TECHNISCHER HINTERGRUNDTECHNICAL BACKGROUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Maschinensystem.The present disclosure relates to a machine system.
Als ein herkömmliches Maschinensystem ist eine Technik bekannt, die in der japanischen Patentanmeldungsveröffentlichung Nr. 2008-291715 offenbart ist. Das Maschinensystem der Veröffentlichung hat einen NOx-Speicherreduktionskatalysator, der in einem Auslassdurchgang einer Dieselmaschine angeordnet ist, einen Sensor zum Erfassen eines Überschussluftverhältnisses, einen ersten NOx-Sensor, der stromaufwärts des NOx-Speicherreduktionskatalysators angeordnet ist, einen zweiten NOx-Sensor, der stromabwärts des NOx-Speicherreduktionskatalysators angeordnet ist, und eine Regenerationssteuerungsvorrichtung. Die Regenerationssteuerungsvorrichtung schätzt eine NOx-Speichermenge des NOx-Speicherreduktionskatalysators unter Verwendung von Erfassungswerten, die von dem ersten NOx-Sensor und dem zweiten NOx-Sensor erfasst werden, und führt eine NOx-Regenerationssteuerung durch Reduzieren und Entfernen von NOx, das in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator gespeichert ist, durch, wenn die NOx-Speichermenge eine bestimmte Beurteilungsmenge übersteigt und eine Sauerstoffkonzentration, die durch den Sensor zum Erfassen eines Überschussluftverhältnisses erfasst wird, innerhalb eines bestimmten Beurteilungsbereichs ist.As a conventional machine system, there is known a technique disclosed in Japanese Patent Application Publication No. 2008-291715. The engine system of the publication has a NOx storage reduction catalyst which is arranged in an exhaust passage of a diesel engine, a sensor for detecting an excess air ratio, a first NOx sensor which is arranged upstream of the NOx storage reduction catalyst, a second NOx sensor which is downstream of the NOx storage reduction catalyst is arranged, and a regeneration control device. The regeneration control device estimates a NOx storage amount of the NOx storage reduction catalyst using detection values detected by the first NOx sensor and the second NOx sensor, and performs NOx regeneration control by reducing and removing NOx that is in the NOx Storage reduction catalyst is stored by when the NOx storage amount exceeds a certain judgment amount and an oxygen concentration detected by the sensor for detecting an excess air ratio is within a certain judgment range.
Beim regelmäßigen Reduzieren und Entfernen von NOx, das in dem NOx-Speicherreduktionskatalysator (NOx-Reinigungskatalysator) gespeichert ist, wird eine große Menge von Partikeln (PM) und unverbranntem Kohlenwasserstoff (HC) von einer Maschine erzeugt. Wenn eine Endfläche des NOx-Speicherreduktionskatalysators aufgrund der Partikel und des unverbrannten Kohlenwasserstoffs, die in einem Abgas enthalten sind, verstopft ist, verringert sich die NOx-Reinigungsleistung des NOx-Speicherreduktionskatalysators und eine Verschlechterung einer Emission und ein Absinken eines Gegendrucks verursacht eine Verringerung einer Ausgabe bzw. einer Leistung. Deshalb ist es notwendig, eine Maßnahme zu ergreifen, die ein Verstopfen der Endfläche des NOx-Speicherreduktionskatalysators durch Erfassen eines Auftretens oder einer Wahrscheinlichkeit eines Verstopfens der Endfläche des NOx-Speicherreduktionskatalysators mit hoher Genauigkeit unterdrückt oder auflöst, zusätzlich zu einer Maßnahme, die ein Verstopfen der Endfläche des NOx-Speicherreduktionskatalysators verhindert.When reducing and removing NOx stored in the NOx storage reduction catalyst (NOx purification catalyst) periodically, a large amount of particulate matter (PM) and unburned hydrocarbon (HC) are generated from an engine. When an end face of the NOx storage reduction catalyst is clogged due to the particulate matter and the unburned hydrocarbon contained in an exhaust gas, the NOx purifying performance of the NOx storage reduction catalyst lowers and deterioration in emission and a decrease in back pressure causes a decrease in output or a service. Therefore, it is necessary to take a measure that suppresses or resolves clogging of the end face of the NOx storage reduction catalyst by detecting occurrence or likelihood of clogging of the end face of the NOx storage reduction catalyst with high accuracy, in addition to a measure that clogging of the Prevented end face of the NOx storage reduction catalyst.
Die vorliegende Offenbarung ist auf ein Vorsehen eines Maschinensystems gerichtet, in dem eine Genauigkeit des Erfassens eines Verstopfens einer Endfläche eines NOx-Reinigungskatalysators verbessert ist.The present disclosure is directed to providing an engine system in which accuracy of detecting clogging of an end face of a NOx purifying catalyst is improved.
ZUSAMMENFASSUNGSUMMARY
Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung ist ein Maschinensystem vorgesehen, das eine Maschine, einen Auslassdurchgang, der mit der Maschine verbunden ist und durch den ein Abgas von der Maschine strömt, einen NOx-Reinigungskatalysator, der in dem Auslassdurchgang angeordnet ist und gestattet ist, um NOx zu reinigen, das in dem Abgas enthalten ist, ein NOx-Erfassungsbauteil, das gestaltet ist, um NOx zu erfassen, das wenigstens stromabwärts des NOx-Reinigungskatalysators existiert, eine erste Reinigungsratenberechnungseinheit, die gestaltet ist, um einen NOx-Reinigungsratenschätzwert des NOx-Reinigungskatalysators auf der Basis eines gegenwärtigen Zustands des NOx-Reinigungskatalysators zu berechnen, eine zweite Reinigungsratenberechnungseinheit, die gestaltet ist, um einen NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NOx-Reinigungskatalysators auf der Basis eines Erfassungswerts, der durch das NOx-Erfassungsbauteil erfasst wird, zu berechnen, und eine Verstopfungsbeurteilungseinheit hat, die gestaltet ist, um eine Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert, der durch die erste Reinigungsratenberechnungseinheit berechnet wird, und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert zu berechnen, der durch die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit berechnet wird, und die gestaltet ist, um zu beurteilen, dass ein Verstopfen einer Endfläche des NOx-Reinigungskatalysators möglicherweise auftritt, wenn die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert für eine vorbestimmte Zeitspanne gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert wird.According to one aspect of the present disclosure, there is provided an engine system that allows an engine, an exhaust passage connected to the engine and through which exhaust gas from the engine flows, a NOx purifying catalyst disposed and allowed in the exhaust passage To purify NOx contained in the exhaust gas, a NOx detection element configured to detect NOx existing at least downstream of the NOx purifying catalyst, a first purification rate calculation unit configured to obtain a NOx purification rate estimate of the NOx A second purification rate calculation unit configured to calculate a NOx purification rate detection value of the NOx purification catalyst based on a detection value detected by the NOx detection member, and a clogging judging unit h at that is designed to calculate a difference between the NOx purification rate estimation value calculated by the first purification rate calculation unit and the NOx purification rate detection value that is calculated by the second purification rate calculation unit and that is configured to judge that a Clogging of an end face of the NOx purifying catalyst may occur when the difference between the NOx purifying rate estimated value and the NOx purifying rate detection value becomes equal to or greater than a predetermined value for a predetermined period of time.
Andere Aspekte und Vorteile der Offenbarung werden offensichtlich von der folgenden Beschreibung zusammen genommen mit den begleitenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Offenbarung veranschaulichen.Other aspects and advantages of the disclosure will become apparent from the following description, taken together with the accompanying drawings, which illustrate, by way of example, the principles of the disclosure.
FigurenlisteFigure list
Die Offenbarung, zusammen mit Aufgaben und Vorteilen von dieser, kann am besten durch die Bezugnahme auf die folgende Beschreibung der Ausführungsbeispiele zusammen mit den begleitenden Zeichnungen verstanden werden.
