추정 수단에 의해 구해진 NOx 흡수원의 제 1 및 제 2 추정값에 따라서 상기 NOx 흡수재의 열화 판정이 실행됨으로써, 상기 제 1 기준 시간내에 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량을 가미한 상기 NOx 흡수재의 열화 판정이 적정하게 실행되게 된다. 또한, 예컨대 NOx 흡수재의 상류측에 삼원 촉매가 배치되어 있는 경우에, 산소 흡수재로부터 배출된 산소와 배기 가스중의 미연소 연료를 반응시킴으로써, 저온 상태의 삼원 촉매를 효과적으로 활성화할 수 있도록 하기 위해서, 이 삼원 촉매에 다량의 산소 흡수재를 배치한 최근의 배기 가스 정화 장치에서는 상기 산소 흡수재를 포화 상태로 하기 위해서 설정된 상기 저장 산소량의 산출 기준 시간을 그 만큼 짧게 할 수 없는 것에 기인하여, 상기 산출 기준 시간내에 일정량의 NOx가 상기 NOx 흡수재에 흡수됨으로써, 상기 저장 산소량의 정확한 검출이 불가능해지고, 상기 NOx 흡수재에 열화가 발생하고 있음에도 불구하고 열화하지 않았다고 오판정되기 쉽다고 하는 문제가 있지만, 이 문제도 상기 구성을 채용함으로써 해소되게 된다.
청구항 2에 관한 발명은 상기 청구항 1에 기재된 엔진의 배기 정화 장치에 있어서, 상기 열화 판정 수단은 흡수량 검출 수단에 의해 검출된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량과 제 1 흡수량의 편차와, NOx량 추정 수단에 의해 구해진 NOx량의 제 2추정값과 제 1 추정값의 편차에 따라서 NOx 흡수재의 열화 판정을 하도록 구성된 것이다.
상기 구성에 의하면, 흡수량 검출 수단에 의해 검출된 상기 NOx 및 산소의 제 2 흡수량과 제 1 흡수량의 편차와, 상기 NOx량 추정 수단에 의해 구해진 NOx량의 제 2 추정값과 제 1 추정값의 편차의 비율 등에 근거하여, 상기 NOx 흡수재에 적정량의 NOx가 흡수되어 있는가 아닌가의 열화 판정이 상기 열화 판정 수단에 있어서 적정하게 실행되게 된다.
청구항 3에 관한 발명은 상기 청구항 1 또는 청구항 2에 기재된 엔진의 배기 정화 장치에 있어서, 상기 NOx량 추정 수단은 엔진 회전수 및 엔진 부하에 따라 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값을 구하도록 구성된 것이다.
상기 구성에 의하면, 엔진 회전수 및 엔진 부하를 파라미터로 설정된 맵 등에 근거하여, 엔진의 운전 상태에 대응한 상기 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값이 적정하고 또한 신속하게 구해지게 된다.
청구항 4에 관한 발명은 배기통로에 배치되고 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 NOx를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 NOx를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 NOx 흡수재와, 배기통로에 배치되어 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기로 산소를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 산소를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 산소 흡수재와, 배기 가스중의 산소 농도를 제어하는 산소 농도 제어 수단과, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 하류측에 배치된 산소 농도 검출 수단과, 상기 산소농도 제어 수단에 의한 산소 농도의 제어가 실행됨으로써, NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 사전에 설정된 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량을 검출함과 동시에, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 상기 제 1 기준 시간보다도 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단과, 이 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량의 검출값에 근거하여 상기 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 제 1 열화 판정 수단과, 상기 산소 흡수재의 열화 판정을 하는 제 2 열화 판정 수단을 구비하고, 이 제 2 열화 판정 수단에 의해서 산소 흡수재가 열화하고 있다고 판정된 경우에는 상기 제 1 열화 판정 수단에 의한 NOx 흡수재의 열화 판정을 억제하도록 구성한 것이다.
상기 구성에 의하면, 산소 흡수재가 열화해 있는가 아닌가가 상기 제 2 열화 판정 수단에서 판정되고, 산소 흡수재가 열화하고 있지 않은 것이 확인된 경우에는 상기 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량에 근거하여 NOx 흡수재가 열화하여 있는가 아닌가가 제 1 열화 판정 수단에서 적정히 판정된다. 한편, 상기 제 2 열화 판정 수단에 있어서 산소 흡수재가 열화하고 있는 것이 확인된 경우에는 상기 제 1 열화 판정 수단에의한 NOx 흡수재의 열화 판정이 억제됨으로써, 산소 흡수재의 열화에 기인한 제 1 열화 판정 수단의 오판정이 방지되기 때문에, 이 제 1 열화 판정 수단에 의해서 NOx 흡수재의 열화를 판정할 때의 정밀도가 향상하게 된다.
청구항 5에 관한 발명은 상기 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 엔진의 배기 정화 장치에 있어서, 상기 흡수량 검출 수단은 산소 농도 제어 수단에 의해서 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태로부터 저농도 상태로 이행시키는 제어가 실행된 시점에서 산소 농도 검출 수단에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행하기까지의 기간에 근거하여 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 검출하도록 구성된 것이다.
상기 구성에 의하면, 산소 농도 제어 수단에 의해서 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태로부터 저농도 상태로 이행시키는 제어가 실행된 시점에서 산소 농도 검출 수단에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행하기까지의 기간이 긴 경우에는 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량이 큰 값으로 검출되고, 반대로 상기 기간이 짧은 경우에는 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량이 작은 값으로 검출되게 된다.
청구항 6에 관한 발명은 상기 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 기재된 엔진의 배기 정화 장치에 있어서, 상기 산소 농도 제어 수단은 연소실내에서의 공연비를 제어함으로써 배기통로내의 산소 농도를 제어하도록 구성된 것이다.
상기 구성에 의하면, 산소 농도 제어 수단에 의해서 연소실내에서의 공연비가 제어됨으로써, 배기통로로 도출되는 배기 가스의 산소 농도를 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도 상태로 한 후에 저농도 상태로 이행시키는 제어가 실행됨과 동시에, 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도 상태로 한 후에 저농도 상태로 이행시키는 제어가 실행되어 상기 흡수량 검출 수단에 의한 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량의 검출 등이 실행되게 된다.
청구항 7에 관한 발명은 상기 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 기재된 엔진의 배기 정화 장치에 있어서, NOx 흡수재의 상류측에 산소 흡수재를 배치한 것이다.
상기 구성에 의하면, 다량의 산소 흡수재를 사용함으로써, 저온시에 있어서의 배기 가스의 정화성능을 향상시킬 수 있음과 동시에, 배기통로내가 산소과잉 상태로부터 산소 농도가 저하한 상태로 이행하면, 산소 흡수재로부터 방출된 산소가 하류측의 NOx 흡수재의 설치부에 공급되고, 이 NOx 흡수재로부터 방출되는 NOx가 환원됨으로써 생성되는 산소와, 상기 산소 흡수재로부터 방출되는 산소 등의 양쪽이 상기 산소 농도 검출 수단의 검출값에 영향을 부여하기 때문에, 상기한 바와 같이 상기 제 1 기준 시간내에 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량을 가미한 상기 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 것에 의한 효과를 현저하게 얻을 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 관한 엔진의 배기 정화 장치의 실시예를 도시하는 설명도,
도 2는 열화 판정 제어시의 공연비 및 산소 농도 검출값의 변화 상태를 도시하는 타임 차트,
도 3은 공연비의 제어 동작을 도시하는 플로우차트,
도 4는 열화 판정의 제어 동작의 전반부를 도시하는 플로우차트,
도 5는 열화 판정의 제어 동작의 후반부를 도시하는 플로우차트,
도 6은 산소 농도 검출값의 변화 상태를 도시하는 타임 차트,
도 7은 배기 정화 장치의 별도의 실시예를 도시하는 블럭도.
