JP4148072B2 - 内燃機関の触媒制御方法及び触媒制御装置 - Google Patents
内燃機関の触媒制御方法及び触媒制御装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4148072B2 JP4148072B2 JP2003306763A JP2003306763A JP4148072B2 JP 4148072 B2 JP4148072 B2 JP 4148072B2 JP 2003306763 A JP2003306763 A JP 2003306763A JP 2003306763 A JP2003306763 A JP 2003306763A JP 4148072 B2 JP4148072 B2 JP 4148072B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- intake air
- amount
- fuel
- exhaust
- catalyst
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims description 138
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims description 63
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 44
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 217
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 62
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 23
- 231100000572 poisoning Toxicity 0.000 claims description 22
- 230000000607 poisoning effect Effects 0.000 claims description 22
- NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N Sulfur Chemical compound [S] NINIDFKCEFEMDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 229910052717 sulfur Inorganic materials 0.000 claims description 14
- 239000011593 sulfur Substances 0.000 claims description 14
- 230000007423 decrease Effects 0.000 claims description 11
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 9
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 61
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 35
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 26
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 26
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 description 21
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 description 21
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 19
- 239000002574 poison Substances 0.000 description 19
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 19
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 19
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 16
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 14
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 14
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 12
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 description 7
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 6
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000007562 laser obscuration time method Methods 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000498 cooling water Substances 0.000 description 3
- 230000000881 depressing effect Effects 0.000 description 3
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 1
- 238000002407 reforming Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
