JP2007177763A - Exhaust emission control device of internal-combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置、特に、排気系に排気浄化触媒が配設され、内燃機関の運転状態が減速運転状態にあるときに排気浄化触媒の硫黄被毒回復処理を実行する内燃機関の排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to an internal combustion engine in which an exhaust gas purification catalyst is disposed in an exhaust system and a sulfur poisoning recovery process of the exhaust gas purification catalyst is performed when the operation state of the internal combustion engine is in a deceleration operation state. The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine.
排気浄化性能を維持すべく硫黄被毒回復処理が必要となると考えられる内燃機関の排気浄化触媒の一つに、NOx吸蔵還元触媒がある。燃費の向上および排出ガス規制の観点から、ガソリン内燃機関において運転領域の大部分がリーン空燃比で運転される希薄燃焼内燃機関の実用化が進められているとともに、ディーゼル内燃機関の適用範囲が拡大されつつある。ディーゼル内燃機関や希薄燃焼ガソリン内燃機関では、リーン空燃比すなわち空気過剰のもとで燃料が燃焼せしめられるため、不完全な燃焼成分であるHC(炭化水素)およびCO(一酸化炭素)の排出量が少ない反面、NOx(窒素酸化物)が多くなり、排出された有害なNOxの放出を妨げる何らかの策を講ずる必要がある。 One of the exhaust purification catalysts for internal combustion engines, which is considered to require sulfur poisoning recovery processing to maintain the exhaust purification performance, is a NOx storage reduction catalyst. From the viewpoint of improving fuel efficiency and exhaust gas regulations, the practical application of lean-burn internal combustion engines in which the majority of the operating range of gasoline internal combustion engines is operated at a lean air-fuel ratio is being promoted, and the application range of diesel internal combustion engines has been expanded. It is being done. In diesel internal combustion engines and lean burn gasoline internal combustion engines, fuel is burned under a lean air-fuel ratio, that is, excess air, so emissions of incomplete combustion components HC (hydrocarbon) and CO (carbon monoxide) are eliminated. On the other hand, the amount of NOx (nitrogen oxide) increases, and it is necessary to take some measures to prevent the emission of harmful NOx discharged.
NOxの大気中への放出量を低減する一手段として、内燃機関排気系にNOx吸蔵還元触媒を配置することが知られている。NOx吸蔵還元触媒は、流入する排気空燃比がリーン空燃比のときに排気中のNOxを硝酸塩の形態で吸収、吸着もしくはその両方により吸蔵し、流入する排気空燃比がリッチ空燃比であるときに、吸蔵したNOxを放出する役割を果たすものである。放出されたNOxは、還元成分(HC、CO、H2)により還元浄化せしめられる。 As a means for reducing the amount of NOx released into the atmosphere, it is known to place a NOx storage reduction catalyst in the exhaust system of an internal combustion engine. The NOx occlusion reduction catalyst absorbs NOx in the exhaust by absorbing and adsorbing in the form of nitrate when the inflowing exhaust air-fuel ratio is a lean air-fuel ratio, or both, and when the inflowing exhaust air-fuel ratio is a rich air-fuel ratio. It plays the role of releasing the stored NOx. The released NOx is reduced and purified by reducing components (HC, CO, H2).
このようなNOx吸蔵還元触媒を備えた排気浄化装置によれば、酸素濃度が高い希薄燃焼の排気中からNOxを良好に吸蔵し、定期的なリッチ混合気燃焼運転(リッチスパイク運転とも称す)によって、排気中の酸素濃度を低下させるとともに排気中にHCやCO等の還元成分を存在させ、吸収したNOxを大気中に放出させることなく良好に還元浄化することができる。 According to the exhaust gas purification apparatus provided with such a NOx occlusion reduction catalyst, NOx is occluded satisfactorily from the exhaust gas of the lean combustion with a high oxygen concentration, and the periodic rich mixture combustion operation (also referred to as rich spike operation) is performed. In addition, the oxygen concentration in the exhaust gas can be reduced and reducing components such as HC and CO can be present in the exhaust gas, and the absorbed NOx can be reduced and purified well without being released into the atmosphere.
しかしながら、このようなNOx吸蔵還元触媒を備えた排気浄化装置においては、燃料中の硫黄成分に起因するNOx吸蔵還元触媒のNOx吸蔵能力の低下、いわゆる硫黄被毒が問題となる。 However, in such an exhaust purification device equipped with a NOx occlusion reduction catalyst, a decrease in the NOx occlusion capability of the NOx occlusion reduction catalyst due to sulfur components in the fuel, so-called sulfur poisoning, becomes a problem.
内燃機関の燃料、例えばガソリンや軽油などの燃料には、硫黄成分が含有している場合が多く、この場合、燃焼後の排気中には、SO2やSO3などのSOx(硫黄酸化物)が含まれることになる。排気中にSOxが存在すると、NOx吸蔵還元触媒は、NOxの吸蔵を行う一方で、排気中のSOxも硫酸塩の形態で吸蔵することが知られている。 Fuels of internal combustion engines, such as fuels such as gasoline and light oil, often contain sulfur components. In this case, SOx (sulfur oxide) such as SO 2 and SO 3 is contained in the exhaust gas after combustion. Will be included. It is known that when SOx is present in the exhaust, the NOx occlusion reduction catalyst occludes NOx, while SOx in the exhaust also occludes in the form of sulfate.
NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたSOxは安定していて分解しづらく、NOx吸蔵還元触媒が排気中のNOxを吸蔵し且つ還元浄化することができる温度領域では、NOx吸蔵還元触媒から脱離しないことが明らかにされている。 The SOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst is stable and difficult to decompose, and the NOx occlusion reduction catalyst should not desorb from the NOx occlusion reduction catalyst in a temperature range where the NOx occlusion reduction catalyst can occlude NOx in the exhaust and reduce and purify it. Has been revealed.
このため、NOx吸蔵還元触媒が、排気中のNOxを吸蔵し且つ還元浄化することができる温度領域、例えば、300℃〜450℃の温度領域で、SOxを含有する排気に対して使用される場合、NOxの吸蔵および還元浄化が行われる一方で、NOx吸蔵還元触媒にはSOxが分解されず残存する。従って、時間が経過するにつれてNOx吸蔵還元触媒内のSOx量が増大することになり、かくして、時間が経過するにつれてNOx吸蔵還元触媒が吸蔵することができるNOx量が低下することになり、いわゆる硫黄被毒(またはS被毒)の問題が生じる。 For this reason, the NOx occlusion reduction catalyst is used for exhaust gas containing SOx in a temperature range in which NOx in exhaust gas can be occluded and reduced and purified, for example, in a temperature range of 300 ° C. to 450 ° C. While NOx is occluded and reduced and purified, SOx remains in the NOx occlusion reduction catalyst without being decomposed. Therefore, the amount of SOx in the NOx occlusion reduction catalyst increases as time elapses, and thus the amount of NOx that can be occluded by the NOx occlusion reduction catalyst decreases as time elapses, so-called sulfur. The problem of poisoning (or S poisoning) occurs.