도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
3 : 배기통로 12 : 산소 흡수재를 갖는 삼원 촉매
14 : 산소 농도 검출 수단 21 : 산소 농도 제어 수단
22 : 흡수량 검출 수단 23 : NOx량 추정 수단
24 : 제 1 열화 검출 수단 25 : 제 2 열화 검출 수단
도 1은 본 발명에 관한 엔진의 배기 정화 장치의 실시예를 나타내고 있다. 이 엔진의 제어 장치는 자동차에 탑재되는 통내 분사형 가솔린 엔진의 엔진본체(1)에 접속된 흡기 통로(2) 및 배기 통로(3)와, 상기 엔진 본체(1)의 연소실의 정상부에 설치된 점화 플러그(4)와, 연소실내에 연료를 직접 분사하는 연료 분사 밸브(5)를 갖고 있다.
상기 흡기 통로(2)에는 서지(serge) 탱크(6)가 마련됨과 동시에, 그 상류측에 드로틀 밸브(7)가 설치되어 있다. 이 드로틀 밸브(7)는 엔진 콘트롤 유닛(ECU)(8)으로부터 출력되는 제어 신호에 따라 작동하는 전기적인 액츄에이터에 의해서 구동됨으로써, 연소실내에 도입되는 흡기량을 조절하도록 구성되어 있다. 상기 서지 탱크(6)의 하류측에는 와류(swirl) 생성용 흡기 셔터 밸브(10)가 설치됨과 동시에, 흡기 보트를 개폐하는 흡기 밸브(도시하지 않음)가 설치되어 있다.
또한, 상기 배기 통로(3)에는 배기 포트를 개폐하는 배기 밸브(도시하지 않음)가 배치됨과 동시에, 배기 통로(3)의 도중에는 배기 포트로부터 도출된 배기 가스중의 산소 농도를 검출하는 λO2센서 등으로 이루어지는 제 1 산소 농도 검출 수단(11)과, 배기 가스가 이론공연비의 근방에 있는 상태에서 NOx, CO 및 HC을 정화하는 삼원 촉매(12)와, 산소 과잉 분위기에서도 NOx를 정화하는 린 NOx 촉매(13)와, 이 린 NOx 촉매(13)로부터 도출된 배기 가스의 공연비를 검출하는 리니어 O2센서 등으로 이루어지는 제 2 산소 농도 검출 수단(14)이 상류측으로부터 순서대로 배치되어 있다.
상기 삼원 촉매(12)는 연소실내에서의 혼합기의 공연비가 이론 공연비보다도 큰 린 운전시에, 즉 배기 가스중의 산소 농도가 고농도 상태(약 0.5% 이상)로 되는산소 과잉 분위기에서 산소를 흡수함과 동시에, 배기 가스중의 산소 농도가 저농도 상태(약 0.5% 미만)로 되는 산소 부족 분위기에서 산소를 방출하는 산화 세륨 (CeO2)으로 이루어지는 산소 흡수재를 갖고, 배기 가스중에 함유된 HC 및 CO의 산화와 NOx의 환원을 동시에 실행함으로써, 이들을 각각 정화하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 린 NOx 촉매(13)는 배기 가스중의 산소 농도가 고농도 상태(약 4% 이상)로 되는 산소 과잉 분위기에서 NOx를 흡수함과 동시에, 배기 가스중의 산소 농도가 저농도 상태(약 0.5 내지 1% 이하)가 되는 산소 부족 분위기에서 NOx를 방출하는 알카리 금속(특히 K), 알칼리 토류(특히 Ba) 또는 희토류 등으로 이루어지는 NOx 흡수재를 갖고, 상기 산소 과잉 분위기에서 이 NOx 흡수재에 NOx를 흡수시킴과 동시에, 상기 산소 부족 분위기가 됨에 따라서 상기 NOx 흡수재로부터 NOx를 방출시키고, NOx 흡수재의 주변에 존재시킨 귀금속 등으로 이루어지는 촉매 금속의 작용에 의해서 상기 NOx를 환원하여 배기 가스를 정화하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 린 NOx 촉매(13)에 산화 세륨(CeO2)으로 이루어지는 산소 흡수재를 담지시킨 구조로 해도 무방하다. 이와 같이 구성한 경우에는 배기 가스중에 있어서 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 상기 산소 흡수재에 흡수된 산소를 산소 농도의 저하에 따라 방출시키고, 이 산소와 배기 가스중의 CO 등을 반응시킴으로써, 상기 린 NOx 촉매(13)를 가열하여 적정 온도로 유지하는 것이 가능해진다.
상기 엔진에는 흡기 통로(2)내를 통과하는 흡기량을 검출하는 기류 센서(15), 엔진 회전수를 검출하기 위한 크랭크 각 센서(16), 엑셀레이터 개도(開度) 센서(17) 및 엔진 수온 센서(18) 등의 각종 센서류가 장비되어 이들 검출 신호가 엔진 콘트롤 유닛(ECU)(8)에 입력되도록 되어 있다.
이 엔진 콘트롤 유닛(8)에는 엔진의 운전 상태를 판별하는 운전 상태 판별 수단(19)과, 연료의 분사량 및 분사 시기를 제어하는 연료 분사 제어 수단(20)과, 연소실내에서의 공연비를 제어함으로써 배기 통로(3)내의 산소 농도를 제어하는 산소 농도 제어 수단(21)과, 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출 신호에 따라 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 각각 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단(22)과, 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 추정값을 구하는 NOx량 추정 수단(23)과, 상기 NOx 흡수재의 열화를 판정하는 열화 판정 수단(24)이 마련되어 있다.
상기 운전 상태 판별 수단(19)은 크랭크 각 센서(16)에 의해서 검출된 엔진 회전수의 검출값과, 엑셀레이터 개도 센서(17)에 의해서 검출된 엔진 부하의 검출값 등에 근거하여, 엔진이 고부하 고회전의 균일 연소 영역에 있는가, 저부하 저회전의 성층 연소 영역에 있는가 등을 판별하고, 이 판별 데이터를 상기 연료 분사 제어 수단(20) 등으로 출력하도록 구성되어 있다.