請求項1に記載の内燃機関の触媒制御方法は、内燃機関の排気系に設けられた添加弁から、吸入空気量に基づいて算出した燃料添加量の燃料を排気系に添加することにより、前記添加弁よりも排気系下流に設けられた排気浄化触媒に燃料を供給して反応させる内燃機関の触媒制御方法であって、吸入空気量の増加時には、内燃機関の吸気系での吸入空気量の検出タイミングから該吸入空気による燃焼後の排気が前記排気浄化触媒に到達するタイミングまでの遅延状態と前記吸入空気量とに基づいて前記排気浄化触媒に到達する排気の量に相当する遅延吸入空気相当量を算出し、該遅延吸入空気相当量に基づいて前記燃料添加量を算出し、吸入空気量の減少時には、内燃機関の吸気系で検出された吸入空気量に基づいて前記燃料添加量を算出することを特徴とする。
図1は、上述した発明が適用された車両用ディーゼルエンジン及び制御装置の概略構成を表すブロック図である。尚、本発明は希薄燃焼式ガソリンエンジンなどについて同様な触媒構成を採用した場合においても適用できる。
尚、第1触媒コンバータ36内のNOx吸蔵還元触媒36aの上流には第1空燃比センサ42が、更にNOx吸蔵還元触媒36aと第2触媒コンバータ38内のフィルタ38aとの間には第1排気温センサ44が配置されている。又、フィルタ38aと第3触媒コンバータ40内の酸化触媒40aとの間において、フィルタ38aの近くには第2排気温センサ46が、酸化触媒40aの近くには第2空燃比センサ48が配置されている。
GAd ← GAdold +(GA−GAdold)/Kd … [式1]
ここで前回遅延吸入空気相当量GAdoldは前回の制御周期にて求められている遅延吸入空気相当量である。吸入空気量GAは今回の制御周期時に吸入空気量センサ24にて検出されている吸入空気量である。これらの吸入空気量は単位時間当たりの流量(g/s)で表されている。
fad ← (Ttc − Tbc) × GAd × Ck … [式2]
ここで燃料換算係数Ckは、遅延吸入空気相当量GAdを燃料量に換算するための係数であり、流量が1g/sである排気の温度を1℃上昇させるに必要な燃料量を表している。このことにより前記式2の右辺は、遅延吸入空気相当量GAdに対応する排気流量中で、フィルタ38aにおける触媒床温をベース床温Tbcから目標床温Ttcまで上昇させるに必要な単位時間当たりの燃料量を算出していることになる。
そしてPM再生モードあるいはS被毒回復時の床温制御にて、単位時間当たり燃料量が燃料添加量fadとなるように添加弁68に対する開弁制御がなされて排気中に燃料が添加される。このことにより、PM再生モードでは、フィルタ38aの触媒床温は目標床温Ttcとなるように調節されてPMが燃焼浄化される。又、S被毒回復モードでは上述のごとく目標床温Ttcに調節された後に空燃比がストイキよりもわずかに低下されることによりS放出が生じてS被毒回復がなされる。尚、S被毒回復モードでは、上述した制御によりフィルタ38aよりも上流側のNOx吸蔵還元触媒36aについても同時に昇温とS放出が生じてS被毒回復がなされる。
(イ).吸入空気量センサ24にて検出された吸入空気量GAに基づいて、この吸入空気量GAの検出タイミングから、対応する排気がフィルタ38aに到達するタイミングまでの遅延状態を、吸気遅延反映値Kdとして求めている(S104)。そしてこの吸気遅延反映値Kdと吸入空気量GAとに基づいて、フィルタ38aに到達した遅延吸入空気相当量GAdを算出している(S106)。この遅延吸入空気相当量GAdは、過渡時においてもリアルタイムの排気流量を高精度に表している。このため、遅延吸入空気相当量GAdに基づいて添加弁68から排気系に添加される燃料添加量fadを調節することにより、過渡時においても排気中の燃料濃度を目的とする濃度、ここでは目標床温Ttcを実現する濃度に高精度に制御することができる。このことにより、過渡時、特に加速時において吸入空気量GAが増加したが排気流量は未だ対応した増加をしていない場合においても、排気中の燃料濃度が適切な状態に維持されるので、フィルタ38aの過熱を招くことなく、排気浄化触媒の劣化を早めることがない。更に、過渡時において過剰な燃料が白煙として外部に排出されるおそれも無くなる。
本実施の形態では、前記実施の形態1の構成において、PM再生・S被毒回復時昇温制御処理(図2)の代わりに、図5のPM再生・S被毒回復時昇温制御処理を実行するものである。尚、ハード構成については図1を参照する。
すなわち吸入空気量GAにより燃料添加量fadを算出している。
図6のタイミングチャートに本実施の形態における処理の一例を示す。PM再生制御モード時又はS被毒回復制御モード時にアクセルペダル72の踏み戻しにより急速な減速操作が行われると(t10〜t11)、燃料噴射量制御により急速に燃料噴射量は減量される。そして、スロットル弁22とEGR弁56との協調制御及びエンジン回転数NEの低下により、各燃焼室4への吸入空気量が減少して吸入空気量センサ24にて検出される吸入空気量も急速に減少する。しかしフィルタ38aへ流入する排気流量については直ちに吸入空気量の急速な減量が反映されるわけではなく遅延が生じるが、この減速時においては遅延吸入空気相当量GAdには吸入空気量GAそのものが設定されている(S212)。すなわち遅延処理していない。しかし、この減速時においては、排気マニホールド32や排気経路34において壁面に付着している燃料が離脱して排気中に加わっている。このため添加弁68からの燃料添加量fadの急激な減少が相殺されて排気中の燃料濃度に大きな減少は生じていない(t10〜t11)。したがってフィルタ38aの触媒床温も急激な低下はせず或る程度維持されている。
上述した構成において、PM再生・S被毒回復時昇温制御処理(図5)のステップS204が遅延状態量算出手段としての処理に、ステップS206が遅延吸入空気相当量算出手段としての処理に、ステップS203,S210,S212が添加量制御手段としての処理に相当する。
(イ).特に吸入空気量GA減少時においては、直ちに吸入空気量GAに応じて燃料添加量fadを減少させても、この時には排気系の経路壁へ付着した添加燃料が離脱して排気中に加わる傾向にある。したがって燃料添加量fadを直ちに低下させたとしても相殺されて排気中の燃料濃度は要求濃度に近い状態となる。
本実施の形態では、前記実施の形態1又は前記実施の形態2の構成に加えて、更に、図7に示すS被毒回復時空燃比制御処理を実行するものである。尚、ハード構成については図1を参照する。
Qinj ← 1回の燃料噴射量 × NE × Ks … [式4]
ここで換算係数Ksは、エンジン回転数NEが「rpm」で表されていることと、エンジン1回転で2回の噴射が行われるため、ディーゼルエンジン全体として、単位時間当たりの燃料噴射量に換算するための係数である。