一方で、NOx吸蔵還元触媒温度を上昇させることで、例えば、NOx吸蔵還元触媒温度を600℃以上に上昇させることで、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたSOxを熱分解させ放出させることができることが明らかにされている。 On the other hand, by increasing the NOx occlusion reduction catalyst temperature, for example, by raising the NOx occlusion reduction catalyst temperature to 600 ° C. or higher, SOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst can be thermally decomposed and released. It has been revealed.
そこで、NOx吸蔵還元触媒を備える排気浄化装置においては、硫黄被毒を解消する一つの方法として、NOx吸蔵還元触媒に流入する排気空燃比をリッチ空燃比にしつつNOx吸蔵還元触媒温度を上昇させる、硫黄被毒回復処理が適用されている。該硫黄被毒回復処理により、NOx吸蔵還元触媒に吸蔵されたSOxを熱分解し、この熱分解されたSOxのNOx吸蔵還元触媒への再吸蔵を防止しつつNOx吸蔵還元触媒からSOxを放出することが可能となる。 Therefore, in an exhaust purification device equipped with a NOx storage reduction catalyst, as one method of eliminating sulfur poisoning, the NOx storage reduction catalyst temperature is raised while the exhaust air-fuel ratio flowing into the NOx storage reduction catalyst is made to be a rich air-fuel ratio. Sulfur poisoning recovery treatment is applied. By the sulfur poisoning recovery process, SOx stored in the NOx storage reduction catalyst is thermally decomposed, and SOx is released from the NOx storage reduction catalyst while preventing re-storage of the thermally decomposed SOx into the NOx storage reduction catalyst. It becomes possible.
このような排気浄化触媒の硫黄被毒を解消する技術として、特開2004−60537号公報や特開2002−38932号公報に記載されたような内燃機関の排気浄化触媒装置が提案されている。 As a technique for eliminating such sulfur poisoning of an exhaust purification catalyst, an exhaust purification catalyst device for an internal combustion engine as described in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 2004-60537 and 2002-38932 has been proposed.
NOx吸蔵還元触媒に多量の排気が流入しているときに、硫黄被毒回復処理を実行するようにすると、この多量の排気の空燃比をリッチ空燃比に切り替えるために多量の燃料が必要となる。上記の公報に記載された内燃機関の排気浄化触媒装置においては、硫黄被毒回復処理を内燃機関のアイドル運転状態あるいは減速運転状態において実行することにより、排気の空燃比のリッチ化に伴う燃料消費量の増加を抑制しつつ、排気浄化触媒の硫黄被毒の解消を図ることの提案がなされている。 If a sulfur poisoning recovery process is executed when a large amount of exhaust gas is flowing into the NOx storage reduction catalyst, a large amount of fuel is required to switch the air-fuel ratio of this large amount of exhaust gas to a rich air-fuel ratio. . In the exhaust purification catalyst device for an internal combustion engine described in the above publication, the fuel consumption accompanying the enrichment of the exhaust air-fuel ratio is achieved by executing the sulfur poisoning recovery process in the idle operation state or the deceleration operation state of the internal combustion engine. Proposals have been made to eliminate sulfur poisoning of the exhaust purification catalyst while suppressing an increase in the amount.
ところで、内燃機関が減速運転状態にあるときには、内燃機関から単位時間当たりに排出される排気の流量は少なく、それに応じて排気浄化触媒へ単位時間当たりに流入する排気の流量も少ないため、排気浄化触媒へ流入する単位時間当たりの還元成分の量は少ない。従って、内燃機関の減速運転状態において硫黄被毒回復処理を行う場合、排気浄化触媒の十分な硫黄被毒の解消を行うためには、減速運転状態の長い継続が必要となり、減速運転状態が安定して継続されない場合には、排気浄化触媒の十分な硫黄被毒の解消は困難となる。 By the way, when the internal combustion engine is in a decelerating operation state, the flow rate of exhaust discharged from the internal combustion engine per unit time is small, and accordingly, the flow rate of exhaust flowing into the exhaust purification catalyst per unit time is also small. The amount of the reducing component per unit time flowing into the catalyst is small. Therefore, when performing sulfur poisoning recovery processing in the deceleration operation state of the internal combustion engine, in order to sufficiently eliminate the sulfur poisoning of the exhaust purification catalyst, it is necessary to continue the deceleration operation state for a long time, and the deceleration operation state is stable. If it is not continued, it becomes difficult to sufficiently eliminate sulfur poisoning of the exhaust purification catalyst.
特許文献2に開示された排気浄化装置においては、硫黄被毒回復処理の実行を、アイドル運転状態のみでなく、減速運転状態においても適用することにより、排気の流量が少ない際における硫黄被毒回復処理の実行時間を確保することを提案している。しかしながら、実際の減速運転状態には、ほんの数秒しか継続しない減速から10秒以上継続する減速まで様々であり、場合によっては、十分な硫黄被毒回復処理の実行時間の確保ができない場合があり得ることが考えられる。
In the exhaust purification device disclosed in
また、硫黄被毒回復処理の実行にあたっては、排気浄化触媒を昇温し、排気浄化触媒雰囲気の空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比に制御することが必要となるが、この硫黄被毒回復処理制御は、例えばディーゼル内燃機関においては、内燃機関本体から離間され配設された排気浄化触媒の近傍で内燃機関の排気系に配設された空燃比センサーや温度センサーなどからの検出情報に基づいて、内燃機関本体の近傍の排気系に適当な量の燃料を噴射することでなされている。 Further, when performing the sulfur poisoning recovery process, it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst and control the air-fuel ratio of the exhaust purification catalyst atmosphere to a richer air-fuel ratio than the theoretical air-fuel ratio. For example, in a diesel internal combustion engine, the poisoning recovery process control is detected from an air-fuel ratio sensor, a temperature sensor, or the like disposed in the exhaust system of the internal combustion engine in the vicinity of the exhaust purification catalyst that is spaced from the internal combustion engine body. Based on the information, an appropriate amount of fuel is injected into the exhaust system in the vicinity of the internal combustion engine body.
内燃機関本体から離間され配設された排気浄化触媒の近傍で内燃機関の排気系に配設された空燃比センサーや温度センサーなどからの検出情報に基づいて、内燃機関本体の近傍の排気系に適当な量の燃料を噴射することで硫黄被毒回復処理制御を行う場合、減速運転状態が長く継続せずに加速運転状態が直ちに来るような減速運転状態においては、加速時における燃焼室内の空燃比や吸入空気量の急激な変化に硫黄被毒回復処理制御が十分に追従することができない場合がある。このことは、例えば、燃料の過剰添加による白煙の発や排気浄化触媒の過剰昇温などの問題を引き起こす可能性がある。 Based on detection information from an air-fuel ratio sensor, a temperature sensor, etc. disposed in the exhaust system of the internal combustion engine in the vicinity of the exhaust purification catalyst spaced apart from the internal combustion engine body, the exhaust system in the vicinity of the internal combustion engine body When performing sulfur poisoning recovery process control by injecting an appropriate amount of fuel, in the deceleration operation state where the acceleration operation state comes immediately without continuing the deceleration operation state for a long time, the air in the combustion chamber during acceleration is empty. In some cases, the sulfur poisoning recovery process control cannot sufficiently follow a sudden change in the fuel ratio or the intake air amount. This may cause problems such as generation of white smoke due to excessive addition of fuel and excessive temperature increase of the exhaust purification catalyst.
本発明は上記課題に鑑み、内燃機関の運転状態が減速運転状態にあるときに前記排気浄化触媒の硫黄被毒回復処理を実行する内燃機関の排気浄化装置において、硫黄被毒回復処理を実行によりもたらされる、白煙の発生、排気浄化触媒の過剰昇温や燃費の悪化を抑制することが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的としている。 In view of the above problems, the present invention provides an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that performs a sulfur poisoning recovery process of the exhaust purification catalyst when the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine capable of suppressing the generation of white smoke, excessive temperature rise of an exhaust gas purification catalyst, and deterioration of fuel consumption.
請求項1の発明によれば、排気系に排気浄化触媒が配設され、内燃機関の運転状態が減速運転状態にあるときに前記排気浄化触媒の硫黄被毒回復処理を実行する内燃機関の排気浄化装置において、現状の内燃機関の減速運転状態が、予め設定された硫黄被毒回復処理時間よりも長く継続するような硫黄被毒回復処理に適した減速運転状態にあるか否かを判定する減速運転状態推定手段を有し、該減速運転状態推定手段により、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定された場合に、硫黄被毒回復処理を実行する、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置が提供される。 According to the first aspect of the present invention, the exhaust gas purification catalyst is disposed in the exhaust system, and the exhaust gas of the internal combustion engine executes the sulfur poisoning recovery process of the exhaust gas purification catalyst when the operation state of the internal combustion engine is in the deceleration operation state. In the purification apparatus, it is determined whether or not the current deceleration operation state of the internal combustion engine is in a deceleration operation state suitable for sulfur poisoning recovery processing that lasts longer than a preset sulfur poisoning recovery processing time. A decelerating operation state estimating unit, and when the decelerating operation state estimating unit determines that the current decelerating operation state is a decelerating operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process, the sulfur poisoning An exhaust emission control device for an internal combustion engine is provided that performs a recovery process.
すなわち、請求項1の発明では、現状の内燃機関の減速運転状態が、予め設定された硫黄被毒回復処理時間よりも長く継続するような硫黄被毒回復処理に適した減速運転状態にあるか否かを判定し、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定された場合に硫黄被毒回復処理を実行するように制御する。これにより、例えば、減速運転状態が長く継続せずに直ぐに加速運転状態となることが推定されるような減速運転状態における硫黄被毒回復処理の実行を回避し、無駄な燃料の添加を防止することができ、硫黄被毒回復処理の実行によりもたらされる白煙の発生、排気浄化触媒の過剰昇温や燃費の悪化を抑制することが可能となる。 That is, according to the first aspect of the present invention, is the current deceleration operation state of the internal combustion engine in a deceleration operation state suitable for sulfur poisoning recovery processing that lasts longer than a preset sulfur poisoning recovery processing time? If it is determined that the vehicle is in a decelerating operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process, control is performed to execute the sulfur poisoning recovery process. Thereby, for example, the execution of the sulfur poisoning recovery process in the deceleration operation state in which it is estimated that the deceleration operation state does not continue for a long time and immediately becomes the acceleration operation state is avoided, and addition of useless fuel is prevented. Therefore, it is possible to suppress generation of white smoke, excessive temperature rise of the exhaust purification catalyst, and deterioration of fuel consumption caused by the execution of the sulfur poisoning recovery process.
ここで、硫黄被毒回復処理とは、排気浄化触媒の硫黄被毒を解消すべく、NOx吸蔵還元触媒に流入する排気空燃比をリッチ空燃比にしつつNOx吸蔵還元触媒温度を上昇させる処理である。 Here, the sulfur poisoning recovery process is a process of increasing the NOx storage reduction catalyst temperature while setting the exhaust air fuel ratio flowing into the NOx storage reduction catalyst to a rich air fuel ratio in order to eliminate sulfur poisoning of the exhaust purification catalyst. .
また、予め設定された硫黄被毒回復処理時間とは、一回の硫黄被毒回復処理に予め適当に割り当てられた処理時間であり、内燃機関の設計仕様に基づいて決定されるものである。例えば、硫黄被毒回復処理制御が、内燃機関本体から離間され配設された排気浄化触媒の近傍で内燃機関の排気系に配設された空燃比センサーや温度センサーなどからの検出情報に基づいて、内燃機関本体の近傍の排気系に適当な量の燃料を噴射することでなされているような場合においては、一回の硫黄被毒回復処理に予め適当に割り当てられた燃料の噴射時間が、ここでの予め設定された硫黄被毒回復処理時間に相当する。 The preset sulfur poisoning recovery processing time is a processing time appropriately allocated in advance to one sulfur poisoning recovery processing, and is determined based on the design specifications of the internal combustion engine. For example, sulfur poisoning recovery process control is based on detection information from an air-fuel ratio sensor, a temperature sensor, or the like disposed in the exhaust system of the internal combustion engine in the vicinity of the exhaust purification catalyst that is spaced from the internal combustion engine body. In a case where an appropriate amount of fuel is injected into the exhaust system in the vicinity of the internal combustion engine main body, the fuel injection time appropriately allocated in advance to one sulfur poisoning recovery process, This corresponds to the sulfur poisoning recovery processing time set in advance here.
請求項2の発明によれば、前記減速運転状態推定手段は、ギアのシフトポジションを検出するギア状態検出手段と、走行速度を検出する速度検出手段と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキ状態検出手段とを有し、現状の減速運転状態の開始時における、前記ギア状態検出手段と前記速度検出手段と前記ブレーキ状態検出手段とから検出情報に基づいて、現状の減速運転状態の継続時間を推定し、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあるか否かを判定する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
According to a second aspect of the present invention, the decelerating operation state estimating means includes a gear state detecting means for detecting a gear shift position, a speed detecting means for detecting a traveling speed, and a brake state for detecting a depression state of a brake pedal. And detecting the duration of the current deceleration operation state based on detection information from the gear state detection unit, the speed detection unit, and the brake state detection unit at the start of the current deceleration operation state. 2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to
すなわち、請求項2の発明では、現状の減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジションと走行速度とブレーキペダルの踏み込み状態とに基づいて、現状の減速運転状態の継続時間を算出推定し、現状の内燃機関の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあるか否かの判定を行う。ブレーキペダルの踏み込み状態としては、ブレーキペダルの踏み込み率を使用してもよい。ブレーキペダルの踏み込み率とは、ブレーキペダルの踏み込み可能な最大踏み込み量に対する、現在のブレーキペダルの踏み込み量の割合であり、具体的には、現在のブレーキペダルの踏み込み量を、ブレーキペダルの踏み込み可能な最大踏み込み量で除算し100を乗算することで算出される単位がパーセントで表されるものである。従って、ブレーキペダルの踏み込み率が大きいほど、ブレーキペダルが強く踏まれていることになる。 That is, according to the present invention, the duration of the current deceleration operation state is calculated and estimated based on the gear shift position, the traveling speed, and the depression state of the brake pedal at the start of the current deceleration operation state. It is determined whether or not the deceleration operation state of the internal combustion engine is in a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process. As a depression state of the brake pedal, a depression rate of the brake pedal may be used. The brake pedal depression rate is the ratio of the current brake pedal depression amount to the maximum depression amount that the brake pedal can be depressed. Specifically, the current brake pedal depression amount can be depressed. The unit calculated by dividing by the maximum stepping amount and multiplying by 100 is expressed as a percentage. Accordingly, the greater the depression rate of the brake pedal, the stronger the brake pedal is depressed.
請求項3の発明によれば、前記減速運転状態推定手段は、ギアのシフトポジションを検出するギア状態検出手段と、走行速度を検出する速度検出手段と、機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキ状態検出手段とを有し、現状の減速運転状態の開始時における、前記ギア状態検出手段と前記速度検出手段と前記機関回転数検出手段と前記ブレーキ状態検出手段とから検出された各検出情報が、所定の条件を満たしている場合に、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定する、ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。
According to a third aspect of the present invention, the decelerating operation state estimating means includes a gear state detecting means for detecting a gear shift position, a speed detecting means for detecting a traveling speed, and an engine speed detecting means for detecting an engine speed. And a brake state detecting means for detecting the depression state of the brake pedal, and the gear state detecting means, the speed detecting means, the engine speed detecting means, and the brake at the start of the current deceleration operation state When each detection information detected from the state detection means satisfies a predetermined condition, it is determined that the current deceleration operation state is a deceleration operation state suitable for performing the sulfur poisoning recovery process, An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to
すなわち、請求項3の発明では、現状の減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジション、走行速度、機関回転数およびブレーキペダルの踏み込み状態のそれぞれが、減速運転状態が長く継続されることが推定されるような所定の条件を満たしている場合に、現状の内燃機関の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定される。尚、ここでの所定の条件の設定にあたっては、評価試験や解析評価など結果に基づいて予め適当に設定される。 That is, in the invention of claim 3, it is estimated that each of the gear shift position, the traveling speed, the engine speed, and the depression state of the brake pedal at the start of the current deceleration operation state continues for a long time. When the predetermined condition is satisfied, it is determined that the current deceleration operation state of the internal combustion engine is a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process. In setting the predetermined condition here, it is appropriately set in advance based on the result of an evaluation test or analysis evaluation.
請求項4の発明によれば、前記減速運転状態推定手段は、更に、クラッチの状態を検出するクラッチ状態検出手段を有し、現状の減速運転状態の開始時における、前記ギア状態検出手段と前記速度検出手段と前記機関回転数検出手段と前記ブレーキ状態検出手段と前記クラッチ状態検出手段とから検出された各検出情報が、所定の条件を満たしている場合に、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定する、ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置が提供される。 According to a fourth aspect of the present invention, the deceleration operation state estimation means further includes a clutch state detection means for detecting a clutch state, and the gear state detection means and the gear state detection means at the start of the current deceleration operation state. When the detection information detected from the speed detection means, the engine speed detection means, the brake state detection means, and the clutch state detection means satisfies a predetermined condition, the current deceleration operation state is determined as the sulfur coverage. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein it is determined that the vehicle is in a decelerating operation state suitable for executing the poison recovery process.
すなわち、請求項4の発明では、現状の減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジション、走行速度、機関回転数、ブレーキペダルの踏み込み状態およびクラッチ状態のそれぞれが、減速運転状態が長く継続されることが推定されるような所定の条件を満たしている場合に、現状の内燃機関の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定される。ここで、クラッチ状態とは、クラッチペダルの作動状態であり、クラッチ状態検出手段は、クラッチペダルが踏まれているか否かを検出する役割を果すものである。 That is, in the invention according to claim 4, the gear shift position, the traveling speed, the engine speed, the brake pedal depression state, and the clutch state at the start of the current deceleration operation state are each continuously maintained in the deceleration operation state. When the predetermined condition is estimated, it is determined that the current deceleration operation state of the internal combustion engine is in the deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process. Here, the clutch state is an operating state of the clutch pedal, and the clutch state detecting means plays a role of detecting whether or not the clutch pedal is depressed.
各請求項に記載の発明によれば、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあるか否かを判定し、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定された場合に硫黄被毒回復処理を実行するように制御することで、無駄な燃料の添加を防止することができ、硫黄被毒回復処理を実行によりもたらされる白煙の発生、排気浄化触媒の過剰昇温や燃費の悪化を抑制することが可能となる共通の効果を奏する。 According to the invention described in each claim, it is determined whether or not the current deceleration operation state is a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process, and the sulfur poisoning recovery process is performed. By controlling to perform the sulfur poisoning recovery process when it is determined that the vehicle is in a deceleration operation state suitable for the vehicle, wasteful fuel addition can be prevented, and the sulfur poisoning recovery process is brought about by the execution. This produces a common effect that can suppress generation of white smoke, excessive temperature rise of the exhaust purification catalyst, and deterioration of fuel consumption.
以下、添付図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。
図1は、本発明の排気浄化装置を自動車用ディーゼル内燃機関に適用した場合の一実施形態を示す模式図である。図1において、1は内燃機関本体、2は排気系、3はNOx吸蔵還元触媒、4は空燃比センサー、5は触媒温度検出手段、6は燃料添加装置、7はSOx吸蔵量検出手段、8はアクセル開度検出手段、9はギア状態検出手段、10は速度検出手段、11はブレーキ状態検出手段、12は機関回転数検出手段、13はクラッチ状態検出手段、14は電子制御装置(以下、ECUと称する)、をそれぞれ示す。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing an embodiment in which the exhaust emission control device of the present invention is applied to an automobile diesel internal combustion engine. In FIG. 1, 1 is an internal combustion engine body, 2 is an exhaust system, 3 is a NOx occlusion reduction catalyst, 4 is an air-fuel ratio sensor, 5 is a catalyst temperature detection means, 6 is a fuel addition device, 7 is a SOx occlusion amount detection means, 8 Is an accelerator opening detecting means, 9 is a gear state detecting means, 10 is a speed detecting means, 11 is a brake state detecting means, 12 is an engine speed detecting means, 13 is a clutch state detecting means, 14 is an electronic control unit (hereinafter referred to as an electronic control unit). ECU).
内燃機関本体1は、ディーゼル内燃機関の内燃機関の本体であり、該内燃機関本体1からの排気の通路となる排気系2には、NOx吸蔵還元触媒3、空燃比センサー4、触媒温度検出手段5および燃料添加装置6が、それぞれ配置されている。
The internal
NOx吸蔵還元触媒3は、該NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気中の酸素濃度が高いときに、排気中のNOxを吸収、吸着もしくはその両方により吸蔵することで排気中からNOxを除去し、該NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気中の酸素濃度が低いときに、吸蔵したNOxを放出する機能を有する。放出されたNOxは、排気に含まれる還元成分となるHC、CO等と反応して還元浄化せしめられる。 When the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 3 is high, the NOx storage reduction catalyst 3 removes NOx from the exhaust gas by absorbing and adsorbing or adsorbing NOx in the exhaust gas, When the oxygen concentration in the exhaust gas flowing into the NOx occlusion reduction catalyst 3 is low, the NOx occlusion reduction function is released. The released NOx reacts with HC, CO, etc., which are reducing components contained in the exhaust gas, and is reduced and purified.
このようにNOx吸蔵還元触媒3は、該NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気中の酸素濃度が高いときに排気中のNOxを吸蔵する一方で、NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気中にSOxが含まれている場合には、NOxと同様にSOxも吸蔵することが知られている。内燃機関本体1に供給される燃料中には硫黄成分が含まれていることが多く、この場合、NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気中には硫黄分の燃焼により生じたSOxが含まれることになり、NOx吸蔵還元触媒3には、NOxばかりでなく、SOxも吸蔵されることになる。
Thus, the NOx occlusion reduction catalyst 3 occludes NOx in the exhaust when the oxygen concentration in the exhaust flowing into the NOx occlusion reduction catalyst 3 is high, while SOx in the exhaust flowing into the NOx occlusion reduction catalyst 3 When NO is contained, it is known to store SOx as well as NOx. The fuel supplied to the internal
NOx吸蔵還元触媒3に吸蔵されたSOxは、NOx吸蔵還元触媒3に吸蔵されたNOxと比較して、安定度が高く分解しづらく、NOx吸蔵還元触媒3が排気中のNOxを吸蔵し且つ還元浄化することができる温度領域内でNOx吸蔵還元触媒3が使用されるかぎり、NOx吸蔵還元触媒3に吸蔵されたSOxは分解されずにNOx吸蔵還元触媒3に残存することが知られている。従って、NOx吸蔵還元触媒3が排気中のNOxを吸蔵し且つ還元浄化することができる温度領域内でNOx吸蔵還元触媒3が使用されるかぎり、時間が経過するにつれて、NOx吸蔵還元触媒3内のSOx量は増大し、その結果、NOx吸蔵還元触媒3が排気中から吸蔵することができるNOx量は低下することになる。 The SOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 3 is more stable and difficult to decompose than the NOx occlusion in the NOx occlusion reduction catalyst 3, and the NOx occlusion reduction catalyst 3 occludes and reduces NOx in the exhaust gas. As long as the NOx storage reduction catalyst 3 is used within a temperature range that can be purified, it is known that the SOx stored in the NOx storage reduction catalyst 3 remains in the NOx storage reduction catalyst 3 without being decomposed. Therefore, as long as the NOx occlusion reduction catalyst 3 is used in a temperature range in which the NOx occlusion reduction catalyst 3 can occlude NOx in the exhaust and can be reduced and purified, the NOx occlusion reduction catalyst 3 in the NOx occlusion reduction catalyst 3 The amount of SOx increases, and as a result, the amount of NOx that can be stored in the exhaust gas by the NOx storage reduction catalyst 3 decreases.
しかるに、NOx吸蔵還元触媒3の温度を所定の温度以上に、例えば600℃以上に上昇させ、NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気空燃比を理論空燃比よりもリッチ側の空燃比とすることで、硫黄被毒脱離反応をもたらすことができることも知られている。すなわち、NOx吸蔵還元触媒3の温度を所定の温度以上に上昇させることで、硝酸塩の形態でNOx吸蔵還元触媒3に吸蔵されたSOxを熱分解させ、NOx吸蔵還元触媒3から脱離させることができることが知られている。 However, the temperature of the NOx storage reduction catalyst 3 is raised to a predetermined temperature or higher, for example, 600 ° C. or higher, and the exhaust air / fuel ratio flowing into the NOx storage reduction catalyst 3 is made richer than the stoichiometric air / fuel ratio. It is also known that a sulfur poisoning elimination reaction can be brought about. That is, by raising the temperature of the NOx occlusion reduction catalyst 3 to a predetermined temperature or higher, the SOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 3 in the form of nitrate can be thermally decomposed and desorbed from the NOx occlusion reduction catalyst 3. It is known that it can be done.
このことに基づいて、図1に示す実施形態の本排気浄化装置は、このような硫黄被毒回復処理を実行すべく燃料添加装置6を有する。該燃料添加装置6は、排気系に燃料を二次的に添加することで、NOx吸蔵還元触媒温度の昇温のための燃焼反応を促進し且つ硫黄被毒脱離反応を促進する、所謂硫黄被毒回復処理を実行する役割を果すものである。燃料添加装置6による排気系への燃料の添加時期および添加量については、後述するECU14により制御される。また、硫黄被毒再生処理の実行にあたっては、一回の硫黄被毒再生処理時間すなわち燃料添加装置6による一回の燃料添加時間が予め適当に設定される。具体的には、一回の硫黄被毒再生処理時間は、内燃機関の設計仕様に基づいて決定され、例えば、約5秒程度の時間が一回の硫黄被毒再生処理時間として設定される。従って、硫黄被毒回復処理は、一回の硫黄被毒回復処理で十分に硫黄被毒を解消できない場合には繰り返し実行されることになる。
Based on this, the exhaust emission control device of the embodiment shown in FIG. 1 has a
空燃比センサー4は、内燃機関本体1とNOx吸蔵還元触媒3との間の排気系を流れる排気の空燃比、NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気の空燃比を検出する役割を果すものであり、排気の空燃比にほぼ比例する出力特性を有するセンサーである。
The air-fuel ratio sensor 4 serves to detect the air-fuel ratio of exhaust flowing through the exhaust system between the internal
触媒温度検出手段5は、NOx吸蔵還元触媒3の温度を推定する機能を有する。NOx吸蔵還元触媒温度は、例えば、NOx吸蔵還元触媒3の内燃機関本体1に近い上流側に配置された排気温度センサーにより検出された温度情報に基づいて推定される。この場合、触媒温度検出手段5は、排気温度センサーを主要素として構成されることになる。ただし、例えば、NOx吸蔵還元触媒3と排気温度センサーとの間には多少の隔たりがあり、この隔たりにおける温度勾配等を推定すべく、回転負荷、空燃比、熱伝達係数、触媒反応速度等のパラメータを用いて補正が行われることになり、これらの各情報を検出する各要素もまた、当該触媒温度検出手段5の構成要素となる。
The catalyst temperature detection means 5 has a function of estimating the temperature of the NOx storage reduction catalyst 3. The NOx storage reduction catalyst temperature is estimated based on, for example, temperature information detected by an exhaust temperature sensor disposed on the upstream side of the NOx storage reduction catalyst 3 near the internal
SOx吸蔵量検出手段7は、流入する排気によりNOx吸蔵還元触媒3に吸蔵されたSOx量を推定する機能を有する。例えば、SOx吸蔵量は、燃料中の硫黄成分の濃度および消費燃料から推定されうる。この場合、SOx吸蔵量検出手段7は、燃料中の硫黄成分の濃度および消費燃料量のそれぞれを検出する構成要素を有して構成されることになる。 The SOx occlusion amount detection means 7 has a function of estimating the amount of SOx occluded in the NOx occlusion reduction catalyst 3 due to the inflowing exhaust gas. For example, the SOx occlusion amount can be estimated from the concentration of the sulfur component in the fuel and the consumed fuel. In this case, the SOx occlusion amount detection means 7 is configured to include components that detect the concentration of the sulfur component in the fuel and the amount of consumed fuel.
アクセル開度検出手段8は、内燃機関運転中のアクセル開度を検出する役割を果すものである。ギア状態検出手段9は、内燃機関運転中の、例えば一速や二速などと通常表現されるギアのシフトポジションを検出する役割を果すものである。速度検出手段は、内燃機関運転中の車速すなわち走行速度を検出する役割を果すものである。 The accelerator opening detecting means 8 plays a role of detecting the accelerator opening during operation of the internal combustion engine. The gear state detection means 9 plays a role of detecting a gear shift position that is normally expressed as, for example, first speed or second speed during the operation of the internal combustion engine. The speed detection means plays a role of detecting the vehicle speed, that is, the traveling speed during operation of the internal combustion engine.
ブレーキ状態検出手段11は、内燃機関運転中のブレーキペダルの踏み込み状態を検出する役割を果すものである。本実施形態においては、ブレーキペダルの踏み込み状態としてブレーキペダルの踏み込み率が使用される。ブレーキペダルの踏み込み率とは、ブレーキペダルの踏み込み可能な最大踏み込み量に対する、現在のブレーキペダルの踏み込み量の割合であり、具体的には、現在のブレーキペダルの踏み込み量を、ブレーキペダルの踏み込み可能な最大踏み込み量で除算し100を乗算することで算出される単位がパーセントで表されるものである。従って、ブレーキペダルの踏み込み率が大きいほど、ブレーキペダルが強く踏まれていることになる。 The brake state detection means 11 plays a role of detecting the depression state of the brake pedal during operation of the internal combustion engine. In the present embodiment, the depression rate of the brake pedal is used as the depression state of the brake pedal. The brake pedal depression rate is the ratio of the current brake pedal depression amount to the maximum depression amount that the brake pedal can be depressed. Specifically, the current brake pedal depression amount can be depressed. The unit calculated by dividing by the maximum stepping amount and multiplying by 100 is expressed as a percentage. Accordingly, the greater the depression rate of the brake pedal, the stronger the brake pedal is depressed.
ブレーキペダルの踏み込み率を算出するに当たっては、現在のブレーキペダルの踏み込み量を推定することが必要になるが、この推定方法には種々の方法が考えられるが、本明細書においては好適と考えられる2つの方法について述べる。ブレーキペダルの踏み込み量の第一の推定方法においては、ブレーキ状態検出手段11が、内燃機関運転中のブレーキペダルの踏み込み量を検出できるセンサーを有し、該センサーの検出情報に基づいてブレーキペダルの踏み込み量が特定される。また、ブレーキペダルの踏み込み量の第二の推定方法においては、アクセルペダルが解除されてから所定時間の機関回転数の降下量(偏差)を検出し、この降下量からブレーキペダルの踏み込み量が推定される。 In calculating the depression rate of the brake pedal, it is necessary to estimate the current depression amount of the brake pedal. Although various methods can be considered for this estimation method, it is considered preferable in this specification. Two methods are described. In the first estimation method of the amount of depression of the brake pedal, the brake state detecting means 11 has a sensor that can detect the amount of depression of the brake pedal during operation of the internal combustion engine, and the brake pedal is detected based on the detection information of the sensor. The amount of depression is specified. Also, in the second method for estimating the brake pedal depression amount, the amount of decrease (deviation) in the engine speed for a predetermined time after the accelerator pedal is released is detected, and the brake pedal depression amount is estimated from this amount of decrease. Is done.
機関回転数検出手段12は、内燃機関の回転数を検出する役割を果すものであり、具体的には、内燃機関の出力軸の回転数を検出する回転速度センサーを有して構成され、該回転速度センサーにより内燃機関の回転数を検出するものである。 The engine speed detecting means 12 serves to detect the speed of the internal combustion engine, and specifically includes a rotational speed sensor that detects the speed of the output shaft of the internal combustion engine. The rotational speed of the internal combustion engine is detected by a rotational speed sensor.
クラッチ状態検出手段13は、クラッチの状態すなわちクラッチペダルが踏まれているか否かを検出する役割を果すものである。具体的には、クラッチ状態検出手段13が、クラッチペダルに設けられ、クラッチペダルが踏まれているか否かを検出できるクラッチスイッチを有し、該クラッチスイッチからの検出情報に基づいて、クラッチペダルが踏まれているか否かを特定する。尚、クラッチペダルを有さない内燃機関においては、当然のことながら本構成要素は不要となる。 The clutch state detecting means 13 serves to detect the state of the clutch, that is, whether or not the clutch pedal is depressed. Specifically, the clutch state detection means 13 has a clutch switch that is provided on the clutch pedal and can detect whether or not the clutch pedal is depressed, and the clutch pedal is detected based on detection information from the clutch switch. Determine if it is being stepped on. In an internal combustion engine that does not have a clutch pedal, it goes without saying that this component is unnecessary.
ECU14は、CPU(中央演算装置)、RAM(ランダムアクセスメモリ)、ROM(リードオンリメモリ)、入出力ポートを双方向バスで接続した公知のデジタルコンピュータからなり、各種センサーや駆動装置と信号をやり取りして内燃機関の回転数や吸入空気量などの制御に必要なパラメータを算出するとともに、算出されたパラメータに基づいて燃焼空燃比制御あるいは燃料噴射量制御や燃料添加時期制御等の内燃機関の運転に関する種々の制御を行う役割を果すものである。
The
ECU14には、空燃比センサー4、触媒温度検出手段5、SOx吸蔵量検出手段7、アクセル開度検出手段8、ギア状態検出手段9、速度検出手段10、ブレーキ状態検出手段11、機関回転数検出手段12およびクラッチ状態検出手段13がそれぞれ接続され、ECU14は、これらの各手段からの検出情報を取り組みことができるように構成される。また、ECU14には燃料添加装置6が接続され、ECU14は、上記各手段からの検出情報に基づいて、燃料添加装置6による排気系への燃料の添加時期および添加量の制御ができるように構成される。
The
上述した各構成要素を有する図1に示す実施形態の内燃機関の排気浄化装置の作用効果について以下に説明する。 The operational effects of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the embodiment shown in FIG. 1 having the above-described components will be described below.
図2は、本排気浄化装置が適用された図1に示す内燃機関で実行される、内燃機関が減速運転状態にあるときの硫黄被毒回復処理の制御ルーチンの一実施形態を示すフローチャート図である。 FIG. 2 is a flowchart showing one embodiment of a control routine for sulfur poisoning recovery processing executed when the internal combustion engine is in a decelerating operation state, which is executed in the internal combustion engine shown in FIG. 1 to which the exhaust gas purification apparatus is applied. is there.
図2に示す制御ルーチンでは、硫黄被毒回復処理の実行要求があると、まず、内燃機関の運転状態が減速運転状態にあるか否かが判定される。内燃機関状態が減速運転状態にあると判定されると、次に、硫黄被毒回復処理前提条件が成立しているか否か、すなわち、現在の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに十分な継続時間を有する硫黄被毒回復処理に適した減速運転状態であるか否かの判定がなされる。ここで、硫黄被毒回復処理に適した減速運転状態にあると判定されると、次に、硫黄被毒回復処理が実行される。
以下に各ステップの詳細について述べる。
In the control routine shown in FIG. 2, when there is a request for execution of the sulfur poisoning recovery process, it is first determined whether or not the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state. If it is determined that the internal combustion engine state is in the deceleration operation state, then whether or not the sulfur poisoning recovery process precondition is satisfied, that is, the current deceleration operation state executes the sulfur poisoning recovery process. It is determined whether or not the vehicle is in the deceleration operation state suitable for the sulfur poisoning recovery process having a sufficient duration. Here, if it is determined that the vehicle is in a deceleration operation state suitable for the sulfur poisoning recovery process, the sulfur poisoning recovery process is then executed.
Details of each step will be described below.
まず、ステップ101においては、硫黄被毒回復処理の実行要求があるか否かの判定がなされる。具体的には、SOx吸蔵量検出手段7からのNOx吸蔵還元触媒3のSOx吸蔵量の検出情報に基づいてECU14により判定される。ステップ101において、硫黄被毒回復処理の実行要求が確認されると、続くステップ102へと進む。
First, in
ステップ102においては、内燃機関の運転状態が減速運転状態を開始したか否かの判定がなされる。具体的には、アクセル開度検出手段8の検出情報に基づいて、ECU14によりアクセルが解除されたことが確認されると、内燃機関が減速運転状態を開始したと判定される。ステップ102において、内燃機関が減速運転状態を開始したと判定されると、続くステップ103へと進む。
In
ステップ103においては、ステップ102において開始された減速運転状態が、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態であるか否かの判定がなされる。この判定方法については、種々の方法が考えられるが、本明細書においては好適と考えられる二つの実施形態について述べる。
In
図3は、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態であるか否かを判定する第一実施形態の判定ルーチンを示すフローチャート図である。図3に示された判定ルーチンにおいては、まず、減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジションと走行速度とから、今回の減速運転状態の継続時間を推定する。更に、ここで推定された継続時間を、ブレーキペダルの踏み込み率に基づいて補正することにより、更に精度のより減速運転状態の継続時間を推定する。そして、このような推定された減速運転状態の継続時間が、硫黄被毒回復処理を実行するに当たって予め設定された処理時間よりも長いことが確認されると、今回の減速運転状態は硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態であると判定される。
以下に、各ステップの詳細について説明する。
FIG. 3 is a flowchart showing a determination routine of the first embodiment for determining whether or not a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process. In the determination routine shown in FIG. 3, first, the duration of the current deceleration operation state is estimated from the gear shift position and the traveling speed at the start of the deceleration operation state. Further, the duration time estimated here is corrected based on the depression rate of the brake pedal, so that the duration time of the deceleration operation state is estimated with higher accuracy. Then, when it is confirmed that the duration time of the estimated deceleration operation state is longer than the processing time set in advance in performing the sulfur poisoning recovery process, the current deceleration operation state is sulfur poisoning. It is determined that the vehicle is in a deceleration operation state suitable for executing the recovery process.
Details of each step will be described below.
ステップ201においては、減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジションと走行速度とから減速運転状態の継続時間が推定される。具体的には、ギア状態検出手段9と速度検出手段10とからの検出情報がECU14に取り込まれ、予め評価試験や解析評価などから作成された、ギアのシフトポジションと走行速度とをパラメータとして減速運転状態の継続時間を算出できるマップを使用して、ECU14により減速運転状態の継続時間が推定される。該マップは、ECU14のメモリーなどに格納される。図4は、ギアのシフトポジションと走行速度とをパラメータとして減速運転状態の継続時間を算出できるマップの一例を示したものである。ステップ201において、減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジションと走行速度とに基づく減速運転状態の継続時間が推定されると、続くステップ202へと進む。
In
減速運転状態に入るに当たって、ブレーキが強く踏まれるような減速では、その後すぐに運転停止となったり、あるいはギアのシフトポジションが変更される可能が高い。そこで、ステップ202においては、ステップ201で推定された減速運転状態の継続時間を更に精度よいものにするために、ブレーキペダルの踏み込み率に基づいて補正をかける。具体的には、ブレーキ状態検出手段11の検出情報がECU14に取り込まれ、ブレーキペダルの踏み込み率をパラメータとして、予め評価試験や解析評価などから作成された、ステップ201で推定された減速運転状態の継続時間に対する適当な補正係数を算出できるマップを使用して、ECU14により201にて推定された減速運転状態の継続時間の補正がなされる。該マップは、ECU14のメモリーなどに格納される。図5は、ブレーキペダルの踏み込み率をパラメータとしてステップ201で推定された減速運転状態の継続時間に対する適当な補正係数を算出できるマップの一例を示したものである。ステップ202において、減速運転状態の精度よい継続時間が推定されると、続くステップ203へと進む。
When entering a decelerating operation state, in a deceleration where the brake is strongly applied, there is a high possibility that the operation is immediately stopped or the gear shift position is changed. Therefore, in
ステップ203においては、ステップ202で推定された減速運転状態の継続時間が、硫黄被毒回復処理を実行するに当たって予め設定された一回の処理時間よりも長いか否かの判定がECU14にてなされる。本ステップにおいて、推定された減速運転状態の継続時間が、硫黄被毒回復処理を実行するに当たって予め設定された一回の処理時間よりも長いと判定されると、ステップ204に進み、硫黄被毒回復処理前提条件が成立したと判定される。また、推定された減速運転状態の継続時間が、硫黄被毒回復処理を実行するに当たって予め設定された一回の処理時間よりも短いと判定されると、ステップ205に進み、硫黄被毒回復処理前提条件が不成立であると判定される。
In
次に、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態であるか否かの判定する第二実施形態について説明する。図6は、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態であるか否かの判定する第二実施形態の判定ルーチンを示すフローチャート図である。 Next, a second embodiment for determining whether or not a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process will be described. FIG. 6 is a flowchart showing a determination routine of the second embodiment for determining whether or not the deceleration operation state is suitable for executing the sulfur poisoning recovery process.
減速運転状態の開始時における、ギアのシフトポジションが一速あるいは二速のローギア側にある場合や車速すなわち走行速度が低速である場合には、減速/加速が頻繁に繰り返しなされる市街地などにおける運転状態にあることが考えられ、この場合には安定した減速運転状態の継続時間の確保は難しい。また、減速運転状態の開始時における機関回転数が低い場合や、ブレーキペダルが強く踏み込まれて減速されるような場合には、減速運転状態の開始直後にギアのシフトポジションが切り替えられることが多く、安定した減速運転状態の継続時間の確保は難しい。更に、減速運転状態に入るときに、クラッチペダルが踏み込まれている場合も、減速運転状態に入った直後にシフトポジションが切り替えられることが多く、安定した減速運転状態の継続時間の確保は難しい。 Driving in urban areas where deceleration / acceleration is frequently repeated when the gear shift position is on the low gear side of the first gear or the second gear, or when the vehicle speed, i.e., the traveling speed is low, at the start of the deceleration operation state In this case, it is difficult to ensure a stable duration of deceleration operation. In addition, when the engine speed is low at the start of the deceleration operation state or when the brake pedal is strongly depressed to decelerate, the gear shift position is often switched immediately after the start of the deceleration operation state. It is difficult to secure a stable deceleration operation duration. Further, even when the clutch pedal is depressed when entering the deceleration operation state, the shift position is often switched immediately after entering the deceleration operation state, and it is difficult to ensure a stable duration of the deceleration operation state.
このことに基づいて、図6に示された判定ルーチンにおいては、ギア状態検出手段9と前記速度検出手段10とブレーキ状態検出手段11と機関回転数検出手段12とクラッチ状態検出手段13とから検出される、減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジション、走行速度、機関回転数、ブレーキペダルの踏み込み率およびクラッチ状態が、所定の条件を満たしている場合に、硫黄被毒回復処理前提条件が成立したと判定される。
Based on this, the determination routine shown in FIG. 6 detects from the gear state detecting means 9, the
図6に示されるステップ301からステップ305は、ギア状態検出手段9と前記速度検出手段10とブレーキ状態検出手段11と機関回転数検出手段12とクラッチ状態検出手段13とから検出される、減速運転状態の開始時におけるギアのシフトポジション、走行速度、機関回転数、ブレーキペダルの踏み込み率およびクラッチ状態が、所定の条件を満たしているか否かの判定がなされており、全てのステップで条件が満たされている判定されると、ステップ306に進み、硫黄被毒回復処理前提条件が成立したと判定される。尚、先にも述べたが、クラッチペダルを有さない内燃機関においては、クラッチ状態検出手段13は、本排気浄化装置の構成要素とされる必要はなく、クラッチ状態が所定の状態にあるか否かを判定するステップ305は、本判定ルーチンから削除されることになる。
次に、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態であるか否かを判定する図3あるいは図6に示された判定ルーチンにより、ステップ103において、硫黄被毒回復処理前提条件が成立したと判定されると、続くステップ104に進み、硫黄被毒回復処理が実行される。
Next, in
ステップ104における硫黄被毒回復処理は、NOx吸蔵還元触媒3に流入する排気空燃比をリッチ空燃比にしつつNOx吸蔵還元触媒温度を上昇させ硫黄被毒を解消するように、空燃比センサー4および触媒温度検出5などの検出情報に基づいて、燃料添加装置6による排気中への燃料添加制御がECU14によりなされる。
In the sulfur poisoning recovery process in
以上、図1に示された実施形態の本内燃機関の排気浄化装置によれば、アクセル開度検出手段8、ギア状態検出手段9、速度検出手段10、ブレーキ状態検出手段11、機関回転数検出手段12、クラッチ状態検出手段13およびECU14を有する、予め設定された硫黄被毒回復処理時間よりも長く継続するような硫黄被毒回復処理に適した減速運転状態にあるか否かを判定する減速運転状態推定手段を具備することで、硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定された場合に硫黄被毒回復処理を実行するように制御することができ、無断な燃料の添加を防止することができ、硫黄被毒回復処理を実行によりもたらされる白煙の発生、排気浄化触媒の過剰昇温や燃費の悪化を抑制することが可能となる。
As described above, according to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the embodiment shown in FIG. 1, the accelerator opening degree detection means 8, the gear state detection means 9, the speed detection means 10, the brake state detection means 11, the engine speed detection. Deceleration for determining whether or not the vehicle is in a deceleration operation state suitable for sulfur poisoning recovery processing that lasts longer than a preset sulfur poisoning recovery processing time, having means 12, clutch state detection means 13 and
1 内燃機関本体
2 排気系
3 NOx吸蔵還元触媒
4 空燃比センサー
5 触媒温度検出手段
6 燃料添加装置
7 SOx吸蔵量検出手段
8 アクセル開度検出手段
9 ギア状態検出手段
10 速度検出手段
11 ブレーキ状態検出手段
12 機関回転数検出手段
13 クラッチ状態検出手段
14 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (4)
現状の内燃機関の減速運転状態が、予め設定された硫黄被毒回復処理時間よりも長く継続するような硫黄被毒回復処理に適した減速運転状態にあるか否かを判定する減速運転状態推定手段を有し、
該減速運転状態推定手段により、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定された場合に、硫黄被毒回復処理を実行する、
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, wherein an exhaust gas purification catalyst is disposed in the exhaust system, and the sulfur poisoning recovery process of the exhaust gas purification catalyst is executed when the operation state of the internal combustion engine is in a deceleration operation state,
Deceleration operation state estimation for determining whether or not the current deceleration operation state of the internal combustion engine is in a deceleration operation state suitable for sulfur poisoning recovery processing that lasts longer than a preset sulfur poisoning recovery processing time Having means,
When it is determined by the deceleration operation state estimation means that the current deceleration operation state is in a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process, the sulfur poisoning recovery process is executed.
An exhaust emission control device for an internal combustion engine.
ギアのシフトポジションを検出するギア状態検出手段と、
走行速度を検出する速度検出手段と、
ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキ状態検出手段と、
を有し、
現状の減速運転状態の開始時における、前記ギア状態検出手段と前記速度検出手段と前記ブレーキ状態検出手段とからの検出情報に基づいて、現状の減速運転状態の継続時間を推定し、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあるか否かを判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The deceleration operation state estimation means includes
Gear state detecting means for detecting a gear shift position;
Speed detecting means for detecting a traveling speed;
Brake state detection means for detecting the depression state of the brake pedal;
Have
Based on the detection information from the gear state detection means, the speed detection means, and the brake state detection means at the start of the current deceleration operation state, the duration of the current deceleration operation state is estimated, and the current deceleration operation state is estimated. It is determined whether or not the operation state is a deceleration operation state suitable for performing the sulfur poisoning recovery process.
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1.
ギアのシフトポジションを検出するギア状態検出手段と、
走行速度を検出する速度検出手段と、
機関回転数を検出する機関回転数検出手段と、
ブレーキペダルの踏み込み状態を検出するブレーキ状態検出手段と、
を有し、
現状の減速運転状態の開始時における、前記ギア状態検出手段と前記速度検出手段と前記機関回転数検出手段と前記ブレーキ状態検出手段とから検出された各検出情報が、所定の条件を満たしている場合に、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定する、
ことを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The deceleration operation state estimation means includes
Gear state detecting means for detecting a gear shift position;
Speed detecting means for detecting a traveling speed;
An engine speed detecting means for detecting the engine speed;
Brake state detection means for detecting the depression state of the brake pedal;
Have
Each detection information detected from the gear state detection unit, the speed detection unit, the engine speed detection unit, and the brake state detection unit at the start of the current deceleration operation state satisfies a predetermined condition. The current deceleration operation state is determined to be a deceleration operation state suitable for performing the sulfur poisoning recovery process,
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 1.
現状の減速運転状態の開始時における、前記ギア状態検出手段と前記速度検出手段と前記機関回転数検出手段と前記ブレーキ状態検出手段と前記クラッチ状態検出手段とから検出された各検出情報が、所定の条件を満たしている場合に、現状の減速運転状態が硫黄被毒回復処理を実行するのに適した減速運転状態にあると判定する、
ことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気浄化装置。 The deceleration operation state estimation means further includes clutch state detection means for detecting the state of the clutch,
Each detection information detected from the gear state detection means, the speed detection means, the engine speed detection means, the brake state detection means, and the clutch state detection means at the start of the current deceleration operation state is predetermined. When the condition of is satisfied, it is determined that the current deceleration operation state is a deceleration operation state suitable for executing the sulfur poisoning recovery process,
An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to claim 3.
Priority Applications (1)
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