JP4276910B2 - NOx触媒の管理方法 - Google Patents
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Description
また、請求項1〜請求項3に記載の発明では、前記第1の処理の開始後、前記排気通路内のNOx 触媒上流の排気の空燃比が安定するために必要な所定期間が経過したことを前記条件とする。
また、請求項4〜請求項6に記載の発明では、前記第1の処理の開始後、前記ディーゼルエンジンの燃焼に供される燃料の燃料噴射毎にデクリメントされるカウンタが所定値以下になったことを前記条件とする。
第1の処理の過程で、ディーゼルエンジンの燃焼に供される燃料の燃料噴射量が徐々に増量される場合、この増量は同エンジンの燃料噴射毎に行われる。そして、こうした燃料噴射毎の燃料噴射量の増量が、第1の処理の実行中における排気の空燃比に影響を及ぼすこととなる。従って、第1の処理の開始後、ディーゼルエンジンの燃料噴射毎にデクリメントされるカウンタは、燃料噴射毎の燃料噴射量の増量に伴う排気の空燃比への影響に関係する値となる。上記構成によれば、このカウンタが所定値未満になったことに基づき第2の処理が開始されるため、第1の処理の過程で燃料噴射量の増量が行われるという状況のもとで、第2の処理を適切なタイミングで開始することができる。
とくに、請求項1及び請求項4に記載の発明では、当該エンジンの吸入空気量に関するパラメータが所定値未満である場合には、前記条件を解除する。
とくに、請求項2及び請求項5に記載の発明では、前記NOx 触媒の劣化度合いに関するパラメータが所定値未満である場合には、前記条件を解除する。
とくに、請求項3及び請求項6に記載の発明では、前記第1の処理に基づく前記排気通路のNOx 触媒上流の空燃比の変化量を検出し、その変化量を学習する工程を含み、前記学習が完了した後は、前記条件を解除する。
以下、本発明を、ディーゼルエンジンの排気浄化装置として具体化した第1の実施の形態について説明する。
図1において、内燃機関(以下、エンジンという)1は、燃料供給系10、燃焼室20、吸気通路30及び排気通路40等を主要部として構成される直列4気筒のディーゼルエンジンである。
上述したように、NOx 触媒はNOx 吸蔵剤と貴金属触媒とによって構成される。
NOx 吸蔵剤は、排気中の酸素濃度が高い状態ではNOx を吸蔵く保持)し、排気中の酸素濃度が低い状態(還元成分の濃度が高い状態)ではNOx を放出する特性を有する。また、排気中にNOx が放出されたとき、排気中にHCやCO等が存在していれば、貴金属触媒がこれらHCやCOの酸化反応を促すことで、NOx を酸化成分、HCやCOを還元成分とする酸化還元反応が両者間で起こる。すなわち、HCやCOはCO2 やH2O に酸化され、NOx はN2 に還元される。
機関運転の継続に伴い、燃料に含まれる硫黄成分を起源とする硫黄成分が、NOx 触媒に蓄積する(所謂硫黄被毒が生じる)。NOx 触媒に蓄積する硫黄成分を除去するための処理として、ECU50は、硫黄処理(S処理)制御を実行する。S処理制御は、燃料添加弁14の駆動制御や、エンジン1の燃焼状態の制御等を通じ、NOx 触媒の晒される排気の空燃比A/FEHTによって定義づけられる特定条件を成立させるものである。
S処理制御の実行要求があると(時刻t1)、ECU50は、燃料添加を通じて供給される噴霧状態の燃料がNOx 触媒に対して効率的に作用するように、排気の空燃比A/FEHTを所定の目標値(例えば25程度:以下、空燃比前処理値という)αまで低下させる(リッチ化する)前処理を行う。この前処理としては、例えばスロットル弁31を絞り、燃焼室20に導入される空気を減量する制御を行えばよい。また、燃料噴射弁13を通じた燃料噴射のタイミングや量の制御を前処理として行うこともできる。例えば、機関出力を得るために圧縮上死点近傍で主たる燃料噴射を行う他、これと異なるタイミングで副燃料噴射を行うことで、排気の空燃比A/FEHTを低下させる(リッチ化する)ことができる。
ここで、空燃比の低下(リッチ化)を伴う前処理の実行に伴い、機関の燃焼状態、ひいては排気特性が変動をきたす傾向がある。前処理の開始に伴って排気の空燃比A/FEHTを目標値を大幅に変更した場合、排気の空燃比A/FEHTを速やかに目標値に収束させることが困難であるからである。この結果、前処理の実行と同時、又は前処理の開始直後にS放出処理を開始すると、その初期の段階において、排気の空燃比A/FEHTが目標値から乖離し易くなる。
例えば、エンジン1の吸入空気量がある程度低ければ、NOx 触媒のO2 ストレージ作用(能力)が大きいため、排気の空燃比A/FEHTに起因して過剰な還元成分がNOx 触媒に流入しても、NOx 触媒が通常よりも高い効率で過剰な還元成分を浄化する。このため本実施の形態では、吸入空気量GAが所定値未満である場合には、待機時間TSの設定を解除する。
図3は、本実施の形態にかかるS放出処理の具体的な手順(ルーチン)を示すフローチャートである。本ルーチンは、エンジン1の始動後、ECU50を通じて所定時間毎に繰り返し実行される。
続くステップS102においてECU50は、現在、S放出処理の要求があるか否か、言い換えればNOx 触媒に所定量を上回る硫黄成分が蓄積しているか否かを判断する。ステップS102における判断が肯定である場合、ECU50による処理はステップS103に移行する。ステップS102での判断が否定である場合、ECU50による処理は本ルーチンを一旦抜ける。なお、現時点でS放出処理が行われておらず、その必要性も認められないような状況のみならず、現時点までS放出処理が行われ、既に十分な量の硫黄成分がNOx 触媒から放出されたような状況にあっても、ステップS102において否定の判断がなされる。また、ステップS102において否定の判断がなされたときに前処理又はS処理が実行されている場合、ECU50は実行中の前処理及びS処理を中断する(又は、終了する)。
[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態を図4〜図8に従って説明する。
許可フラグFは、S処理を実行するための低温燃焼モードの開始後、所定の条件のもとで「1(許可)」に設定される。この低温燃焼モードでは、燃焼室20への大量のEGRガスを導入すべく、通常燃焼モードの実行時に比べてスロットル弁31が閉じ側に制御されるとともにEGR弁73が開き側に制御される。また、燃料噴射時期、燃料噴射圧、及び燃料噴射量といった燃料噴射系の各パラメータについても、低温燃焼モードに適した値へと制御されるようになる。
S処理を実行するための低温燃焼モード(前処理)の開始後、燃料噴射量が低温燃焼モードに対応した値に向けて燃料噴射毎に増量されるが、その際の燃料噴射毎の燃料噴射量の増量が排気の空燃比A/FEHTに影響を及ぼすことになる。しかし、この燃料噴射量の増量に対応して燃料噴射毎にデクリメントされる徐変カウンタC2に応じて、即ち同カウンタC2が「0」になったことに基づきS処理を開始することで、低温燃焼モードの実行に伴い燃料噴射量の増量が行われるエンジン1においても、同S処理を適切なタイミングで開始することができる。
Claims (7)
- ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記排気通路内のNOx 触媒上流の排気の空燃比が安定するために必要な所定期間が経過したことを条件として、前記第2の処理を開始し、
当該エンジンの吸入空気量に関するパラメータが所定値未満である場合には、前記条件を解除する
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。 - ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記排気通路内のNOx 触媒上流の排気の空燃比が安定するために必要な所定期間が経過したことを条件として、前記第2の処理を開始し、
前記NOx 触媒の劣化度合いに関するパラメータが所定値未満である場合には、前記条件を解除する
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。 - ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記排気通路内のNOx 触媒上流の排気の空燃比が安定するために必要な所定期間が経過したことを条件として、前記第2の処理を開始し、
前記第1の処理に基づく前記排気通路のNOx 触媒上流の空燃比の変化量を検出し、その変化量を学習する工程を含み、
前記学習が完了した後は、前記条件を解除する
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。 - ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記ディーゼルエンジンの燃焼に供される燃料の燃料噴射毎にデクリメントされるカウンタが所定値以下になったことを条件として、前記第2の処理を開始し、
当該エンジンの吸入空気量に関するパラメータが所定値未満である場合には、前記条件を解除する
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。 - ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記ディーゼルエンジンの燃焼に供される燃料の燃料噴射毎にデクリメントされるカウンタが所定値以下になったことを条件として、前記第2の処理を開始し、
前記NOx 触媒の劣化度合いに関するパラメータが所定値未満である場合には、前記条件を解除する
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。 - ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記ディーゼルエンジンの燃焼に供される燃料の燃料噴射毎にデクリメントされるカウンタが所定値以下になったことを条件として、前記第2の処理を開始し、
前記第1の処理に基づく前記排気通路のNOx 触媒上流の空燃比の変化量を検出し、その変化量を学習する工程を含み、
前記学習が完了した後は、前記条件を解除する
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。 - ディーゼルエンジンの排気通路に設けられ排気中のNOx を還元するNOx 触媒を管理する方法であって、
当該エンジンの燃焼に供される混合気の空燃比を低下させる第1の処理と、前記排気通路のNOx 触媒上流に還元剤を添加させる第2の処理と、を実行することにより、前記NOx 触媒に蓄積した硫黄成分を放出させる工程を含み、且つ、
前記工程において、前記第1の処理の開始後、前記排気通路内のNOx 触媒上流の排気の空燃比が安定したことを条件として、前記第2の処理を開始し、
前記ディーゼルエンジンは、大量のEGRガスを燃焼室に導入する低温燃焼モードに切り換え可能で、且つ、低温燃焼モードの開始後に同エンジンの燃焼に供される燃料の燃料噴射毎にデクリメントされるカウンタが初期値から「0」になるまでの間に、同エンジンの燃料噴射量が所定値まで徐々に増量されるものであり、
前記第1の処理は、前記低温燃焼モードへの切り換えによって実現され、
前記低温燃焼モードの開始後、前記カウンタが所定値以下になったことを前記条件とする
ことを特徴とするNOx 触媒の管理方法。
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