상기 연료 분사 제어 수단(20)은 엑셀레이터 개도를 검출하는 엑셀레이터 개도 센서(17)에 의해서 검출된 엑셀레이터 개도와, 상기 크랭크 각 센서(16)에 의해서 검출된 엔진 회전수에 근거하여, 사전에 설정된 맵으로부터 엔진의 목표 토크를 판독함과 동시에, 이 목표 토크와 상기 기류 센서(7)에 의해서 검출된 실흡기량에 근거하여, 사전에 설정된 맵으로부터 목표 연료 분사량을 판독하고, 이 목표 연료분사량에 대응한 제어 신호를 상기 연료 분사 밸브(5)에 출력하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 연료 분사 제어 수단(20)은 운전 상태 판별 수단(19)에 의해서 판별된 엔진의 운전 상태에 따라 연료의 분사 시기를 제어하도록 구성되어 있다. 예컨대, 엔진이 온간(溫間) 상태이고, 고부하 고회전의 균일 연소 영역에 있는 경우에는 상기 연료 분사 제어 수단(20)에 의해서 흡기 행정으로 연료를 분사하여 균일 연소를 실행하게 하는 제어를 실행하고, 저부하 저회전의 성층 연소 영역에 있는 경우에는 상기 연료 분사 제어 수단(20)에 의해서 압축 행정의 후기에 연료를 분사하여 성층 연소를 하게 하는 제어를 실행하도록 구성되어 있다.
상기 산소 농도 제어 수단(21)은 엔진의 운전 상태에 따른 제어 신호를 상기 드로틀 밸브(7)의 엑츄에이터(9)에 출력함으로써, 성층 연소 영역에서는 기통내의 공연비를 이론 공연비보다도 대폭 린 상태로 하고, 균일 연소 영역에서는 상기 성층 연소 영역과 비교하여 기통내의 공연비가 리치 상태가 되도록 흡기량을 제어하도록 구성되어 있다.
또한, 상기 산소 농도 제어 수단(21)은 엔진의 정상 운전시에 상기 열화 판정 수단(24)에 의한 NOx 흡수재의 열화 판정을 실행하기 때문에, 연료 분사량을 제어함으로써, 하기와 같이 배기 가스중의 산소 농도를 제어하도록 구성되어 있다. 즉, 도 2의 (a)에 도시하는 바와 같이 상기 열화 판정 제어의 개시 시점(O)에서 일단 혼합기를 리치 상태로 설정한 후, 일정 시간(2 내지 5초 정도)이 경과한 시점(T1)에서 혼합기를 린 상태로 설정하여 상기 삼원 촉매(12) 및 린 NOx촉매(13)의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태로 하고, 이 상태가 10 내지 20초 정도로 설정된 제 1 기준 시간(t1)에 걸쳐 계속된 시점(T2)에서, 일단 혼합기를 리치 상태로 설정하여 상기 산소 농도를 저농도 상태로 이행시킨다.
그리고, 상기 시점(T2)으로부터 일정 시간(2 내지 5초 정도)이 경과한 시점(T3)에서, 혼합기를 린 상태로 설정하여 배기 가스의 산소 농도를 고농도 상태로 하고, 이 상태가 150초 정도로 설정된 제 2 기준 시간(t2)에 걸쳐 계속된 시점(T4)에 있어서, 혼합기를 리치 상태로 설정하여 배기 가스의 산소 농도를 저농도 상태로 이행시킨 후, 일정 시간(2 내지 5초 정도)이 경과한 시점(T5)에서 상기 열화 판정 제어를 종료하여 보통의 제어 상태로 복귀시키도록 구성되어 있다.
또한, 상기 산소 농도 제어 수단(21)은 NOx 흡수재의 열화 판정시에 상기 제 1 기준 시간(t1)에 있어서의 연료 분사량을 제 2 기준 시간(t2)보다도 적게 하도록 제어하고, 제 1 기준 시간(t1)에 있어서의 린 정도를 제 2 기준 시간(t2)보다도 현저하게 설정하도록 구성되어 있다.
상기 흡수량 검출 수단(22)은 산소 농도 제어 수단(21)에 의해서 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태로부터 저농도 상태로 이행시키는 제어가 종료한 시점(T2, T4)으로부터, 도 2의 (b)에 도시하는 바와 같이 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도가 소정의 저농도 상태로 이행하기까지의 기간(TAo, TBo)에 근거하여, 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 검출하도록 구성되어 있다.
즉, 상기 산소 농도 제어 수단(21)에 의해서 제 1 및 제 2 기준 시간(t1, t2)에 걸쳐 산소 농도를 고농도 상태로 하는 제어가 종료한 시점(T2, T4)에서 상기 산소 농도를 저농도 상태로 이행시키는 제어를 실행한 경우에는 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소가 방출됨으로써, 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출값이 바로 저농도 상태로 이행하지 않고, 소정의 기간(TAo, TBo)이 경과한 시점에서 상기 검출값이 일정값(O2o) 이하의 저농도 상태로 이행한다.
그리고, 상기 시점(T2, T4)으로부터 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행하기까지의 기간(TAo, TBo)은 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx량 및 산소량에 따라 변화하기 때문에, 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 상기 기간(TAo, TBo)에 대응한 값으로서 상기 흡수량 검출 수단(22)에 의해 검출할 수 있다.
또한, 엔진의 운전 상태에 따라 배기 통로(3)에 배출되는 NOx량이 변화되고, 이것에 따라 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수되는 NOx량도 변화되기 때문에, 상기 NOx 흡수량 추정 수단(23)은 엔진 회전수 및 엔진 부하를 파라미터로서 설정된 맵으로부터 엔진의 운전 상태에 대응한 NOx량을 판독함으로써, 상기 제 1 기준 시간(t1)중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 기준 시간(t2)중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 2 추정값을 산출하도록 구성되어 있다.
상기 열화 판정 수단(24)은 흡수량 검출 수단(22)에 의해서 검출된 NOx 및산소의 제 2 흡수량과 제 1 흡수량의 편차를 구함과 동시에, NOx량 추정 수단(23)에 의해서 구해진 NOx량의 제 2 추정값과 제 1 추정값의 편차를 구하여, 상기 양 편차의 비율이 정상범위내에 있는가 아닌가를 판별함으로써, NOx 흡수재의 열화를 판정하고, NOx 흡수재가 열화하고 있다고 판정된 경우에는 배기 정화 장치에 이상이 발생한 것을 표시하는 제어 신호를 표시부(25)에 출력하도록 구성되어 있다.
상기 엔진의 배기 정화 장치에 있어서 실행되는 공연비 제어를 도 3에 도시하는 플로우차트에 근거하여 설명한다. 상기 제어 동작을 개시하면, 우선 각 센서에 의해서 검출된 데이터를 입력한 후(단계 S1), 엔진의 운전 상태에 대응한 연료의 기본 분사량(Qb) 및 기본 분사 시기(θb)를 맵으로부터 판독하여 설정함과 동시에(단계 S2), 엔진의 운전 영역이 린 영역에 있는가 아닌가를 판정한다(단계 S3).
상기 단계(S3)에서 예라고 판정되어 엔진의 운전 영역이 린 영역에 있는 것이 확인된 경우에는 상기 열화 판정 수단(24)에 의한 NOx 흡수재의 열화 판정 조건이 성립했는지 여부를 판정한다(단계 S4). 즉, 엔진이 온간 운전 상태에 있음과 동시에, 정상 운전 상태가 소정 시간에 걸쳐 계속되고, 또한 상기 NOx 흡수재의 열화 판정이 아직 실행되지 않은 상태에 있는 것을 확인함으로써, 상기 열화 판정 조건이 성립했는지의 여부를 판정한다.
상기 단계(S4)에서 예라고 판정된 경우에는 열화 판정용 타이머에 의해서 계시되는 열화 판정 시간(T)의 카운트값을 1만큼 올린 후(단계 S5), 상기 열화 판정 시간(T)이 도 2에 도시하는 리치 기간에 있는가 아닌가, 즉 상기 시점(O 내지 T1) 사이, 시점(T2 내지 T3) 사이, 또는 시점(T4 내지 T5) 사이의 어딘가에 있는가 아닌가를 판정한다(단계 S6).
상기 단계(S6)에서 예라고 판정되어 상기 열화 판정 시간(T)이 리치 기간에 있는 것이 확인된 경우에는 공기 과잉율(λ)을 1 이하로 하는 값(Qbr1)으로 상기 연료의 기본 분사량(Qb)을 설정함과 동시에(단계 S7), 점화 플러그(4)의 주위가 지나치게 리치 상태로 되는 것을 방지하기 위해서, 흡기 행정과 압축 행정으로 나누어 분할 분사하도록 연료의 기본 분사 시기(θb)를 설정한다(단계 S8). 그리고, 연료 분사 타이밍이 되었는가 아닌가를 판정하여(단계 S9) 예라고 판정된 시점에서 연료의 분사 제어를 실행함으로써(단계 S10), 상기 열화 판정시의 산소 농도 제어를 실행한다.
한편, 상기 단계(S6)에서 아니오라고 판정되어 상기 열화 판정 시간(T)이 도 2에 도시하는 린 기간[시점(T1 내지 T2) 사이 또는 시점(T3 내지 T4) 사이]에 있는 것이 확인된 경우에는 공기 과잉율(λ)을 1보다도 큰 값(Qb1)으로 상기 연료의 기본 분사량(Qb)을 설정한 후(단계 S11)에 상기 단계(S9)로 이행함으로써, 상기 열화 판정시의 산소 농도 제어를 실행한다. 또한, 상기 열화 판정 시간(T)이 제 1 기준 시간(t1)에 상당하는 기간(시점 T1 내지 T2 사이)내에 있는 경우에는 제 2 기준 시간(t2)에 상당하는 기간(시점T3 내지 T4 사이)에 있는 경우에 비교하여 공연비의 린 정도가 커지도록 상기 기본 분사량(Qbl)을 설정한다.
또한, 상기 단계(S3)에서 아니오라고 판정되어 엔진 운전 영역이 린 영역에 없는 것이 확인된 경우, 또는 상기 단계(S4)에서 아니오라고 판정되어 NOx 흡수재의 열화 판정 조건이 성립하지 않고 있는 것이 확인된 경우에는 상기 열화 판정용타이머를 리세트하여 열화 판정 시간(T)의 카운트값을 0으로 설정한 후(단계 S12)에 상기 단계(S9)로 이행한다.
다음에, 상기 엔진의 배기 정화 장치에 있어서 실행되는 NOx 흡수재의 열화 판정 제어를 도 4 및 도 5에 도시하는 플로우차트에 근거하여 설명한다. 상기 제어 동작을 개시하면, 우선 각 센서에 의해서 검출된 데이터를 입력한 후(단계 S21), 상기 열화 판정용 타이머에 의해서 계시된 열화 판정 시간(T)의 카운트값이 상기 열화 판정의 실행 시점(O)에서 판정 제어의 종료 시점(T5)의 범위내에 있는가 아닌가를 판정한다(단계 S22).
상기 단계(S22)에서 예라고 판정된 경우에는 상기 열화 판정 시간(T)이 제 1 기준 시간(t1)에 상당하는 기간(T1 내지 T2)내에 있는가 아닌가를 판정하고(단계 S23), 예라고 판정된 경우에는 상기 NOx량 추정 수단(23)에 있어서, 제 1 기준 시간(t1)중에 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량의 제 1 추정값(NOx1)을 엔진의 운전 상태에 근거하여, 도면 외의 맵으로부터 판독하여 입력한다(단계 S24).
상기 단계(S23)에서 아니오라고 판정되어 상기 열화 판정 시간(T)이 제 1 기준 시간(t1)에 상당하는 기간(T1 내지 T2)내에 없는 것이 확인된 경우에는 상기 열화 판정 시간(T)이 제 1 기준 시간(t1)의 경과 후에 있어서의 리치 기간(T2 내지 T3)내에 있는가 아닌가를 판정하여(단계 S25) 예라고 판정된 경우에는 상기 제 2 산소 농도 검출수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도(O2x)가 일정값(O2o) 이하의 저농도 상태로 되었는가 아닌가를 판정한다(단계 S26).
상기 단계(S26)에서 예라고 판정된 경우에는 상기 흡수원 검출 수단(22)에서상기 제 1 기준 시간(t1)의 경과 시점(T2)으로부터 현재의 열화 판정 시간(T)까지의 기간(T 내지 T2)을 상기 제 1 기준 시간(t1)중에 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1흡수량(TAo)에 대응한 값으로서 설정하는 등에 의해서 이 제 1 흡수량(TAo)을 검출한다(단계 S27).
다음에, 상기 열화 판정 시간(T)이 제 2 기준 시간(t2)에 상당하는 기간(T3 내지 T4)내에 있는가 아닌가를 판정하여(단계 S28) 예라고 판정된 경우에는 상기 NOx량 추정 수단(23)에 있어서, 제 2 기준 시간(t2)중에 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량의 제 2 추정값(NOx2)을 엔진의 운전 상태에 근거하여, 도면 외의 맵으로부터 판독하여 입력한다(단계 S29).
또한, 상기 열화 판정 시간(T)이 제 1 기준 시간(t2)의 경과 후에 있어서의 리치 기간(T4 내지 T5)내에 있는가 아닌가를 판정하여(단계 S30) 예라고 판정된 경우에는 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도(O2x)가 일정값(O2o) 이하의 저농도 상태로 되었는가 아닌가를 판정한다(단계 S31).
상기 단계(S31)에서 예라고 판정된 경우에는 상기 흡수량 검출 수단(22)에 있어서, 상기 제 2 기준 시간(t2)의 경과 시점(T4)으로부터 현재의 열화 판정 시간(T)까지의 기간(T 내지 T4)을 상기 제 2 기준 시간(t2)중에 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량(TBo)에 대응한 값으로서 설정하는 등에 의해서, 이 제 2 흡수량(TBo)을 검출한다(단계 S32).
이어서, 상기 단계(S29)에서 구한 NOx량의 제 2 추정값(NOx2)으로부터, 상기단계(S24)에서 구한 NOx량의 제 1 추정값(NOx1)을 감산함으로써, 상기 제 2 추정값(NOx2)과 제 1 추정값(NOx1)의 편차(ΔNOx)를 산출함과 동시에(단계 S33), 상기 단계(S32)에서 구한 제 2 흡수량(TBo)과, 상기 단계(S27)에서 구한 제 1 흡수량(TAo)의 편차(ΔTo)를 산출한다(단계 S34).
그리고, 상기 양 편차의 비율(ΔTo/ΔNOx)이 사전에 설정된 소정의 기준값(D)보다도 작은가 아닌가를 판정함으로써(단계 S35), 상기 NOx 흡수재에 열화가 발생했는가 아닌가를 판정하고, 예라고 판정된 경우에는 NOx 흡수재에 열화가 발생했다고 판정하여 배기 정화 장치에 이상이 발생한 것을 표시하는 제어 신호를 표시부(25)에 출력한다(단계 S36). 한편, 상기 단계(S35)에서 아니오라고 판정되어 NOx 흡수재에 열화가 발생하고 있지 않은 것이 확인된 경우에는 상기 열화 판정의 제어 동작을 종료한다.
즉, 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수되는 산소는 비교적 단시간으로 포화 상태가 되기 때문에, 상기 제 1 기준 시간(t1) 및 제 2 기준 시간(t2)중에 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 각각 포화량의 산소가 각각 흡수되고 있다고 생각된다. 따라서, 상기 단계(S32)에서 구한 NOx 및 산소의 제 1 흡수량(TAo)에서 상기 단계(S27)에서 구한 NOx 및 산소의 제 2 흡수량(TBo)을 감산함으로써, 제 2 기준 시간(t2)중에 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량과 제 2 기준 시간(t1)중에 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 편차(ΔTo)를 구할 수 있다.
그리고, 상기 단계(S29)에서 구한 NOx량의 제 2 추정값(NOx2)으로부터, 상기단계(S24)에서 구한 NOx량의 제 1 추정값(NOx1)을 감산함으로써 구한 상기 편차(ΔNOx)는 제 2 기준시간(t2)중에 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량과 제 2 기준 시간(t1)중에 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 편차의 추정값을 나타내는 것이기 때문에, 상기 NOx량 추정 수단(23)의 추정 결과가 정확하게, 또한 상기 NOx 흡수재에 정격량의 NOx가 흡수되어 있다고 가정한 경우에는 상기 양 편차의 비율(ΔTo/ΔNOx)은 대략 일정값이 된다고 생각된다.
이것에 반하여 상기 양 편차의 비율(ΔTo/ΔNOx)이 소정의 기준값(D)보다도 작은 것이 확인된 경우에는 상기 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량이 정격치보다도 매우 적은 상태이기 때문에 NOx 흡수재에 열화가 발생했다고 판정되게 된다.
상기한 바와 같이 산소 농도 제어 수단(21)에 의한 배기 가스중에 있어서의 산소 농도를 제어하여 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 사전에 설정된 제 1 기준 시간(t1)에 걸쳐 고농도로 한 상태로부터 저농도 상태로 이행시킨 시점에서, 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량(TAo)을 검출함과 동시에, 상기 산소 농도를 제 1 기준 시간(t1)보다도 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간(t2)에 걸쳐 고농도로 한 상태로부터 저농도 상태로 이행시킨 시점에서, 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량(TBo)을 검출하고, 또한 상기 제 1 기준 시간(t1)중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 추정값(NOx1) 및 제 2 기준 시간(t2)중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 2 추정값(NOx2)을 엔진의 운전 상태에 따라 구하고, 이들 NOx 및 산소의 제 1 흡수량(TAo) 및 제 2 흡수량(TBo)과, NOx량의 제 1 추정값(NOx1) 및 제 2 추정값(NOx2)에 근거하여 NOx 흡수재의 열화 판정을 하도록 구성했기 때문에, 상기 제 1 기준 시간(t1)내에 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량을 가미한 상기 NOx 흡수재의 열화 판정을 할 수 있다.
따라서, 소정량의 NOx 흡수재와 다량의 산소 흡수재가 배기 통로(3)에 배치되어 있는 경우에 있어서도, 상기 제 1 기준 시간(t1)내에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 영향을 받아 상기 NOx 흡수재에 열화가 발생하고 있음에도 불구하고, 정상이라고 오판정된다고 하는 사태가 발생하는 것을 방지할 수 있고, 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출 신호 및 상기 NOx량 추정 수단(23)의 추정값에 근거하여 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있다.
특히, 상기 실시예에서는 흡수량 검출 수단(22)에 의해 검출된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량(TBo)과 제 1 흡수량(TAo)의 편차(ΔTo)와, 상기 NOx량 추정 수단(23)에 의한 NOx량의 제 2 추정값(NOx2)과 제 1 추정값(NOx1)의 편차(ΔNOx)에 근거하여 상기 열화 판정 수단(24)에 있어서 NOx 흡수재의 열화 판정을 하도록 구성했기 때문에, 상기 양 편차의 비율(ΔTo/ΔNOx)을 소정의 기준값(D)과 비교함으로써, 상기 NOx 흡수재에 적정량의 NOx가 흡수되어 있는가 아닌가의 열화 판정을 적정하고 또한 용이하게 실행할 수 있다.
또한, 상기 양 편차의 비율(ΔTo/ΔNOx)을 소정의 기준값(D)과 비교함으로써, 상기 NOx 흡수재에 적정량의 NOx가 흡수되어 있는가 아닌가의 열화 판정을 하도록 구성된 상기 실시예에 대신해, 상기 양 편차의 차이를 구하여 이 차이를 소정의 기준값과 비교하는 등에 의해서, 상기 열화 판정을 하도록 구성해도 무방하다. 이 경우, 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행하기까지의 기간(TAo, TBo)을 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량으로 환산하여, 그 편차를 구한 후에 상기 열화 판정을 실행할 필요가 있다.
또한, 상기 실시예에서는 엔진 회전수 및 엔진 부하에 근거하여, NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량의 제 1 추정값(NOx1) 및 제 2 추정값(NOx2)을 NOx량 추정 수단(23)으로 구하도록 구성했기 때문에, 엔진의 운전 상태에 따라 배기 가스중의 NOx량이 변화된 경우에 이 변화를 가미하여 상기 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량의 제 1 및 제 2 추정값(NOx1, NOx2)을 적정하고 또한 신속하게 구할 수 있다고 하는 이점이 있다.
또한, 상기 엔진 회전수 및 엔진 부하를 대신하여, 또는 이들 값과 엔진의 냉각수 온도 및 배기 환류 수단에 의해서 흡기계에 환류되는 배기 가스량 등에 근거하여, 상기 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량의 제 1 및 제 2 추정값(NOx1, NOx2)을 상기 NOx량 추정 수단(23)으로 구하도록 구성해도 무방하다.
또한, 상기 실시예에는 산소 농도 제어 수단(21)에 의해서 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태에서 저농도 상태로 이행시키는 제어를 실행한 시점(T2, T4)으로부터, 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행하기까지의 기간(TAo, TBo)에 근거하여 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 상기 흡수량 검출수단(22)에서 검출하도록 구성했기 때문에, 상기 제 1 및 제 2 기준 기간(tl, t2)중에 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 적정하고 또한 용이하게 검출할 수 있다.
즉, 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량이 많은 경우에는 상기 제 1 및 제 2 기준 기간(t1, t2)의 경과 후에 방출되는 산소량 및 NOx량도 많고, 이 방출된 산소와 상기 NOx가 환원됨에 따라 생성된 산소와의 영향에 의해서, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태에서 저농도 상태로 이행시키는 제어를 실행한 시점(T2, T4)으로부터, 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행할 때까지 상기 기간(TAo, TBo)이 길어지는 경향이 있기 때문에, 이 기간(TAo, TBo)에 근거하여 상기 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량을 적정하고 또한 용이하게 구할 수 있다.
또한, 상기 실시예를 대신하여, 산소 농도 제어 수단(21)에 의해서 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태로부터 저농도 상태로 이행시키는 제어를 실행한 시점(T2, T4)에서 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)에 의해서 검출된 산소 농도의 검출값의 크기 등에 따라, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 및 제 2 흡수량을 검출하도록 구성해도 무방하다.
또한, 상기 실시예에 도시하는 바와 같이 산소 농도 제어 수단(21)에 의해서 연소실내에서의 공연비를 제어함으로써, 배기 통로(3)에 도출되는 배기 가스의 산소 농도를 제 1 기준 시간(t1)에 걸쳐 고농도 상태로 한 후에 저농도 상태로 이행시키는 제어를 실행함과 동시에, 제 2 기준 시간(t2)에 걸쳐 고농도 상태로 한 후에 저농도 상태로 이행시키도록 구성한 경우에는 상기 산소 농도의 제어를 적정하고 또한 신속하게 실행하여 상기 흡수량 검출 수단(22)에 의한 NOx 및 산소의 흡수량을 정밀도 높게 검출할 수 있다고 하는 이점이 있다.
상기 실시예에 도시하는 바와 같이 린 NOx 촉매(13)에 마련된 NOx 흡수재의 상류측에 산소 흡수재를 갖는 삼원 촉매(12)를 배치한 경우에는 배기 통로(3)내를 산소과잉 상태(린 상태)에서 산소부족 상태(리치 상태)로 이행시키는 제어의 실행시에 상류측에 위치하는 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재로부터 방출된 산소와, 하류측에 위치하는 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재로부터 방출된 산소와, 이 NOx 촉매로부터 방출된 NOx가 환원됨으로써 생성되는 산소가 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출값에 각각 영향을 부여하기 때문에, 이 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출값에 근거하여 상기 NOx 흡수재의 열화 검출을 정확하게 실행하는 것은 곤란하다.
즉, 산소 농도가 높은 산소 과잉 상태(린 상태)로부터 산소 농도가 저하한 상태(리치 상태)로 이행시키는 제어의 실행시에 린 NOx 촉매(13) 및 삼원 촉매(12)의 상류측에 배치된 상기 제 1 산소 농도 검출 수단(11)의 검출값(α)과, 린 NOx 촉매(13) 및 삼원 촉매(12)의 하류측에 배치된 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출값(γ)과, 린 NOx 촉매(13)와 삼원 촉매(12) 사이에 배치된 제 3 산소 농도 검출 수단의 검출값(β)을 비교하면, 도 6에 도시하는 바와 같은 데이터를 얻을 수있다.
상기 데이터로부터, 양 촉매(12, 13) 사이에 배치된 상기 제 3 산소 농도 검출 수단에 의해서 검출된 산소 농도(β1, β2)는 제 1 산소 농도 검출 수단(11)에 의해서 검출된 산소 농도(α)에 대하여, 삼원 촉매(12)의 산소 흡수재로부터 방출된 산소량만큼 어긋나지만, 상기 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재 및 산소 흡수재로부터 방출된 NOx 및 산소의 영향을 받지 않으므로, 산소 과잉 상태를 30초로 설정한 경우에 있어서의 검출값(β1)과, 산소 과잉 상태를 180초로 설정한 경우에 있어서의 검출값(β2) 사이에 큰 차이가 없는 것을 알 수 있다.
이에 대하여 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)은 린 NOx 촉매(13)의 NOx 흡수재로부터 방출된 NOx가 환원됨으로써 생성되는 산소의 영향을 받기 때문에, 산소 과잉 상태를 30초로 설정한 경우에 있어서의 검출값(γ1)과, 산소 과잉 상태를 180초로 설정한 경우에 있어서의 검출값(γ2) 사이에는 현저한 차이가 있어, 상기 NOx의 영향을 무시할 수 없는 것을 알 수 있다. 이 때문에, 상기한 바와 같이 제 1 기준 시간(t1)내에 NOx 흡수재에 흡수되는 NOx량을 가미한 상기 NOx 흡수재의 열화 판정을 하도록 구성함으로써, 상기 NOx 흡수재의 열화를 상기 제 2 산소 농도 검출 수단(14)의 검출값에 근거하여 적정하게 판정할 수 있도록 구성하는 것이 특히 바람직하다.
또한, 상기 실시예에서는 NOx 흡수재의 열화 판정시에 산소 농도 제어 수단(21)에 의해서 상기 제 1 기준 시간(t1)에서의 연료 분사량을 제 2 기준 시간(t2)보다 적게 하도록 제어하여, 제 1 기준 시간(t1)에서의 린 정도를 제 2 기준 시간(t2)보다도 현저하게 설정하도록 구성했기 때문에, 상기 양 기준 시간(t1, t2)에 있어서의 단위 시간당의 NOx의 환원량을 일정값으로 하여, 상기 NOx량 추정 수단(23)에 의한 NOx량의 추정을 적정하게 실행할 수 있다.
즉, 상기 제 1 기준 시간(t1)보다 긴 제 2 기준 시간(t2)에 있어서의 연료 분사량을 제 1 기준 시간(t1)보다 적게 하도록 제어를 실행함으로써, 이 제 2 기준 시간(t2)중에 배기 가스온도가 저하하는 것에 기인하여 삼원 촉매(12) 및 린 NOx 촉매(13)의 활성이 저하하는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 열화 판정 제어의 실행시에 NOx가 환원됨으로써 발생하는 단위 시간당의 산소량을 일정값으로 유지함으로써, 상기 NOx량 추정 수단(23)에 의한 NOx량의 추정을 적정하게 실행할 수 있다고 하는 이점이 있다.
또한, 상기 실시예에서는 열화 판정 수단(24)에 의해서 NOx 흡수재의 열화만을 판정하도록 구성한 예에 대하여 설명했지만, 도 7에 도시하는 바와 같이 흡수량 검출 수단(22)에 의해서 검출된 상기 제 1 흡수량 및 제 2 흡수 량의 검출값에 근거하여 린 NOx 촉매(13)에 설치된 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 제 1 열화 판정 수단(24)과, 상기 삼원 촉매(12)에 설치된 산소 흡수재의 열화 판정을 하는 제 2 열화 판정 수단(26)을 마련한 구조로 해도 무방하다.
상기 제 2 열화 판정 수단(26)은, 예컨대 상기 제 1, 제 3 산소 농도 검출 수단의 검출값에 근거하여, 2분정도로 설정된 소정 시간에 걸쳐 연소실내의 혼합기를 대략 이론공연비에 수속시키도록, λ=1을 사이에 두고 리치, 린으로 반전시키는 피드백 제어를 실행하고, 또는 상기 제 1 및 제 3 산소 농도 검출 수단의 검출값을이용하지 않고, 연소실내의 혼합기를 λ=1을 사이에 두고 일정한 주기로 리치 및 린으로 반전시키고, 이 사이에서의 상기 삼원 촉매(12) 및 린 NOx 촉매(13)의 상류측에 배치된 제 1 산소 농도 검출 수단(11)의 검출 신호와, 삼원 촉매(12)와 린 NOx 촉매(13) 사이에 배치된 λO2센서 등으로 이루어지는 제 3 산소 농도 검출 수단(27)의 검출 신호와 비교함으로써, 상기 산소 흡수재가 열화해 있는가 아닌가를 판정하도록 구성되어 있다.
즉, 상기 제 2 열화 판정 수단(26)은 소정 시간내에서의 제 1 산소 농도 검출 수단(11)의 검출값의 반전회수(린 상태로부터 리치 상태로의 이행회수)와, 상기 소정 시간에 있어서의 제 3 산소 농도 검출 수단(27)의 검출값의 반전회수를 비교하여, 산소 흡수재가 정상이면 제 3 산소 농도 검출 수단(27)의 판정회수가 제 1 산소 농도 검출 수단(11)의 반전회수보다도 충분히 적어지기 때문에, 이 제 3 산소 농도 검출 수단(27)의 검출값의 반전회수와 상기 제 1 산소 농도 검출 수단(11)의 검출값의 반전회수의 비율이 설정값보다도 큰 것이 확인된 경우에, 상기 산소 흡수재가 열화했다고 판정하도록 구성되어 있다.
그리고, 상기 제 2 열화 판정 수단(26)에 있어서 산소 흡수재가 열화하고 있다고 판정된 경우에는 상기 제 1 열화 판정 수단(24)에 의한 NOx 흡수재의 열화 판정을 금지하고, 또는 열화 판정 제어용 기준값을 변경하는 등의 제어를 실행함으로써, 상기 산소 흡수재의 열화에 따라 NOx 흡수재에 공급되는 HC나 CO의 양이 증가함과 동시에, 이들이 환원제가 되어 NOx 흡수재로부터 방출되는 NOx량의 방출 속도가 증대하는 것에 기인한 오판정를 방지하고, 상기 제 1 열화 판정 수단(24)에 의한 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있다.
또한, 이들 실시예에서는 연료 분사량을 조절함으로써 산소 농도를 제어하도록 하고 있지만, 팽창 행정에서 연료의 후분사를 실행하도록 구성됨으로써, 후분사량이나 시기를 조절하고, 또는 배기 통로(3)에 공기를 공급하는 2차 공기 공급 수단을 갖춤으로써, 2차 공기의 공급량을 조절하는 등에 의해서, 상기 산소 농도를 제어하도록 해도 무방하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 소정량의 NOx 흡수재와 다량의 산소 흡수재가 배기통로에 배치된 엔진의 배기 정화 장치에 있어서, 상기 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있다고 하는 이점이 있다.
즉, 청구항 1에 관한 발명에서는 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 사전에 설정된 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태로부터 저농도 상태로 이행한 시점에서, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량을 검출함과 동시에, 상기 산소 농도가 제 1 기준 시간보다 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태로부터 저농도 상태로 이행한 시점에서, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단과, 상기 제 1 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 2 추정값을 엔진의 운전 상태에 따라 구하는 NOx량 추정 수단과, 상기 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량과 NOx량 추정 수단에 의해서 구해진 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값에 따라서 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 열화 판정 수단을 설치했기 때문에, 상기 제 1 기준시간내에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 영향를 받아 상기 NOx 흡수재에 열화가 발생하고 있음에도 불구하고, 정상이라고 오판정된다고 하는 사태가 발생하지 않고, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호 및 상기 NOx량 추정 수단의 추정값에 근거하여 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있다.
또한, 청구항 4에 관한 발명에서는 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 사전에 설정된 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태로부터 저농도 상태로 이행한 시점에서 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량을 검출함과 동시에, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 상기 제 1 기준 시간보다 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단과, 이 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량의 검출값에 근거하여 상기 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 제 1 열화 판정 수단과, 상기 산소 흡수재의 열화 판정을 하는 제 2 열화 판정 수단을 구비하고, 이 제 2열화 판정 수단에 의해서 상기 산소 흡수재가 열화하고 있다고 판정된 경우에는 상기 제 1 열화 판정 수단에 의한 NOx 흡수재의 열화 판정을 억제하도록 구성했기 때문에, 상기 산소 흡수재가 열화함으로써, NOx 흡수재에 공급되는 HC나 CO의 양이 증가하여 NOx 흡수재로부터 방출되는 NOx량의 방출속도가 증대한 것에 기인한 오판정을 방지하여, 상기 제 1 열화 판정 수단에 의한 NOx 흡수재의 열화를 정밀도 높게 판정할 수 있다.

Claims (7)

  1. 엔진의 배기 정화 장치에 있어서,
    배기통로에 배치되고 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 NOx를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 NOx를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 NOx 흡수재와, 상기 배기통로에 배치되고 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 산소를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 산소를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 산소 흡수재와, 배기통로내의 산소 농도를 제어하는 산소 농도 제어 수단과, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 하류측에 배치된 산소 농도 검출 수단과, 상기 산소 농도 제어 수단에 의한 산소 농도의 제어가 실행됨으로써, NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 사전에 설정된 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량을 검출함과 동시에, 상기 산소 농도가 제 1 기준 시간보다 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태에서 저농도 상태로 이행한 시점에서 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단과, 상기 제 1 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 기준 시간중에 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 2 추정값을 엔진의 운전 상태에 따라 구하는 NOx량 추정 수단과, 상기 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량과 상기 NOx량 추정 수단에 의해서 구해진 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값에 따라서 NOx 흡수재의 열화 판정을 실행하는 열화 판정 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 열화 판정 수단은 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량과 제 1 흡수량의 편차와, NOx량 추정 수단에 의해서 구해진 NOx량의 제 2 추정값과 NOx의 제 1 추정값의 편차에 따라서 NOx 흡수재의 열화 판정을 하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 NOx량 추정 수단은 엔진 회전수 및 엔진 부하에 근거하여 NOx 흡수재에 흡수된 NOx량의 제 1 추정값 및 제 2 추정값을 구하도록 구성된 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
  4. 엔진의 배기 정화 장치에 있어서,
    배기통로에 배치되고 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 NOx를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 NOx를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 NOx 흡수재와, 상기 배기통로에 배치되고 산소 농도가 높은 산소 과잉 분위기에서 산소를 흡수함과 동시에, 이 흡수된 산소를 산소 농도의 저하에 따라 방출하는 산소 흡수재와, 배기 가스중의 산소 농도를 제어하는 산소 농도 제어 수단과, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 하류측에 배치된 산소 농도 검출 수단과, 상기 산소 농도 제어 수단에 의한 산소 농도의 제어가 실행됨으로써, NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 사전에 설정된 제 1 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태로부터 저농도 상태로 이행한 시점에서, 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 1 흡수량을 검출함과 동시에, 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도가 상기 제 1 기준 시간보다 긴 시간으로 설정된 제 2 기준 시간에 걸쳐 고농도로 된 상태로부터 저농도 상태로 이행한 시점에서 상기 산소 농도 검출 수단의 검출 신호에 따라 상기 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 제 2 흡수량을 검출하는 흡수량 검출 수단과, 이 흡수량 검출 수단에 의해서 검출된 제 1 흡수량 및 제 2 흡수량의 검출값에 근거하여 상기 NOx 흡수재의 열화 판정을 하는 제 1 열화 판정 수단과, 상기 산소 흡수재의 열화 판정을 하는 제 2 열화 판정 수단을 구비하고, 이 제 2 열화 판정 수단에 의해서 산소 흡수재가 열화하고 있다고 판정된 경우에는 상기 제1 열화 판정 수단에 의한 NOx 흡수재의 열화 판정을 억제하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡수량 검출 수단은 산소 농도 제어 수단에 의해서 NOx 흡수재 및 산소 흡수재의 상류측에서의 산소 농도를 고농도 상태로부터 저농도 상태로 이행시키는 제어가 실행된 시점에서, 산소 농도 검출 수단에 의해서 검출된 산소 농도가 저농도 상태로 이행하기까지의 기간에 근거하여 NOx 흡수재 및 산소 흡수재에 흡수된 NOx 및 산소의 흡수량을 검출하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 산소 농도 제어 수단은 연소실내에서의 공연비를 제어함으로써, 상기 배기통로내의 산소 농도를 제어하도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 NOx 흡수재의 상류측에 산소 흡수재를 배치하는 것을 특징으로 하는
    엔진의 배기 정화 장치.
KR1020010002234A 2000-01-18 2001-01-15 엔진의 배기 정화 장치 KR20010076267A (ko)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000013897A JP4378819B2 (ja) 2000-01-18 2000-01-18 エンジンの排気浄化装置
JP2000-013897 2000-01-18

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20010076267A true KR20010076267A (ko) 2001-08-11

Family

ID=18541429

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020010002234A KR20010076267A (ko) 2000-01-18 2001-01-15 엔진의 배기 정화 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US6374596B2 (ko)
EP (1) EP1120552B1 (ko)
JP (1) JP4378819B2 (ko)
KR (1) KR20010076267A (ko)
DE (1) DE60100571T2 (ko)
ES (1) ES2203555T3 (ko)

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6594986B2 (en) * 2001-06-19 2003-07-22 Ford Global Technologies, Inc. Oxidant storage capacity estimation
US6912842B2 (en) * 2001-06-19 2005-07-05 Ford Global Technologies, Inc. Oxygen storage capacity estimation
US6453661B1 (en) * 2001-06-20 2002-09-24 Ford Global Technologies, Inc. System and method for determining target oxygen storage in an automotive catalyst
US6993899B2 (en) * 2001-06-20 2006-02-07 Ford Global Technologies, Llc System and method for controlling catalyst storage capacity
JP2003232246A (ja) * 2002-02-08 2003-08-22 Denso Corp 内燃機関の空燃比制御装置
JP2004162694A (ja) * 2002-09-20 2004-06-10 Mazda Motor Corp エンジンの排気浄化装置
JP3918706B2 (ja) * 2002-10-04 2007-05-23 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の触媒劣化検出装置
JP4016905B2 (ja) * 2003-08-08 2007-12-05 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
DE102005024872A1 (de) * 2005-05-31 2006-12-14 Siemens Ag Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Sauerstoffspeicherkapazität des Abgaskatalysators einer Brennkraftmaschine und Verfahren und Vorrichtung zum Ermitteln einer Dynamik-Zeitdauer für Abgassonden einer Brennkraftmaschine
JP4548602B2 (ja) * 2005-06-06 2010-09-22 三菱自動車工業株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4650245B2 (ja) * 2005-12-02 2011-03-16 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
KR100774718B1 (ko) 2006-08-23 2007-11-08 현대자동차주식회사 차량용 촉매컨버터의 산소제어방법
KR100907067B1 (ko) 2008-03-21 2009-07-09 현대자동차주식회사 디젤차량의 후처리계 시스템 및 그것의 진단방법
JP4906804B2 (ja) * 2008-07-16 2012-03-28 本田技研工業株式会社 排ガス浄化装置の劣化判定装置
JP5790545B2 (ja) * 2012-03-05 2015-10-07 三菱自動車工業株式会社 触媒診断装置及び触媒診断方法
US10772141B2 (en) 2018-06-28 2020-09-08 The Chinese University Of Hong Kong System and method for peer-to-peer wireless communication

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2827954B2 (ja) 1995-03-28 1998-11-25 トヨタ自動車株式会社 ＮＯｘ 吸収剤の劣化検出装置
GB2324052A (en) * 1997-04-11 1998-10-14 Ford Motor Co Heating of a storage trap
JP3430879B2 (ja) * 1997-09-19 2003-07-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
DE19800665C1 (de) * 1998-01-10 1999-07-01 Degussa Verfahren zum Betreiben eines Stickoxid-Speicherkatalysators
JP3446582B2 (ja) * 1998-01-14 2003-09-16 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE19801625A1 (de) * 1998-01-17 1999-07-22 Bosch Gmbh Robert Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
DE19801626B4 (de) * 1998-01-17 2010-08-12 Robert Bosch Gmbh Diagnose eines NOx-Speicherkatalysators beim Betrieb von Verbrennungsmotoren
JP3663896B2 (ja) * 1998-03-18 2005-06-22 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
DE19816175A1 (de) * 1998-04-14 1999-10-21 Degussa Verfahren zur Überprüfung der Funktionstüchtigkeit eines Stickoxid-Speicherkatalysators
DE59910881D1 (de) * 1998-06-20 2004-11-25 Daimler Chrysler Ag Regelstrategie für einen NOx-Speicher
DE19843859A1 (de) * 1998-09-25 2000-03-30 Bosch Gmbh Robert Katalysatorregenerationsverfahren

Also Published As

Publication number Publication date
DE60100571D1 (de) 2003-09-18
JP4378819B2 (ja) 2009-12-09
US6374596B2 (en) 2002-04-23
US20010011453A1 (en) 2001-08-09
EP1120552B1 (en) 2003-08-13
JP2001200718A (ja) 2001-07-27
DE60100571T2 (de) 2004-06-24
EP1120552A1 (en) 2001-08-01
ES2203555T3 (es) 2004-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3674017B2 (ja) 排出ガス浄化用触媒劣化検出装置
EP1413718B1 (en) Exhaust emission control system and method
CA2322915C (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP4158268B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
RU140624U1 (ru) Система диагностики каталитического нейтрализатора с селективным каталитическим восстановлением (scr)
JP4497132B2 (ja) 触媒劣化検出装置
KR20010076267A (ko) 엔진의 배기 정화 장치
JP3570297B2 (ja) エンジン排気浄化装置
US6763657B2 (en) Exhaust gas purifying method of internal combustion engine
JP3759567B2 (ja) 触媒劣化状態検出装置
JPH10311213A (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置
EP1174611B1 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP4518277B2 (ja) ＮＯｘ吸蔵触媒コンバータの再生方法
JP3988073B2 (ja) 排出ガスセンサの異常診断装置
US6835357B2 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine
JP3225787B2 (ja) 内燃機関のｏ２ センサ制御装置
JP4613894B2 (ja) 内燃機関用排気浄化装置
JP3520730B2 (ja) エンジンの触媒劣化診断装置
JP4069924B2 (ja) 排出ガス浄化用触媒劣化検出装置
KR101467190B1 (ko) 스토리지 촉매 변환기의 재생 방법
JP3966128B2 (ja) 排気浄化装置
JP2000337130A (ja) 内燃機関の排出ガス浄化装置
JP3302704B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP3988594B2 (ja) ＮＯｘ検出装置、及び排気浄化装置
JPH07189781A (ja) 内燃機関の触媒劣化判定装置

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid