JP2016142168A - 排気浄化システム - Google Patents
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Abstract
Description
フィルタ再生制御部51は、車両の走行距離、あるいは図示しない差圧センサで検出されるフィルタ前後差圧からフィルタ33のPM堆積量を推定すると共に、このPM堆積推定量が所定の上限閾値を超えると、強制再生フラグFDPFをオン(FDPF=1)にしてフィルタ再生制御を開始する(図2の時刻t1参照)。フィルタ再生制御は、排気管噴射量やポスト噴射量を所定のPM燃焼温度(例えば、約550℃)に基づいてフィードバック制御することで実施される。フィルタ再生制御は、PM堆積量推定値がPM燃焼除去を示す所定の下限閾値(判定閾値)まで低下すると、強制再生フラグFDPFをオフにして終了される(図2の時刻t2参照)。強制再生フラグFDPFをオフにする判定閾値は、例えば、フィルタ強制再生開始(FDPF=1)からの上限経過時間や上限累積噴射量を基準にしてもよい。
SOxパージ制御部60は、本発明の再生制御手段であって、排気をリッチ状態にして排気温度をSOx離脱温度(例えば、約600℃)まで上昇させて、NOx吸蔵還元型触媒32をSOx被毒から回復させる制御(以下、この制御をSOxパージ制御という)を実行する。SOxパージ制御は、フィルタ再生制御の終了によってフィルタ再生フラグFDPFがオフにされ、さらに、後述する第1保温モードフラグFSPK1がオフの状態で、SOxパージフラグFSPがオンなると開始される(図2の時刻t2参照)。
SOxパージリーン制御部60Aは、排気の空気過剰率を定常運転時(例えば、約1.5)から理論空燃比相当値(約1.0)よりもリーン側の第1目標空気過剰率(例えば、約1.3)まで低下させるSOxパージリーン制御を実行する。以下、SOxパージリーン制御の詳細について説明する。
数式(1)において、Qfnl_corrdは後述する学習補正された燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
SOxパージフラグFSPがオンになるとランプ処理部63に入力される。ランプ処理部63は、各ランプ係数マップ63A,Bからエンジン回転数Ne及びアクセル開度Qを入力信号としてランプ係数を読み取ると共に、このランプ係数を付加したMAF目標ランプ値MAFSPL_Trgt_Rampをバルブ制御部64に入力する。
SOxパージリッチ制御部60Bは、排気の空気過剰率を第1目標空気過剰率からリッチ側の第2目標空気過剰率(例えば、約0.9)までさらに低下させるSOxパージリッチ制御を実行する。以下、SOxパージリッチ制御の詳細について説明する。
数式(2)において、MAFSPL_TrgtはSOxパージリーン時のMAF目標値であって、前述のMAF目標値演算部62から入力される。また、Qfnl_corrdは後述する学習補正されたMAF追従制御適用前の燃料噴射量(ポスト噴射を除く)、RoFuelは燃料比重、AFRstoは理論空燃比、Maf_corrは後述するMAF補正係数をそれぞれ示している。
SOxパージ制御中にNOx吸蔵還元型触媒32に流入する排気温度(以下、触媒温度ともいう)は、図2の時刻t2〜t4に示すように、排気管噴射又はポスト噴射を実行するSOxパージリッチフラグFSPRのオン・オフ(リッチ・リーン)を交互に切り替えることで制御される。SOxパージリッチフラグFSPRがオン(FSPR=1)にされると、排気管噴射又はポスト噴射によって触媒温度は上昇する(以下、この期間を噴射期間TF_INJという)。一方、SOxパージリッチフラグFSPRがオフにされると、排気管噴射又はポスト噴射の停止によって触媒温度は低下する(以下、この期間をインターバルTF_INTという)。
エンジン回転数Neが非常に高い状態やインジェクタ11の燃料噴射量が非常に多い状態でSOxパージ制御を実施すると、エンジン温度の急上昇を招く可能性がある。また、NOx吸蔵還元型触媒32の温度が低下した状態で未燃燃料を供給すると、HCスリップの増加によって白煙等の発生を招く課題もある。
保温モード制御部71は、本発明の保温制御手段であって、フィルタ再生制御の終了時、あるいは、SOxパージ制御の実施中に上述の禁止条件(1)〜(3)の何れかが成立すると、触媒温度を所望の高温状態に維持する保温モード制御を実施する。
SOxパージ・保温モード終了処理部72は、本発明の終了処理手段であって、NOx吸蔵還元型触媒32のSOx吸蔵量、保温モード制御やSOxパージ制御の累積実施時間等に基づいて、保温モード制御やSOxパージ制御を終了させる終了処理を実行する。以下、図8に基づいて、SOxパージ・保温モード終了処理部72による終了処理パターンの詳細を説明する。
図8に示すパターンAは、NOx吸蔵還元型触媒32のSOx被毒回復によってSOxパージ制御を終了させる一例である。SOxパージ制御の実施によってNOx吸蔵還元型触媒32のSOx吸蔵量SAがSOx被毒回復を示す所定の第1吸蔵量閾値SA1まで低下した場合は、SOxパージリッチフラグFSPRをオフ(FSPR=0)にして、SOxパージ制御を終了させる。NOx吸蔵還元型触媒32のSOx吸蔵量SAは、例えば、エンジン10の運転状態やNOx/ラムダセンサ45のセンサ値等を入力信号として含むモデル式やマップ等に基づいて推定すればよい。第1吸蔵量閾値SA1は、予め実験等により取得してECU50のメモリに格納されている。
図8に示すパターンBは、SOxパージ制御をSOx被毒回復に関係なく時間制限によって終了させる一例である。SOxパージ制御の開始からタイマによって計時した累積実施時間TSPR_sumが所定の第1上限閾値時間TSPR_Limに達した場合は、保温モード制御を実施することなく、SOxパージリッチフラグFSPRをオフ(FSP,FSPR=0)にしてSOxパージ制御を終了させる。第1上限閾値時間TSPR_Lim1は、予め実験等により取得してECU50のメモリに格納されている。
図8に示すパターンCは、「SOxパージ可能領域外」判定によって第1又は第2保温モード制御が継続された場合に、これら第1又は第2保温モード制御を上限時間で終了させる一例である。第1又は第2保温モード制御の開始からタイマによって計時した累積実施時間TSPK_sumが所定の第2上限閾値時間TSPK_Lim2に達した場合は、SOxパージ制御に移行することなく、これら第1又は第2保温モードフラグFSPK1/2をオフ(FSPK1/2=0)にして終了させる。第2上限閾値時間TSPK_Lim2は、第1上限閾値時間TSPR_Lim1よりも短い時間であって、予め実験等により取得してECU50のメモリに格納されている(TSPK_Lim2<TSPR_Lim1)。
図8に示すパターンDは、「SOxパージ可能領域外」判定によって第1又は第2保温モード制御が継続された場合に、SOx吸蔵量が所定量までしか減少していないが、これら第1又は第2保温モード制御を上限時間で終了させる一例である。第1又は第2保温モード制御の実施中にSOx吸蔵量SAが所定の第2吸蔵量閾値SA2よりも低下したが、第1又は第2保温モード制御の開始からタイマによって計時した累積実施時間TSPK_sumが所定の第3上限閾値時間TSPK_Lim3に達した場合は、SOxパージ制御に移行することなく、これら第1又は第2保温モードフラグFSPK1/2をオフ(FSPK1/2=0)にして終了させる。第2吸蔵量閾値SA2は、第1吸蔵量閾値SA1よりも多い値であって、予め実験等により取得してECU50のメモリに格納されている(SA2>SA1)。第3上限閾値時間TSPK_Lim3は、第2上限閾値時間TSPK_Lim2よりも短い時間であって、予め実験等により取得して予めECU50のメモリに格納されている(TSPK_Lim3<TSPK_Lim2<TSPR_Lim1)。
図8に示すパターンEは、SOxパージリーン制御及びSOxパージリッチ制御の累積時間の総和(SOxパージ制御の累積時間)が上限時間に達したことで終了させる一例である。SOxパージ制御の累積実施時間TSP_sumが所定の第4上限閾値時間T_Lim4に達した場合は、SOxパージフラグFSPをオフ(FSP=0)にして、SOxパージ制御を終了させる。第4上限閾値時間T_Lim4は、予め実験等により取得してECU50のメモリに格納されている。
図8に示すパターンFは、第1又は第2保温モード制御の実施時間が上限時間に達したことで終了させる一例である。第1又は第2保温モード制御の累積実施時間TSPK_sumが所定の第5上限閾値時間T_Lim5に達した場合は、これら第1又は第2保温モードフラグFSPK1/2をオフ(FSPK1/2=0)にして終了させる。第5上限閾値時間T_Lim5は、予め実験等により取得してECU50のメモリに格納されている。
MAF追従制御部80は、(1)フィルタ再生制御終了からSOxパージ制御開始によるリッチ状態への切り替え期間及び、(2)SOxパージ制御終了によるリッチ状態からリーン状態への切り替え期間に、各インジェクタ11の燃料噴射タイミング及び燃料噴射量をMAF変化に応じて補正する制御(以下、この制御をMAF追従制御という)を実行する。
図11に示すように、噴射量学習補正部90は、学習補正係数演算部91と、噴射量補正部92とを有する。
MAF補正係数演算部95は、SOxパージ制御時のMAF目標値MAFSPL_Trgtや目標噴射量QSPR_Trgtの設定に用いられるMAF補正係数Maf_corrを演算する。
なお、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変形して実施することが可能である。
11 インジェクタ
12 吸気通路
13 排気通路
16 吸気スロットルバルブ
24 EGRバルブ
31 酸化触媒
32 NOx吸蔵還元型触媒
33 フィルタ
34 排気管噴射装置
40 MAFセンサ
45 NOx/ラムダセンサ
50 ECU
Claims (6)
- 内燃機関の排気通路に設けられて排気中のNOxを還元浄化するNOx還元型触媒と、
ポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方を行う噴射系制御によって排気温度を硫黄酸化物が離脱する所定の第1目標温度まで上昇させることで、前記NOx還元型触媒を硫黄被毒から回復させる触媒再生処理を実施する触媒再生手段と、
前記内燃機関の運転状態に応じて前記触媒再生制御の実施を禁止する禁止手段と、
前記禁止手段による前記触媒再生制御の禁止期間に前記内燃機関が燃料噴射を停止させるモータリング状態にない場合は、ポスト噴射及び排気管噴射の少なくとも一方により排気温度を前記第1目標温度よりも低い所定の第2目標温度に維持させる第1触媒保温制御を実施する一方、前記内燃機関が燃料噴射を停止させるモータリング状態の場合は、排気管噴射を行うことなく、前記内燃機関の空気流量を減少させて排気を所定の目標空気過剰率まで低下させる第2触媒保温制御を実施する保温制御手段と、を備える
排気浄化システム。 - 前記触媒再生手段は、前記噴射系制御と、前記内燃機関の空気流量を所定の目標空気過剰率まで低下させる空気系制御とを併用して前記触媒再生制御を実施し、
当該空気系制御の目標空気過剰率は、前記第2触媒保温制御の目標空気過剰率に設定される
請求項1に記載の排気浄化システム。 - 前記排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
燃料噴射量を増加させて排気温度を前記フィルタに堆積した粒子状物質の燃焼温度まで上昇させるフィルタ再生制御を実施するフィルタ再生手段と、をさらに備え、
前記触媒再生手段は、前記フィルタ再生手段によるフィルタ再生制御が終了すると前記触媒再生制御を開始し、
前記第1触媒保温制御に用いられる前記第2目標温度が、粒子状物質の燃焼温度に設定される
請求項1又は2に記載の排気浄化システム。 - 前記禁止手段は、前記内燃機関の回転数が所定の回転数上限閾値よりも上昇すると、前記触媒再生制御の実施を禁止する
請求項1から3の何れか一項に記載の排気浄化システム。 - 前記禁止手段は、前記内燃機関のインジェクタの燃料噴射量が所定の噴射量上限閾値よりも増加すると、前記触媒再生制御の実施を禁止する
請求項1から4の何れか一項に記載の排気浄化システム。 - 前記禁止手段は、前記NOx還元型触媒の触媒温度が前記第2目標温度よりも低下すると、前記触媒再生制御の実施を禁止する
請求項1から5の何れか一項に記載の排気浄化システム。
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JP2010024844A (ja) * | 2008-07-15 | 2010-02-04 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の制御装置 |
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