- 1 ist eine schematische Gestaltungsansicht eines Maschinensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung;
- 2 ist eine Gestaltungsansicht eines Steuerungssystems des Maschinensystems, das in 1 dargestellt ist;
- 3 ist ein Flussdiagramm, das Details eines Berechnungsprozesses zeigt, der durch eine erste Reinigungsratenberechnungseinheit durchgeführt wird, die in 2 dargestellt ist;
- 4 ist ein Flussdiagramm, das Details eines Berechnungsprozesses zeigt, der durch eine zweite Reinigungsratenberechnungseinheit durchgeführt wird, die in 2 dargestellt ist;
- 5 ist ein Flussdiagramm, das Details eines Beurteilungsprozesses zeigt, der durch eine Verstopfungsbeurteilungseinheit durchgeführt wird, die in 2 dargestellt ist;
- 6 ist ein Flussdiagramm, das Details eines Bestimmungsprozesses zeigt, der durch eine Beurteilungsbestimmungseinheit durchgeführt wird, die in 2 dargestellt ist; und
- 7 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Erfassung eines Verstopfens einer Endfläche eines NSR-Katalysators zeigt.
The disclosure, along with objects and advantages thereof, can be best understood by referring to the following description of the embodiments along with the accompanying drawings. - 1 Fig. 3 is a schematic layout view of a machine system according to an embodiment of the present disclosure;
- 2 FIG. 13 is a layout view of a control system of the machine system shown in FIG 1 is shown;
- 3 FIG. 13 is a flowchart showing details of a calculation process performed by a first cleaning rate calculation unit shown in FIG 2 is shown;
- 4th FIG. 13 is a flowchart showing details of a calculation process performed by a second cleaning rate calculation unit shown in FIG 2 is shown;
- 5 FIG. 13 is a flowchart showing details of a judging process performed by a clogging judging unit shown in FIG 2 is shown;
- 6th FIG. 13 is a flowchart showing details of a determination process performed by a judgment determination unit shown in FIG 2 is shown; and
- 7th Fig. 13 is a timing chart showing an example of detection of clogging of an end face of an NSR catalyst.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSBEISPIELEDETAILED DESCRIPTION OF THE EMBODIMENTS
Das Folgende beschreibt ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen.The following describes an embodiment of the present disclosure with reference to the accompanying drawings.
1 ist eine schematische Gestaltungsansicht eines Maschinensystems gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Offenbarung. 1 stellt ein Maschinensystem 1 des vorliegenden Ausführungsbeispiels dar, das an einem Fahrzeug montiert ist. Das Maschinensystem 1 hat eine Maschine 2, einen Einlass- bzw. Ansaugdurchgang 3, einen Auslass- bzw. Abgasdurchgang 4, eine Drosselklappe 5, einen Injektor 6 und einen NOx-Speicherreduktionskatalysator (einen NSR-Katalysator 7). 1 FIG. 12 is a schematic layout view of a machine system according to an embodiment of the present disclosure. 1 represents a machine system 1 of the present embodiment mounted on a vehicle. The machine system 1 has a machine 2 , an intake or suction passage 3 , an exhaust passage 4th , a throttle valve 5 , an injector 6th and a NOx storage reduction catalyst (an NSR catalyst 7th ).
Die Maschine 2 ist eine Dieselmaschine. Die Maschine 2 hat einen Zylinder, der eine Brennkammer ausbildet, die nicht dargestellt ist. Der Einlassdurchgang 3 und der Auslassdurchgang 4 sind mit der Maschine 2 verbunden. Der Einlassdurchgang 3 ist ein Durchgang, durch den eine Ansaug- bzw. Einlassluft strömt. Der Auslassdurchgang 4 ist ein Durchgang, durch den ein Abgas, das in der Brennkammer der Maschine 2 erzeugt wird, strömt.The machine 2 is a diesel machine. The machine 2 has a cylinder that forms a combustion chamber, which is not shown. The inlet passage 3 and the outlet passage 4th are with the machine 2 connected. The inlet passage 3 is a passage through which intake air flows. The outlet passage 4th is a passage through which an exhaust gas enters the engine's combustion chamber 2 is generated, flows.
Die Drosselklappe 5 ist in dem Einlassdurchgang 3 angeordnet. Die Drosselklappe 5 ist ein Strömungsrateneinstellungsventil, das gestaltet ist, um eine Strömungsrate einer Einlassluft, die zu der Maschine 2 zuzuführen ist, einzustellen. Der Injektor 6 ist ein Kraftstoffeinspritzventil, das gestaltet ist, um Kraftstoff in die Brennkammer der Maschine 2 einzuspritzen.The throttle 5 is in the inlet passage 3 arranged. The throttle 5 is a flow rate adjustment valve configured to adjust a flow rate of intake air supplied to the engine 2 is to be supplied to discontinue. The injector 6th is a fuel injector that is designed to inject fuel into the engine's combustion chamber 2 inject.
Der NSR-Katalysator 7 ist in dem Auslassdurchgang 4 angeordnet. Der NSR-Katalysator 7 ist ein NOx-Reinigungskatalysator, der gestaltet ist, um NOx zu reinigen, das in einem Abgas enthalten ist. Der NSR-Katalysator 7 hat einen Aufbau, bei dem ein Katalysatoredelmetall und ein NOx-Speichermaterial in einem Träger gehalten sind.The NSR catalyst 7th is in the exhaust passage 4th arranged. The NSR catalyst 7th is a NOx purifying catalyst designed to purify NOx contained in an exhaust gas. The NSR catalyst 7th has a structure in which a catalyst precious metal and a NOx storage material are held in a carrier.
Des Weiteren umfasst das Maschinensystem 1 einen Beschleunigersensor 8, einen Drehzahlsensor 9, einen Luftströmungsmesser 10, einen Abgastemperatursensor 11, einen stromaufwärtigen NOx-Sensor 12, einen stromabwärtigen NOx-Sensor 13 und eine Maschinensteuerungseinheit (ECU 14).The machine system also includes 1 an accelerator sensor 8th , a speed sensor 9 , an air flow meter 10 , an exhaust temperature sensor 11th , an upstream NOx sensor 12th , a downstream NOx sensor 13th and an engine control unit (ECU 14th ).
Der Beschleunigersensor 8 ist gestaltet, um einen Niederdrückungsgrad eines Beschleunigerpedals (nicht dargestellt) als eine Maschinenlast zu erfassen. Der Drehzahlsensor 9 ist gestaltet, um die Drehzahl der Maschine 2 (eine Maschinendrehzahl) zu erfassen. Der Luftströmungsmesser 10 ist gestaltet, um eine Strömungsrate einer Einlassluft zu der Maschine 2 zu erfassen. Der Abgastemperatursensor 11 ist gestaltet, um eine Temperatur eines Abgases (eine Abgastemperatur) zu erfassen.The accelerator sensor 8th is designed to detect a depression degree of an accelerator pedal (not shown) as an engine load. The speed sensor 9 is designed to match the speed of the machine 2 (an engine speed). The air flow meter 10 is designed to be a flow rate of intake air to the engine 2 capture. The exhaust gas temperature sensor 11th is designed to detect a temperature of an exhaust gas (an exhaust gas temperature).
Der stromaufwärtige NOx-Sensor 12 und der stromabwärtige NOx-Sensor 13 entsprechen einem NOx-Erfassungsbauteil, das gestaltet ist, um wenigstens stromabwärts des NSR-Katalysators 7 NOx zu erfassen. Der stromaufwärtige NOx-Sensor 12 dient als eine stromaufwärtige NOx-Erfassungseinheit, die gestaltet ist, um NOx, das stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 existiert, zu erfassen. Der stromabwärtige NOx-Sensor 13 dient als eine stromabwärtige NOx-Erfassungseinheit, die gestaltet ist, um NOx zu erfassen, das stromabwärts des NSR-Katalysators 7 existiert. Der stromaufwärtige NOx-Sensor 12 und der stromabwärtige NOx-Sensor 13 erfassen beispielsweise eine NOx-Konzentration oder eine NOx-Menge als eine NOx-Zustandsgröße.The upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th correspond to a NOx sensing component configured to be at least downstream of the NSR catalyst 7th Capture NOx. The upstream NOx sensor 12th serves as an upstream NOx detection unit designed to detect NOx that is upstream of the NSR catalyst 7th exists to capture. The downstream NOx sensor 13th serves as a downstream NOx detection unit configured to detect NOx that is downstream of the NSR catalyst 7th exists. The upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th detect, for example, a NOx concentration or an NOx amount as a NOx state quantity.
Die ECU 14 hat eine CPU, einen RAM, einen ROM, eine Eingangs/Ausgangs-Schnittstelle und dergleichen. Die ECU 14 erhält Erfassungswerte, die von dem Beschleunigersensor 8, dem Drehzahlsensor 9, dem Luftströmungsmesser 10, dem Abgastemperatursensor 11, dem stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 und dem stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erfasst werden, und führt vorbestimmte Prozesse durch, wodurch die Drosselklappe 5 und der Injektor 6 gesteuert werden.The ECU 14th has a CPU, a RAM, a ROM, an input / output interface and the like. The ECU 14th receives detection values from the accelerator sensor 8th , the speed sensor 9 , the air flow meter 10 , the exhaust gas temperature sensor 11th , the upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th are detected and performs predetermined processes, thereby reducing the throttle valve 5 and the injector 6th being controlled.
Wie in 2 dargestellt ist, hat die ECU 14 eine erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15, eine zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16, eine Verstopfungsbeurteilungseinheit 17, eine Abgastemperaturerhöhungseinheit 18 und eine Beurteilungsbestimmungseinheit 19.As in 2 shown has the ECU 14th a first cleaning rate calculating unit 15th , a second cleaning rate calculating unit 16 , a clogging judgment unit 17th , an exhaust gas temperature raising unit 18th and a judgment determination unit 19th .
Die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 ist gestaltet, um einen NOx-Reinigungsratenschätzwert des NSR-Katalysators 7 auf der Basis des gegenwärtigen Zustands des NSR-Katalysators 7 zu berechnen. Der gegenwärtige Zustand des NSR-Katalysators 7 wird auf der Basis der Maschinenlast, die durch den Beschleunigersensor 8 erfasst wird, der Maschinendrehzahl, die durch den Drehzahlsensor 9 erfasst wird, der Einlassluftmenge, die durch den Luftströmungsmesser 10 erfasst wird, und der Abgastemperatur geschätzt, die durch den Abgastemperatursensor 11 erfasst wird.The first cleaning rate calculation unit 15th is designed to be a NOx purification rate estimate of the NSR catalyst 7th based on the current state of the NSR catalyst 7th to calculate. The current condition of the NSR catalyst 7th is based on the machine load applied by the accelerator sensor 8th is detected, the machine speed, which is determined by the speed sensor 9 the amount of intake air detected by the air flow meter 10 is detected, and the exhaust temperature is estimated by the exhaust temperature sensor 11th is captured.
3 ist ein Flussdiagramm, das Details von Schritten eines Berechnungsprozesses zeigt, der durch die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 durchgeführt wird. Dieser Prozess wird beispielsweise durchgeführt, wenn der Zündungsschalter eingeschaltet wird. In 3 erhält die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 Erfassungswerte, die von dem Beschleunigersensor 8, dem Drehzahlsensor 9, dem Luftströmungsmesser 10 und dem Abgastemperatursensor 11 erfasst werden (Schritt S101). 3 Fig. 13 is a flowchart showing details of steps of a calculation process performed by the first cleaning rate calculation unit 15th is carried out. This process is performed when the ignition switch is turned on, for example. In 3 receives the first cleaning rate calculation unit 15th Detection values obtained from the accelerator sensor 8th , the speed sensor 9 , the air flow meter 10 and the exhaust gas temperature sensor 11th recorded (step S101 ).
Dann schätzt die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 eine Menge eines Abgases, das in den NSR-Katalysator 7 strömt (die Abgasmenge), einen Verschlechterungsgrad des NSR-Katalysators 7, eine NOx-Speichermenge des NSR-Katalysators 7 und eine Schwefelvergiftungsmenge (S-Vergiftungsmenge) des NSR-Katalysators 7 auf der Basis der Erfassungswerte, die von dem Beschleunigersensor 8, dem Drehzahlsensor 9, dem Luftströmungsmesser 10 und dem Abgastemperatursensor 11 erfasst werden (Schritt S102).Then the first cleaning rate calculating unit estimates 15th an amount of exhaust gas entering the NSR catalyst 7th flows (the amount of exhaust gas), a deterioration degree of the NSR catalyst 7th , a NOx storage amount of the NSR catalyst 7th and a sulfur poisoning amount (S poisoning amount) of the NSR catalyst 7th based on the detection values obtained from the accelerator sensor 8th , the speed sensor 9 , the air flow meter 10 and the exhaust gas temperature sensor 11th recorded (step S102 ).
Im Speziellen werden eine Kraftstoffeinspritzmenge und ein Kraftstoffeinspritzzeitpunkt von dem Injektor 6 zu der Maschine 2 auf der Basis der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl bestimmt. Die Abgasmenge, die in den NSR-Katalysator 7 strömt, wird auf der Basis der Einlassluftmenge und der Kraftstoffeinspritzmenge berechnet, die zu der Maschine 2 zugeführt wird. Der Verschlechterungsgrad, die NOx-Speichermenge und die Schwefelvergiftungsmenge des NSR-Katalysators 7 werden auf der Basis der Maschinenlast, der Maschinendrehzahl und der Abgastemperatur berechnet. Es sei angemerkt, dass die Abgasmenge, der Verschlechterungsgrad des NSR-Katalysators 7, die NOx-Speichermenge des NSR-Katalysators 7 und die Schwefelvergiftungsmenge des NSR-Katalysators 7 durch beispielsweise eine Kennfeldberechnung berechnet werden.Specifically, a fuel injection amount and a fuel injection timing from the injector 6th to the machine 2 determined based on the engine load and the engine speed. The amount of exhaust gas going into the NSR catalytic converter 7th is calculated based on the amount of intake air and the amount of fuel injection given to the engine 2 is fed. The degree of deterioration, the NOx storage amount, and the sulfur poisoning amount of the NSR catalyst 7th are calculated based on engine load, engine speed and exhaust temperature. It should be noted that the amount of exhaust gas, the degree of deterioration of the NSR catalyst 7th , the NOx storage amount of the NSR catalytic converter 7th and the sulfur poisoning amount of the NSR catalyst 7th can be calculated by, for example, a map calculation.
Dann schätzt die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 die NOx-Menge stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 und die NOx-Menge stromabwärts des NSR-Katalysators 7 auf der Basis der Abgastemperatur, der Abgasmenge, des Verschlechterungsgrads des NSR-Katalysators 7, der NOx-Speichermenge des NSR-Katalysators 7 und der Schwefelvergiftungsmenge des NSR-Katalysators 7 (Schritt S103). Demzufolge werden ein NOx-Schätzwert stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 und ein NOx-Schätzwert stromabwärts des NSR-Katalysators 7 erhalten (siehe 7 bei (b)).Then the first cleaning rate calculating unit estimates 15th the amount of NOx upstream of the NSR catalyst 7th and the amount of NOx downstream of the NSR catalyst 7th based on the exhaust gas temperature, the exhaust gas amount, the deterioration degree of the NSR catalyst 7th , the NOx storage amount of the NSR catalytic converter 7th and the sulfur poisoning amount of the NSR catalyst 7th (Step S103 ). As a result, it becomes an estimated NOx value upstream of the NSR catalyst 7th and an estimate of NOx downstream of the NSR catalyst 7th received (see 7th at (b)).
Der NOx-Schätzwert stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie P1 in 7 bei (b)) wird auf der Basis der Abgastemperatur und der Abgasmenge berechnet. Der NOx-Schätzwert stromabwärts des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie P2 in 7 bei (b)) wird auf der Basis der Abgastemperatur, der Abgasmenge, des Verschlechterungsgrads des NSR-Katalysators 7, der NOx-Speichermenge des NSR-Katalysators 7 und der Schwefelvergiftungsmenge des NSR-Katalysators 7 berechnet. Es sei angemerkt, dass die NOx-Schätzwerte stromaufwärts und stromabwärts des NSR-Katalysators 7 durch beispielsweise eine Kennfeldberechnung berechnet werden.The estimated NOx upstream of the NSR catalyst 7th (see the solid line P1 in 7th at (b)) is calculated on the basis of the exhaust gas temperature and the exhaust gas amount. The estimated NOx downstream of the NSR catalyst 7th (see the solid line P2 in 7th at (b)) is based on the exhaust gas temperature, the exhaust gas amount, the deterioration degree of the NSR catalyst 7th , the NOx storage amount of the NSR catalytic converter 7th and the sulfur poisoning amount of the NSR catalyst 7th calculated. It should be noted that the NOx estimates upstream and downstream of the NSR catalyst 7th can be calculated by, for example, a map calculation.
Im Anschluss berechnet die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 den NOx-Reinigungsratenschätzwert des NSR-Katalysators 7 (die durchgehende Linie P in 7 bei (d)) auf der Basis der NOx-Schätzwerte stromaufwärts und stromabwärts des NSR-Katalysators 7 (Schritt S104). Angenommen, dass die NOx-Menge stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 und die NOx-Menge stromabwärts des NSR-Katalysators 7 A1 bzw. A2 ist, wird die NOx-Reinigungsrate des NSR-Katalysators 7 durch eine Formel (A1-A2)/A1 berechnet.The first cleaning rate calculation unit then calculates 15th the NOx purification rate estimate of the NSR catalyst 7th (the solid line P in 7th at (d)) based on the NOx estimates upstream and downstream of the NSR catalyst 7th (Step S104 ). Assume that the amount of NOx upstream of the NSR catalyst 7th and the amount of NOx downstream of the NSR catalyst 7th A1 or. A2 becomes the NOx purification rate of the NSR catalyst 7th calculated by a formula (A1-A2) / A1.
Die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16 berechnet einen NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NSR-Katalysators 7 auf der Basis der NOx-Zustandsgröße, die durch den stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 und den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erfasst wird.The second cleaning rate calculation unit 16 calculates a NOx purification rate detection value of the NSR catalyst 7th based on the NOx state quantity detected by the upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th is captured.
4 ist ein Flussdiagramm, das die Details von Schritten eines Berechnungsprozesses zeigt, der durch die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16 durchgeführt wird. Dieser Prozess wird beispielsweise durchgeführt, wenn der Zündungsschalter eingeschaltet wird. In 4 erhält die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16 die Erfassungswerte, die von dem stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 und dem stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erfasst werden, als NOx-Erfassungswerte (Schritt S111). 4th Fig. 13 is a flowchart showing the details of steps of a calculation process performed by the second cleaning rate calculation unit 16 is carried out. This process is performed when the ignition switch is turned on, for example. In 4th receives the second cleaning rate calculation unit 16 the detection values obtained from the upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th are detected as NOx detection values (step S111 ).
Im Anschluss berechnet die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16 den NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie Q in 7 bei (d)) auf der Basis des NOx-Erfassungswerts stromaufwärts des NSR-Katalysators 7, der durch den stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 erhalten wird (siehe die durchgehende Linie Q1 in 7 bei (c)), und des NOx-Erfassungswerts stromabwärts des NSR-Katalysators 7, der durch den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erhalten wird (siehe die durchgehende Linie Q2 in 7 bei (c)) (Schritt S112).The second cleaning rate calculation unit then calculates 16 the NOx purification rate detection value of the NSR catalyst 7th (see the solid line Q in 7th at (d)) based on the NOx detection value upstream of the NSR catalyst 7th by the upstream NOx sensor 12th is obtained (see the solid line Q1 in 7th at (c)), and the NOx detection value downstream of the NSR catalyst 7th caused by the downstream NOx sensor 13th is obtained (see the solid line Q2 in 7th at (c)) (step S112 ).
Die Berechnung der erfassten NOx-Reinigungsrate des NSR-Katalysators 7 wird mit der gleichen Formel wie der von Schritt S104 in 3 durchgeführt.The calculation of the detected NOx purification rate of the NSR catalytic converter 7th is made using the same formula as that of step S104 in 3 accomplished.
Die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 berechnet eine Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert, der durch die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 berechnet wird, und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert, der durch die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16 berechnet wird, und beurteilt, dass ein Verstopfen einer vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 möglicherweise auftritt, wenn die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert für eine vorbestimmte Zeitspanne gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert wird.The clogging judgment unit 17th calculates a difference between the NOx purification rate estimated value obtained by the first purification rate calculation unit 15th is calculated, and the NOx purification rate detection value calculated by the second purification rate calculation unit 16 is calculated and judged that clogging of a leading end face 7a of the NSR catalyst 7th possibly occurs when the difference between the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value becomes equal to or greater than a predetermined value for a predetermined period of time.
5 ist ein Flussdiagramm, das Details von Schritten eines Beurteilungsprozesses zeigt, der durch die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 durchgeführt wird. Dieser Prozess wird durchgeführt, wenn ein Beurteilungsflag auf 1 festgelegt ist, was später beschrieben wird. 5 Fig. 13 is a flowchart showing details of steps of a judging process performed by the clogging judging unit 17th is carried out. This process is performed when a judgment flag is set to 1, which will be described later.
In 5 erhält die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 zuerst den NOx-Reinigungsratenschätzwert, der durch die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 berechnet wird, und den NOx-Reinigungsratenerfassungswert, der durch die zweite Reinigungsratenberechnungseinheit 16 berechnet wird (Schritt S121). Dann berechnet die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert als eine Differenz der NOx-Reinigungsrate (Schritt S122).In 5 receives the clogging judgment unit 17th first the NOx purification rate estimated value obtained by the first purification rate calculation unit 15th is calculated, and the NOx purification rate detection value obtained by the second purification rate calculation unit 16 is calculated (step S121 ). Then the clogging judgment unit calculates 17th the difference between the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value as a difference in the NOx purification rate (step S122 ).
Im Anschluss bestimmt die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17, ob die Differenz der NOx-Reinigungsrate gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist (Schritt S123). Wenn bestimmt wird, dass die Differenz der NOx-Reinigungsrate gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist, bestimmt die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17, ob eine verstrichene Zeit seit dem vorhergehenden Beurteilungsprozess innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne ist oder nicht (Schritt S124). Die Differenz der NOx-Reinigungsrate kann aufgrund einer Verschlechterung des NSR-Katalysators 7 mit der Zeit gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert werden. Die vorbestimmte Zeitspanne ist nur ein Kriterium zum Ausschließen eines Falls, wo die Differenz der NOx-Reinigungsrate aufgrund der Verschlechterung des NSR-Katalysators 7 mit der Zeit gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert ist.The clogging judgment unit then determines 17th whether the difference in the NOx purification rate is equal to or greater than the predetermined value (step S123 ). When it is determined that the difference in the NOx purification rate is equal to or greater than the predetermined value, the clogging judgment unit determines 17th whether or not an elapsed time from the previous judging process is within the predetermined period of time (step S124 ). The difference in the NOx purification rate may be due to deterioration of the NSR catalyst 7th become equal to or greater than the predetermined value over time. The predetermined period of time is only a criterion for excluding a case where the difference in the NOx purifying rate is due to the deterioration of the NSR catalyst 7th is equal to or greater than the predetermined value over time.
Wenn bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit dem vorhergehenden Beurteilungsprozess innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne ist, beurteilt die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 möglicherweise auftritt (Schritt S125).When it is determined that the elapsed time from the previous judging process is within the predetermined time, the clogging judging unit judges 17th that clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th may occur (step S125 ).
Wenn in Schritt S123 bestimmt wird, dass die Differenz der NOx-Reinigungsrate kleiner als der vorbestimmte Wert ist, beurteilt die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 nicht auftritt (Schritt S126). Wenn in Schritt S124bestimmt wird, dass die verstrichene Zeit seit dem vorhergehenden Beurteilungsprozess die vorbestimmte Zeitspanne übersteigt, beurteilt die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 auch, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 nicht auftritt (Schritt S126).If in step S123 When it is determined that the difference in the NOx purification rate is smaller than the predetermined value, the clogging judgment unit judges 17th that clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th does not occur (step S126 ). When it is determined in step S124 that the elapsed time from the previous judging process exceeds the predetermined time, the clogging judging unit judges 17th also that clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th does not occur (step S126 ).
Wenn die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 beurteilt, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 möglicherweise auftritt, steuert die Abgastemperaturerhöhungseinheit 18 den Injektor 6 oder die Drosselklappe 5, um die Temperatur des Abgases zu erhöhen, das in den NSR-Katalysator 7 strömt.When the clogging judgment unit 17th judged that the clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th possibly occurs, controls the exhaust gas temperature raising unit 18th the injector 6th or the throttle valve 5 to raise the temperature of the exhaust gas entering the NSR catalyst 7th flows.
Die Abgastemperaturerhöhungseinheit 18 erhöht die Temperatur des Abgases durch Ändern des Verbrennungszustands der Maschine 2. Im Speziellen erhöht die Abgastemperaturerhöhungseinheit 18 die Temperatur des Abgases durch Steuern des Injektors 6, um einen Kraftstoffeinspritzzeitpunkt zu verzögern, der auf der Basis der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl bestimmt wird. The exhaust gas temperature raising unit 18th increases the temperature of the exhaust gas by changing the combustion state of the engine 2 . In particular, the exhaust gas temperature raising unit increases 18th the temperature of the exhaust gas by controlling the injector 6th to retard a fuel injection timing determined based on the engine load and the engine speed.
Alternativ kann die Abgastemperaturerhöhungseinheit 18 die Temperatur des Abgases durch Steuern der Drosselklappe 5, um die Einlassluftmenge zu der Maschine 2 zu verringern, erhöhen.Alternatively, the exhaust gas temperature increase unit 18th the temperature of the exhaust gas by controlling the throttle 5 to check the amount of intake air to the machine 2 decrease, increase.
Die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 bestimmt, ob das Abgas, das von der Maschine 2 abgegeben wird, in einem stabilen Zustand ist oder nicht, und gestattet, dass die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 den Beurteilungsprozess durchführt, wenn bestimmt wird, dass das Abgas in dem stabilen Zustand ist. Das Abgas in dem stabilen Zustand ist ein Zustand, in dem die Abgasmenge und die Abgastemperatur stabil sind. Die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 bestimmt, ob das Abgas in dem stabilen Zustand ist oder nicht, durch Bestimmen, ob die Maschine 2 in einem normalen Betriebszustand ist oder nicht, auf der Basis der Maschinenlast, die durch den Beschleunigersensor 8 erfasst wird, und der Maschinendrehzahl, die durch den Drehzahlsensor 9 erfasst wird.The judgment determining unit 19th determines whether the exhaust gas is coming from the engine 2 is in a steady state or not, and allows the clogging judgment unit 17th performs the judgment process when it is determined that the exhaust gas is in the steady state. The exhaust gas in the steady state is a state in which the amount of exhaust gas and the Exhaust gas temperature are stable. The judgment determining unit 19th determines whether or not the exhaust gas is in the steady state by determining whether the engine is 2 is in a normal operating state or not based on the engine load detected by the accelerator sensor 8th is detected, and the engine speed, which is determined by the speed sensor 9 is captured.
6 ist ein Flussdiagramm, das Details von Schritten eines Bestimmungsprozesses zeigt, der durch die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 durchgeführt wird. Dieser Prozess wird beispielsweise durchgeführt, wenn der Zündungsschalter eingeschaltet wird. In 6 erhält die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 die Erfassungswerte, die von dem Beschleunigersensor 8 und dem Drehzahlsensor 9 erfasst werden (Schritt S131). 6th Fig. 13 is a flowchart showing details of steps of a determination process performed by the judgment determination unit 19th is carried out. This process is performed when the ignition switch is turned on, for example. In 6th receives the judgment determining unit 19th the detection values obtained from the accelerator sensor 8th and the speed sensor 9 recorded (step S131 ).
Im Anschluss bestimmt die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 auf der Basis der Maschinenlast und der Maschinendrehzahl, ob die Maschine 2 in dem normalen Betriebszustand ist oder nicht (Schritt S132). Der normale Betriebszustand der Maschine 2 ist ein Zustand, in dem das Fahrzeug mit einer bestimmten Geschwindigkeit fährt, wobei das Beschleunigerpedal zu einem bestimmten Grad niedergedrückt ist. In diesem Fall enthält das Abgas, das von der Maschine 2 abgegeben wird, eine geeignete Menge von NOx, was einem stabilen Zustand entspricht, der für die Bestimmung des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 durch die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 geeignet ist.Subsequently, the judgment determining unit determines 19th on the basis of the machine load and the machine speed, whether the machine 2 is in the normal operating state or not (step S132 ). The normal operating condition of the machine 2 is a state in which the vehicle is traveling at a certain speed with the accelerator pedal depressed to a certain degree. In this case it contains the exhaust gas from the engine 2 is discharged, an appropriate amount of NOx, which corresponds to a steady state necessary for the determination of clogging of the end face of the NSR catalyst 7th by the clogging judgment unit 17th suitable is.
Wenn bestimmt wird, dass die Maschine 2 in dem normalen Betriebszustand ist, bestimmt die Beurteilungsbestimmungseinheit 19, ob eine Dauer des normalen Betriebszustands der Maschine 2 einen Dauerschwellenwert t erreicht oder nicht (siehe 7 bei (a)) (Schritt S133). Der Dauerschwellenwert t ist in angemessener Weise kürzer als die vorbestimmte Zeitspanne bei Schritt S124 in 5 festgelegt. Das heißt, die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 bestimmt, ob der Zustand, in dem das Abgas in dem stabilen Zustand ist, für die vorbestimmte Zeitspanne andauert oder nicht.When it is determined that the machine 2 is in the normal operating state, the judgment determination unit determines 19th whether a duration of the normal operating state of the machine 2 a duration threshold value t is reached or not (see 7th at (a)) (step S133 ). The duration threshold value t is appropriately shorter than the predetermined period of time at step S124 in 5 set. That is, the judgment determining unit 19th determines whether or not the state in which the exhaust gas is in the steady state continues for the predetermined period of time.
Wenn bestimmt wird, dass die Dauer des normalen Betriebszustands der Maschine 2 den Dauerschwellenwert t erreicht, legt die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 das Beurteilungsflag auf 1 fest (Schritt S134). Das Beurteilungsflag (siehe 7e) ist ein Flag, das gestattet, dass die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 den Beurteilungsprozess durchführt, in dem das Verstopfen der Endfläche des NSR-Katalysators 7 beurteilt wird. Zum Gestatten des Beurteilungsprozesses wird das Beurteilungsflag auf 1 festgelegt. Um den Beurteilungsprozess nicht zu gestatten, wird das Beurteilungsflag auf 0 festgelegt.When it is determined that the duration of the normal operating condition of the machine 2 reaches the duration threshold value t, the judgment determination unit sets 19th set the assessment flag to 1 (step S134 ). The assessment flag (see 7e) is a flag that allows the clogging judgment unit 17th performs the judgment process in which clogging of the end face of the NSR catalyst 7th is judged. The judgment flag is set to 1 to allow the judgment process. In order not to allow the judging process, the judging flag is set to 0.
Wenn in Schritt S132 bestimmt wird, dass die Maschine 2 nicht in dem normalen Betriebszustand ist, legt die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 das Beurteilungsflag auf 0 fest (Schritt S135). Wenn in Schritt S133 bestimmt wird, dass die Dauer des normalen Betriebszustands der Maschine 2 nicht den Dauerschwellenwert t erreicht, legt die Beurteilungsbestimmungseinheit 19 das Beurteilungsflag auch auf 0 fest (Schritt S135).If in step S132 it is determined that the machine 2 is not in the normal operating state, the judgment determination unit sets 19th the judgment flag is set to 0 (step S135 ). If in step S133 it is determined that the duration of the normal operating state of the machine 2 does not reach the duration threshold value t, the judgment determining unit sets 19th also set the assessment flag to 0 (step S135 ).
In dem Maschinensystem 1, das die vorstehend beschriebene Gestaltung hat, werden, wie in 7 bei (b) gezeigt ist, der NOx-Schätzwert stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie P1) und der NOx-Schätzwert stromabwärts des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie P2) auf der Basis des gegenwärtigen Zustands des NSR-Katalysators 7 berechnet. Wie in 7 bei (d) gezeigt ist, wird der NOx-Reinigungsratenschätzwert (die durchgehende Linie P) des NSR-Katalysators 7 berechnet. Es sei angemerkt, dass nur der NOx-Reinigungsratenschätzwert, wenn der normale Betriebszustand der Maschine 2 andauert, als der NOx-Reinigungsratenschätzwert für die Beurteilung des Verstopfens der Endfläche in 7 bei (d) gezeigt ist.In the machine system 1 having the above-described configuration will be as shown in 7th shown at (b) is the estimated NOx value upstream of the NSR catalyst 7th (see the solid line P1 ) and the estimated NOx value downstream of the NSR catalyst 7th (see the solid line P2 ) based on the current state of the NSR catalyst 7th calculated. As in 7th is shown at (d), the NOx purification rate estimated value (the solid line P) of the NSR catalyst 7th calculated. It should be noted that only the NOx purification rate estimated value when the normal operating condition of the engine 2 continues as the NOx purification rate estimate for the end face clogging judgment in 7th is shown at (d).
Wie in 7c und 7d gezeigt ist, wird der NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie Q) auf der Basis des NOx-Erfassungswerts stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie Q1), der durch den stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 erhalten wird, und des NOx-Erfassungswerts stromabwärts des NSR-Katalysators 7 (siehe die durchgehende Linie Q2) berechnet, der durch den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erhalten wird. Es sei angemerkt, dass nur der NOx-Reinigungsratenerfassungswert, wenn der normale Betriebszustand der Maschine 2 andauert, als der NOx-Reinigungsratenerfassungswert für die Beurteilung des Verstopfens der Endfläche in 7 bei (d) gezeigt ist.As in 7c and 7d is shown, the NOx purification rate detection value of the NSR catalyst 7th (see the solid line Q) based on the NOx detection value upstream of the NSR catalyst 7th (see the solid line Q1 ) caused by the upstream NOx sensor 12th and the NOx detection value downstream of the NSR catalyst 7th (see the solid line Q2 ) calculated by the downstream NOx sensor 13th is obtained. It should be noted that only the NOx purification rate detection value when the normal operating condition of the engine 2 continues as the NOx purification rate detection value for the end face clogging judgment in 7th is shown at (d).
Wie in 7a und 7e gezeigt ist, wird das Beurteilungsflag auf 1 festgelegt, wenn die Dauer des normalen Betriebszustands der Maschine 2 den Dauerschwellenwert t in einer Zeitspanne T1 erreicht. Da dies den Beurteilungsprozess zum Beurteilen des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 gestattet, wird die Differenz der NOx-Reinigungsrate, die die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert ist, berechnet. Zu dieser Zeit wird bestimmt, dass die Differenz der NOx-Reinigungsrate kleiner als der vorbestimmte Wert ist, sodass bestimmt wird, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 nicht auftritt.As in 7a and 7e is shown, the judgment flag is set to 1 when the duration of the normal operating state of the engine 2 the duration threshold value t over a period of time T1 achieved. As this is the judgment process for judging the clogging of the end face of the NSR catalyst 7th allowed, the difference in NOx purification rate, which is the difference between the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value, is calculated. At this time, it is determined that the difference in the NOx purification rate is smaller than the predetermined value, so that it is determined that the clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th does not occur.
Dann erreicht in einer Zeitspanne T2, obwohl die Maschine 2 in dem normalen Betriebszustand ist, die Dauer des normalen Betriebszustands der Maschine 2 nicht den Dauerschwellenwert t, sodass das Beurteilungsflag auf 0 festgelegt wird. Somit wird der Beurteilungsprozess zum Beurteilen des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 nicht durchgeführt.Then achieved in a period of time T2 although the machine 2 in the normal operating condition is the duration of the normal operating condition of the machine 2 not the duration threshold value t, so the judgment flag is set to 0. Thus, the judgment process becomes to judge the clogging of the end face of the NSR catalyst 7th not done.
Dann erreicht in einer Zeitspanne T3 die Dauer des normalen Betriebszustands der Maschine 2 den Dauerschwellenwert t, sodass das Beurteilungsflag auf 1 festgelegt wird. Da dies den Beurteilungsprozess zum Beurteilen des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 gestattet, wird die Differenz der NOx-Reinigungsrate berechnet. Zu dieser Zeit ist die Differenz der NOx-Reinigungsrate gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert und die verstrichene Zeit von dem vorhergehenden Beurteilungsprozess ist innerhalb der vorbestimmten Zeitspanne. Deshalb wird bestimmt, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 möglicherweise auftritt.Then achieved in a period of time T3 the duration of the normal operating condition of the machine 2 the duration threshold value t so that the judgment flag is set to 1. As this is the judgment process for judging the clogging of the end face of the NSR catalyst 7th allowed, the difference in NOx purification rate is calculated. At this time, the difference in the NOx purification rate is equal to or greater than the predetermined value, and the elapsed time from the previous judgment process is within the predetermined time. Therefore, it is determined that the clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th may occur.
In diesem Fall wird die Temperatur des Abgases, das in den NSR-Katalysator 7 strömt, durch Steuern des Injektors 6 oder der Drosselklappe 5 erhöht. Als eine Folge verbrennt das Abgas und entfernt Partikel, die die vordere Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 verstopfen.In this case the temperature of the exhaust gas entering the NSR catalyst 7th flows by controlling the injector 6th or the throttle valve 5 elevated. As a result, the exhaust gas burns and removes particulate matter from the front end face 7a of the NSR catalyst 7th clog.
Als ein Verfahren zum Erfassen des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 gibt es beispielsweise ein Verfahren, das eine Einströmanhäufungsmenge von Partikeln, die das Verstopfen der Endfläche verursacht, in die vordere Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 erfasst und das Verstopfen der Endfläche des NSR-Katalysators 7 von der Einströmanhäufungsmenge der Partikel schätzt. Alternativ gibt es ein Verfahren, das eine Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des NSR-Katalysators 7 erfasst und das Verstopfen der Endfläche von der Druckdifferenz schätzt.As a method of detecting clogging of the end face of the NSR catalyst 7th For example, there is a method which reduces an inflow accumulation amount of particles, which causes clogging of the end face, into the front end face 7a of the NSR catalyst 7th detected and clogging of the end face of the NSR catalyst 7th is estimated from the inflow accumulation amount of the particles. Alternatively, there is a method that a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the NSR catalyst 7th and estimate the clogging of the end face from the pressure difference.
Jedoch kann gemäß dem Verfahren, das die Einströmanhäufungsmenge der Partikel, die das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 verursacht, erfasst, eine Fehlschätzung in Abhängigkeit der Erfassungsgenauigkeit der Einströmanhäufungsmenge der Partikel auftreten. Darüber hinaus verringert selbst das Verstopfen der Endfläche, das den Druck nicht erhöht, die Reinigungsleistung des NSR-Katalysators 7, sodass das Verfahren, das die Druckdifferenz zwischen der stromaufwärtigen Seite und der stromabwärtigen Seite des NSR-Katalysators 7 erfasst, in einigen Fällen das Verstopfen der Endfläche nicht genau schätzen kann. Deshalb, um das Verstopfen der Endfläche des NSR-Katalysators 7 aufzulösen, bevor sich die Reinigungsleistung des NSR-Katalysators 7 aufgrund des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 verringert, muss das Verstopfen der Endfläche erfasst werden, um die Temperatur des Abgases rechtzeitig im Voraus zu erhöhen. In diesem Fall findet die Erfassung des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 häufig statt. Als eine Folge wird die Temperatur des Abgases häufiger erhöht, was die Kraftstoffeffizienz verringert.However, according to the method, the inflow accumulation amount of the particles causing the clogging of the front end surface 7a of the NSR catalyst 7th caused, detected, a miscalculation may occur depending on the detection accuracy of the inflow accumulation amount of the particles. In addition, even the end face clogging that does not increase the pressure lowers the purification performance of the NSR catalyst 7th so that the method that determines the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the NSR catalyst 7th detected, cannot accurately estimate end face clogging in some cases. Therefore, to avoid clogging of the end face of the NSR catalyst 7th dissolve before the cleaning performance of the NSR catalyst 7th due to clogging of the end face of the NSR catalyst 7th is decreased, the clogging of the end face needs to be detected in order to raise the temperature of the exhaust gas in advance. In this case, the detection of clogging takes place on the end face of the NSR catalyst 7th often held. As a result, the temperature of the exhaust gas is raised more frequently, which lowers fuel efficiency.
Um solch ein Problem zu lösen, berechnet das vorliegende Ausführungsbeispiel den NOx-Reinigungsratenschätzwert des NSR-Katalysators 7 auf der Basis des gegenwärtigen Zustands des NSR-Katalysators 7 und berechnet den NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NSR-Katalysators 7 auf der Basis der Erfassungswerte, die durch den stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 und den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erfasst werden, die gestaltet sind, um NOx zu erfassen, das stromaufwärts und stromabwärts des NSR-Katalysators 7 existiert. Im Anschluss wird die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert berechnet, und ein mögliches Auftreten des Verstopfens der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 wird bestimmt, wenn die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert für die vorbestimmte Zeitspanne gleich wie oder größer als der vorbestimmte Wert wird. Somit, wenn die Differenz zwischen dem NOx-Reinigungsratenschätzwert und dem NOx-Reinigungsratenerfassungswert in einer kürzeren Zeit als erwartet groß wird, wird bestimmt, dass der NSR-Katalysator 7 nicht verschlechtert ist, aber das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 verursacht ist. Somit erhöht sich die Erfassungsgenauigkeit des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7. Als eine Folge erfordert das Maschinensystem des vorliegenden Ausführungsbeispiels kein häufiges Erfassen des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7, um das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 zu unterdrücken, bevor die Reinigungsleistung des NSR-Katalysators 7 abnimmt. Das heißt, die Erfassungshäufigkeit des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 kann verringert werden.In order to solve such a problem, the present embodiment calculates the NOx purification rate estimated value of the NSR catalyst 7th based on the current state of the NSR catalyst 7th and calculates the NOx purification rate detection value of the NSR catalyst 7th based on the detection values made by the upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th designed to detect NOx upstream and downstream of the NSR catalyst 7th exists. Subsequently, the difference between the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value and a possible occurrence of the clogging of the front end face are calculated 7a of the NSR catalyst 7th is determined when the difference between the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value for the predetermined period of time becomes equal to or greater than the predetermined value. Thus, when the difference between the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value becomes large in a shorter time than expected, it is determined that the NSR catalyst is 7th is not deteriorated, but the clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th is caused. Thus, the detection accuracy of the end face clogging of the NSR catalyst increases 7th . As a result, the engine system of the present embodiment does not require frequent detection of clogging of the end face of the NSR catalyst 7th to clog the front end face 7a of the NSR catalyst 7th to suppress before the cleaning performance of the NSR catalyst 7th decreases. That is, the frequency of detection of clogging of the end face of the NSR catalyst 7th can be decreased.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wenn bestimmt wird, dass das Verstopfen der vorderen Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 möglicherweise auftritt, wird die Temperatur des Abgases erhöht, das in den NSR-Katalysator 7 strömt, wodurch Partikel verbrannt und entfernt werden, die die vordere Endfläche 7a des NSR-Katalysators 7 verstopfen. Deshalb kann das Verstopfen der Endfläche des NSR-Katalysators 7 unterdrückt werden. Wie beschrieben worden ist, da sich die Erfassungshäufigkeit des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 verringert, wird die Häufigkeit einer Erhöhung der Temperatur des Abgases verringert. Somit kann eine Verringerung der Kraftstoffeffizienz verhindert werden.In the present embodiment, when it is determined that the clogging of the front end face 7a of the NSR catalyst 7th possibly occurs, it increases the temperature of the exhaust gas entering the NSR catalyst 7th flows, whereby particles are burned and removed, which the front end surface 7a of the NSR catalyst 7th clog. Therefore, the end face of the NSR catalyst can become clogged 7th be suppressed. As has been described, since the detection frequency of clogging of the end face of the NSR catalyst 7th decreased, the frequency of a Increasing the temperature of the exhaust gas decreases. Thus, a decrease in fuel efficiency can be prevented.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der NOx-Reinigungsratenschätzwert auf der Basis der Abgastemperatur und der Strömungsrate des Abgases, das in den NSR-Katalysator 7 strömt, des Verschlechterungsgrads des NSR-Katalysators 7, der NOx-Speichermenge des NSR-Katalysators 7 und der Schwefelvergiftungsmenge des NSR-Katalysators 7 berechnet. Dies gestattet, dass der gegenwärtige Zustand des NSR-Katalysators 7 in adäquater Weise erhalten wird, sodass der NOx-Reinigungsratenschätzwert des NSR-Katalysators 7 genau berechnet werden kann.According to the present embodiment, the NOx purification rate estimated value is determined based on the exhaust gas temperature and the flow rate of the exhaust gas entering the NSR catalyst 7th flows, the degree of deterioration of the NSR catalyst 7th , the NOx storage amount of the NSR catalytic converter 7th and the sulfur poisoning amount of the NSR catalyst 7th calculated. This allows for the current state of the NSR catalyst 7th is adequately obtained so that the NOx purification rate estimated value of the NSR catalyst 7th can be calculated exactly.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel ist es der Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 gestattet, den Beurteilungsprozess durchzuführen, wenn das Abgas in dem stabilen Zustand ist. Somit ist es der Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 gestattet, den Beurteilungsprozess durchzuführen, wenn das Abgas, das für den Beurteilungsprozess hinsichtlich des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 geeignet ist, erhalten wird. Deshalb erhöht sich die Erfassungsgenauigkeit des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 weiter.According to the present embodiment, it is the clogging judgment unit 17th allows the judgment process to be performed when the exhaust gas is in the steady state. Thus, it is the clogging judging unit 17th allows the judging process to be performed when the exhaust gas required for the judging process of clogging of the end face of the NSR catalyst 7th is suitable is obtained. Therefore, the detection accuracy of the end face clogging of the NSR catalyst increases 7th further.
In dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird der Beurteilungsprozess durch die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 gestattet, wenn der Zustand, in dem das Abgas in dem stabilen Zustand ist, für die vorbestimmte Zeitspanne andauert. Somit wird die Erfassung des Verstopfens der Endfläche durch Variationen des NOx-Reinigungsratenschätzwerts und des NOx-Reinigungsratenerfassungswerts in einer Dauer des Beurteilungsprozesses durch die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 weniger beeinflusst. Als eine Folge erhöht sich die Erfassungsgenauigkeit des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 weiter.In the present embodiment, the judging process is performed by the clogging judging unit 17th permitted when the state in which the exhaust gas is in the steady state continues for the predetermined period of time. Thus, the detection of clogging of the end face by variations in the NOx purification rate estimated value and the NOx purification rate detection value is made in a period of the judging process by the clogging judging unit 17th less influenced. As a result, the detection accuracy of the end face clogging of the NSR catalyst increases 7th further.
Gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, da ein hochgenauer NOx-Reinigungsratenerfassungswert durch Verwenden des stromaufwärtigen NOx-Sensors 12 und des stromabwärtigen NOx-Sensors 13 erhalten werden kann, erhöht sich die Erfassungsgenauigkeit des Verstopfens der Endfläche des NSR-Katalysators 7 weiter.According to the present embodiment, there is a highly accurate NOx purification rate detection value by using the upstream NOx sensor 12th and the downstream NOx sensor 13th can be obtained, the detection accuracy of the end face clogging of the NSR catalyst increases 7th further.
Die vorliegende Offenbarung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Obwohl in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel beispielsweise der Beurteilungsprozess durch die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 gestattet wird, wenn der Zustand, in dem das Abgas in dem stabilen Zustand ist, für die vorbestimmte Zeitspanne andauert, ist die Gestaltung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der Beurteilungsprozess durch die Verstopfungsbeurteilungseinheit 17 in regelmäßigen Intervallen gestattet werden, ungeachtet der Zustände des Abgases.The present disclosure is not limited to the embodiment described above. Although in the embodiment described above, for example, the judging process by the clogging judging unit 17th is allowed when the state in which the exhaust gas is in the steady state continues for the predetermined period of time, the configuration is not limited to this. For example, the judging process by the clogging judging unit may be 17th at regular intervals regardless of the conditions of the exhaust gas.
Obwohl das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel den stromaufwärtigen NOx-Sensor 12 zum Erfassen von NOx stromaufwärts des NSR-Katalysators 7 und den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 zum Erfassen von NOx stromabwärts des NSR-Katalysators 7 hat, ist die Gestaltung nicht darauf beschränkt. Beispielsweise kann der stromaufwärtige NOx-Sensor 12 weggelassen werden. In diesem Fall kann der NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NSR-Katalysators 7 auf der Basis des NOx-Schätzwerts stromaufwärts des NSR-Katalysators 7, der durch die erste Reinigungsratenberechnungseinheit 15 berechnet wird, und des NOx-Erfassungswerts stromabwärts des NSR-Katalysators 7, der durch den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erfasst wird, berechnet werden. Alternativ kann der NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NSR-Katalysators 7 durch Berechnen der Menge von NOx, das durch den NSR-Katalysator 7 hindurchgeht, auf der Basis des NOx-Erfassungswerts stromabwärts des NSR-Katalysators 7, der durch den stromabwärtigen NOx-Sensor 13 erhalten wird, berechnet werden.Although the embodiment described above uses the upstream side NOx sensor 12th for detecting NOx upstream of the NSR catalyst 7th and the downstream NOx sensor 13th for detecting NOx downstream of the NSR catalyst 7th has, the design is not limited to this. For example, the upstream NOx sensor 12th be omitted. In this case, the NOx purification rate detection value of the NSR catalyst can be 7th based on the estimated NOx value upstream of the NSR catalyst 7th by the first cleaning rate calculating unit 15th is calculated, and the NOx detection value downstream of the NSR catalyst 7th caused by the downstream NOx sensor 13th is recorded. Alternatively, the NOx purification rate detection value of the NSR catalyst 7th by calculating the amount of NOx passed by the NSR catalyst 7th based on the NOx detection value downstream of the NSR catalyst 7th caused by the downstream NOx sensor 13th will be calculated.
Obwohl der NSR-Katalysator 7 in dem Auslassdurchgang 4 in dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel angeordnet ist, ist die vorliegende Offenbarung auf ein Maschinensystem anwendbar, das einen selektive katalytische Reduktion (SCR)-Katalysator in dem Auslassdurchgang 4 hat. Der SCR-Katalysator ist ein NOx-Reinigungskatalysator, der gestaltet ist, um NOx durch Einspritzen einer Harnstofflösung in ein Abgas zu reinigen.Although the NSR catalyst 7th in the exhaust passage 4th In the embodiment described above, the present disclosure is applicable to an engine system that includes a selective catalytic reduction (SCR) catalyst in the exhaust passage 4th has. The SCR catalyst is a NOx purifying catalyst designed to purify NOx by injecting a urea solution into an exhaust gas.
Ein Maschinensystem (1) hat eine Maschine (2), einen Auslassdurchgang (4), einen NOx-Reinigungskatalysator (7) in dem Auslassdurchgang (4), ein NOx-Erfassungsbauteil (12, 13), das ein Vorhandensein bzw. eine Existenz von NOx erfasst, eine erste Reinigungsratenberechnungseinheit (15), die einen NOx-Reinigungsratenschätzwert des NOx-Reinigungskatalysators (7) auf der Basis eines gegenwärtigen Zustands des NOx-Reinigungskatalysators (7) berechnet, eine zweite Reinigungsratenberechnungseinheit (16), die einen NOx-Reinigungsratenerfassungswert des NOx-Reinigungskatalysators (7) auf der Basis eines Erfassungswerts berechnet, der durch das NOx-Erfassungsbauteil (12, 13) erfasst wird, und eine Verstopfungsbeurteilungseinheit (17), die eine Differenz der NOx-Reinigungsrate berechnet und beurteilt, dass ein Verstopfen einer Endfläche (7a) des NOx-Reinigungskatalysators (7) möglicherweise auftritt, wenn die Differenz der NOx-Reinigungsrate für eine vorbestimmte Zeitspanne gleich wie oder größer als ein vorbestimmter Wert wird.A machine system ( 1 ) has a machine ( 2 ), an exhaust passage ( 4th ), a NOx purifying catalyst (7) in the exhaust passage ( 4th ), a NOx capture component ( 12th , 13th ), which detects the presence or existence of NOx, a first purification rate calculation unit ( 15th ) that calculates a NOx purification rate estimated value of the NOx purification catalyst (7) based on a current state of the NOx purification catalyst (7), a second purification rate calculation unit ( 16 ) that calculates a NOx purification rate detection value of the NOx purification catalyst (7) based on a detection value obtained by the NOx detection element ( 12th , 13th ) is detected, and a clogging judgment unit ( 17th ), which calculates a difference in NOx purification rate and judges that clogging of an end face ( 7a) of the NOx purifying catalyst (7) may occur when the difference in the NOx purifying rate becomes equal to or greater than a predetermined value for a predetermined period of time.