fae ← GAd × AFt × Kfb − Qinj … [式5]
前記式5の右辺の「GAd×AFt×Kfb」は目標空燃比AFtを達成するのに単位時間当たりに必要な燃料全体を示している。ここで空燃比フィードバック係数Kfbは第2空燃比センサ48により検出される空燃比と目標空燃比AFtとの差の積分計算により求められる値であり、空燃比ずれをフィードバック補正するための補正係数である。したがって式5では、「GAd×AFt×Kfb」から既に燃料噴射弁58により噴射された噴射燃料量Qinjを減算することにより、不足分を燃料添加量faeとして算出している。
(イ).S放出制御時にはNOx吸蔵還元触媒36a及びフィルタ38aへ導入される排気は、遅延吸入空気相当量GAdを用いた式5の計算により目標空燃比AFtに高精度に制御できる。このことにより、過渡時にS被毒から回復する場合に白煙発生や排気浄化触媒の過熱を招くことがない。
(a).前記実施の形態3においては、加速時も減速時も吸入空気量の遅延を考慮して燃料添加量faeを算出していたが、前記実施の形態2と同じく加速時のみに限って前記遅延を考慮して燃料添加量faeを算出しても良い。例えば図9に示すごとく処理する。図9では図7と同一の処理については同一のステップ番号を付している。図7と異なるのは、ステップS306の後に、加速時か否かが判定され(S307)、加速時であれば(S307で「YES」)、前記実施の形態3と同じく吸気の遅延を考慮して燃料添加量faeを求めている。そして加速時でなければ(S307で「NO」)、前記遅延は考慮せずに吸入空気量GAを用いて燃料添加量faeを求めている。尚、ステップS307は図5のステップS203と同一の処理でありステップS318は図5のステップS212と同一の処理である。
Claims (7)
- 内燃機関の排気系に設けられた添加弁から、吸入空気量に基づいて算出した燃料添加量の燃料を排気系に添加することにより、前記添加弁よりも排気系下流に設けられた排気浄化触媒に燃料を供給して反応させる内燃機関の触媒制御方法であって、
吸入空気量の増加時には、内燃機関の吸気系での吸入空気量の検出タイミングから該吸入空気による燃焼後の排気が前記排気浄化触媒に到達するタイミングまでの遅延状態と前記吸入空気量とに基づいて前記排気浄化触媒に到達する排気の量に相当する遅延吸入空気相当量を算出し、該遅延吸入空気相当量に基づいて前記燃料添加量を算出し、
吸入空気量の減少時には、内燃機関の吸気系で検出された吸入空気量に基づいて前記燃料添加量を算出することを特徴とする内燃機関の触媒制御方法。 - 内燃機関の排気系に設けられた添加弁から、吸入空気量に基づいて算出した燃料添加量の燃料を排気系に添加することにより、前記添加弁よりも排気系下流に設けられた排気浄化触媒に燃料を供給して反応させる内燃機関の触媒制御装置であって、
吸気系における吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
前記吸入空気量検出手段にて検出された吸入空気量に基づいて該吸入空気量の検出タイミングから該吸入空気による燃焼後の排気が前記排気浄化触媒に到達するタイミングまでの遅延状態量を算出する遅延状態量算出手段と、
前記遅延状態量算出手段により算出された遅延状態量と前記吸入空気量検出手段にて検出された吸入空気量とに基づいて前記排気浄化触媒に到達する排気の量に相当する遅延吸入空気相当量を算出する遅延吸入空気相当量算出手段と、
前記吸入空気量検出手段にて検出される吸入空気量の増加時には、前記遅延吸入空気相当量算出手段にて算出された遅延吸入空気相当量に基づいて前記添加弁から排気系に添加される燃料の燃料添加量を制御し、前記吸入空気量検出手段にて検出される吸入空気量の減少時には、前記吸入空気量検出手段にて検出された吸入空気量に基づいて前記添加弁から排気系に添加される燃料の燃料添加量を制御する添加量制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。 - 請求項2において、前記添加量制御手段は、前記排気浄化触媒における添加燃料の酸化反応による反応熱で、前記排気浄化触媒を目標床温に昇温させるために、前記添加弁から排気系に添加される燃料の燃料添加量を制御することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
- 請求項2又は3において、前記排気浄化触媒は、排気中の粒子状物質を捕捉し、該粒子状物質を昇温により燃焼させることで排気を浄化する触媒であることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
- 請求項2〜4のいずれかにおいて、前記添加量制御手段は、前記排気浄化触媒に流入する排気を目標空燃比とするために、前記添加弁から排気系に添加される燃料の燃料添加量を制御することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
- 請求項2〜5のいずれかにおいて、前記排気浄化触媒は、排気中の硫黄成分により被毒される触媒であり、昇温及び排気の空燃比低下により硫黄成分の被毒から回復する触媒であることを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
- 請求項2〜6のいずれかにおいて、前記吸入空気量以外の内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、前記遅延状態量算出手段は、前記運転状態検出手段にて検出された運転状態に基づいて該吸入空気量の検出タイミングから該吸入空気による燃焼後の排気が前記排気浄化触媒に到達するタイミングまでの遅延状態量を算出することを特徴とする内燃機関の触媒制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003306763A JP4148072B2 (ja) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | 内燃機関の触媒制御方法及び触媒制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003306763A JP4148072B2 (ja) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | 内燃機関の触媒制御方法及び触媒制御装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005076504A JP2005076504A (ja) | 2005-03-24 |
JP4148072B2 true JP4148072B2 (ja) | 2008-09-10 |
Family
ID=34409759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003306763A Expired - Fee Related JP4148072B2 (ja) | 2003-08-29 | 2003-08-29 | 内燃機関の触媒制御方法及び触媒制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4148072B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4544011B2 (ja) * | 2005-04-08 | 2010-09-15 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関排気浄化装置 |
JP4306722B2 (ja) | 2006-11-24 | 2009-08-05 | トヨタ自動車株式会社 | 燃料噴射装置 |
JP6281324B2 (ja) * | 2014-03-05 | 2018-02-21 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の制御装置 |
-
2003
- 2003-08-29 JP JP2003306763A patent/JP4148072B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005076504A (ja) | 2005-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7299625B2 (en) | Exhaust purifying apparatus and exhaust purifying method for internal combustion engine | |
US7185488B2 (en) | Exhaust purifying apparatus and exhaust purifying method for internal combustion engine | |
US8261535B2 (en) | Enhanced post injection control system for diesel particulate filters | |
US7677029B2 (en) | Regeneration controller for exhaust purification apparatus of internal combustion engine | |
US20060016180A1 (en) | Apparatus and method for preventing overheating of exhaust purification filter | |
US7320214B2 (en) | Exhaust gas purifier for internal combustion engine | |
US7841169B2 (en) | Regeneration controller for exhaust purification apparatus of internal combustion engine | |
JP4267414B2 (ja) | 内燃機関の触媒制御装置 | |
JP4367369B2 (ja) | 内燃機関排気浄化装置 | |
JP4239765B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化触媒制御方法及び排気浄化触媒制御装置 | |
JP4329455B2 (ja) | 排気浄化触媒の過多硫黄被毒回復制御装置 | |
JP4314089B2 (ja) | 内燃機関の触媒制御装置及び触媒劣化判定装置 | |
JP4296909B2 (ja) | 内燃機関の触媒制御装置 | |
JP4148072B2 (ja) | 内燃機関の触媒制御方法及び触媒制御装置 | |
EP0992667B1 (en) | Internal combustion engine | |
JP2006257996A (ja) | 粒子状物質酸化速度算出装置、粒子状物質堆積量算出装置及び内燃機関排気浄化装置 | |
JP4367123B2 (ja) | 内燃機関の触媒制御装置 | |
JP4063743B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 | |
JP4266890B2 (ja) | 内燃機関の排ガス浄化装置 | |
JP4244751B2 (ja) | 内燃機関の燃焼制御方法及び燃焼制御装置 | |
JP2006274863A (ja) | 内燃機関燃焼制御装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060411 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070914 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080219 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080421 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080603 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080616 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110704 Year of fee payment: 3 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120704 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130704 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |