JP6708185B2 - Exhaust purification system controller - Google Patents
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Description
本発明は、NOx(窒素酸化物)を浄化するNOx吸蔵還元型の触媒を備える排気浄化システムの制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device for an exhaust gas purification system including a NOx occlusion reduction type catalyst that purifies NOx (nitrogen oxide).
従来、内燃機関の排気浄化システムにおいてNOx吸蔵還元型触媒を用いてNOxを浄化する技術が知られている。このNOx吸蔵還元型触媒では、NO(一酸化窒素)とNO2(二酸化窒素)とで吸蔵効率が異なり、例えば低温状態である場合にNOの吸蔵効率が低下する。そこで、内燃機関の排気通路においてNOx吸蔵還元型触媒よりも上流側にオゾン供給装置によりオゾンを供給し、そのオゾンにより排気中のNOをNO2に酸化させる技術が提案されている(例えば特許文献1参照)。 Conventionally, there is known a technique for purifying NOx by using a NOx storage reduction catalyst in an exhaust purification system of an internal combustion engine. In this NOx occlusion reduction type catalyst, NO (nitric oxide) and NO2 (nitrogen dioxide) have different occlusion efficiencies, and the NO occlusion efficiency decreases, for example, in a low temperature state. Therefore, a technique has been proposed in which ozone is supplied by an ozone supply device to the upstream side of the NOx occlusion reduction type catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine, and NO in the exhaust gas is oxidized to NO2 by the ozone (for example, Patent Document 1). reference).
ところで、NOx吸蔵還元型触媒の上流側にオゾンを供給する排気浄化システムにおいて、オゾン供給装置により適正量のオゾンが供給されないと、NOx吸蔵還元型触媒において所望とするNOx浄化性能を発揮できなくなることが懸念される。 By the way, in the exhaust gas purification system that supplies ozone to the upstream side of the NOx storage reduction catalyst, unless the ozone supply device supplies a proper amount of ozone, the NOx storage reduction catalyst cannot exhibit the desired NOx purification performance. Is concerned.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるNOx浄化を実現することができる排気浄化システムの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a control device for an exhaust gas purification system, which can appropriately supply ozone, and can thereby realize appropriate NOx purification. ..
以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について説明する。 Hereinafter, the means for solving the above problems, and the operation and effect thereof will be described.
本手段における排気浄化システムの制御装置は、
内燃機関(10)の排気通路に設けられ、排気中のNOxを浄化するNOx吸蔵還元型の触媒(21)と、前記排気通路において前記触媒の上流側にオゾンを供給するオゾン供給装置(32,33)と、前記触媒の下流側に設けられ、排気中のNOx量を検出するNOxセンサ(24)とを備える排気浄化システムに適用され、
前記内燃機関が運転状態あり、かつ前記オゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において前記NOxセンサにより検出された検出NOx量を取得するNOx量取得部と、
前記NOx量取得部により取得された前記検出NOx量に基づいて、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及び前記オゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する制御部と、
を備える。
The control device of the exhaust purification system in this means is
An NOx occlusion reduction type catalyst (21) provided in the exhaust passage of the internal combustion engine (10) for purifying NOx in the exhaust, and an ozone supply device (32, for supplying ozone to the upstream side of the catalyst in the exhaust passage). 33) and a NOx sensor (24) provided downstream of the catalyst for detecting the amount of NOx in the exhaust gas, and is applied to an exhaust gas purification system,
A NOx amount acquisition unit that acquires a detected NOx amount detected by the NOx sensor in a state where the internal combustion engine is in an operating state and ozone is being supplied by the ozone supply device;
A control unit that performs at least one of ozone supply amount control by the ozone supply device and abnormality diagnosis of the ozone supply device, based on the detected NOx amount acquired by the NOx amount acquisition unit,
Equipped with.
上記排気浄化システムでは、内燃機関の排気通路においてNOx吸蔵還元型触媒の上流側に、オゾン供給装置によりオゾンが供給されることで、排気中のNOがNO2に酸化される。これにより、NOx吸蔵還元型触媒にNOx吸蔵能力を高めることが可能となる。かかる場合において、オゾン供給装置により供給されるオゾン量が意図せず低下すると、NOx吸蔵還元型触媒のNOx吸蔵能力が低下し、ひいてはNOx浄化性能の低下が懸念される。 In the above exhaust gas purification system, NO in the exhaust gas is oxidized to NO2 by supplying ozone by the ozone supply device to the upstream side of the NOx storage reduction catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine. This makes it possible to enhance the NOx storage capacity of the NOx storage reduction catalyst. In such a case, if the amount of ozone supplied by the ozone supply device is unintentionally decreased, the NOx storage reduction type catalyst's NOx storage capacity is reduced, and thus the NOx purification performance may be reduced.
この点、上記構成では、内燃機関が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態においてNOxセンサにより検出された検出NOx量を取得し、その検出NOx量に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及びオゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施するようにした。これにより、実際のNOx浄化率が低下したことを監視しつつ、オゾン供給量制御や異常診断を適正に実施できる。その結果、オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるNOx浄化を実現することが可能となる。 In this respect, in the above configuration, the detected NOx amount detected by the NOx sensor is acquired while the internal combustion engine is in the operating state and the ozone is supplied by the ozone supply device, and the ozone supply is performed based on the detected NOx amount. At least one of the ozone supply amount control by the device and the abnormality diagnosis of the ozone supply device is performed. As a result, ozone supply amount control and abnormality diagnosis can be appropriately performed while monitoring that the actual NOx purification rate has decreased. As a result, it becomes possible to properly supply ozone and to realize proper NOx purification.
以下、実施形態を図面に基づいて説明する。本実施形態では、車載のディーゼルエンジンから排出される排気を浄化する排気浄化システムにおいて、特に触媒上流側にオゾン供給装置からオゾンを添加するものとしている。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一又は均等である部分には、図中、同一符号を付しており、同一符号の部分についてはその説明を援用する。 Embodiments will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, in an exhaust gas purification system for purifying exhaust gas emitted from a vehicle-mounted diesel engine, ozone is added from an ozone supply device, particularly on the upstream side of the catalyst. In each of the following embodiments, the same or equivalent portions are denoted by the same reference numerals in the drawings, and the description of the portions having the same reference numeral is cited.
図1において、エンジン10は、軽油を燃料とする多気筒ディーゼルエンジンであり、各気筒には吸気管11及び排気管12が接続されている。エンジン10は過給装置13を備えている。過給装置13は、吸気管11に配置された吸気コンプレッサ14と、排気管12に配置された排気タービン15と、それら吸気コンプレッサ14及び排気タービン15を連結する回転軸16とを備えている。排気により排気タービン15が回転されると、その回転に伴い吸気コンプレッサ14が回転され、吸気の過給が行われる。なお、吸気管11には、吸気コンプレッサ14の下流側に熱交換器としてのインタクーラが配置されているとよい。
In FIG. 1, an
吸気管11において吸気コンプレッサ14の上流側には、吸気管11を通過する空気量を検出する空気量センサ18が設けられている。また、エンジン10の出力軸には、エンジン回転速度を検出する回転速度センサ19が設けられている。
An air amount sensor 18 for detecting the amount of air passing through the intake pipe 11 is provided on the upstream side of the
排気管12には、排気管12内の排気通路を流れる排気中のNOxを浄化するためのNOx浄化装置として、NOx吸蔵還元型の触媒(以下、NOx触媒21という)が設けられている。NOx触媒21は、周知のとおり、リーン燃焼時において排気中に含まれるNOxを吸蔵するとともに、リッチ燃焼時において排気中に含まれるHC、COといった還元成分を用いて、吸蔵したNOxを還元除去するものである。NOx触媒21は、例えば、担体表面にコーティングされたアルミナに、還元触媒としての銀を担持させた構造を有する。
The
排気管12においてNOx触媒21の上流側には、エンジン10から排出される排気中のNOx量を検出するNOxセンサ22と、排気温度を検出する排気温度センサ23とが設けられている。なお、これらのセンサ22,23は、後述の供給管31よりも上流側に設けられている。また、NOx触媒21の下流側には、触媒下流側のNOx量を検出するNOxセンサ24が設けられている。NOx触媒21には、触媒温度を検出する触媒温度センサ25が設けられている。NOxセンサ22,24は、例えば固体電解質を構成される限界電流式ガスセンサである。以下の説明では便宜上、触媒上流側のNOxセンサ22を上流側NOxセンサ22、触媒下流側のNOxセンサ24を下流側NOxセンサ24とも言う。なお、触媒温度センサ25は、NOx触媒21の下流側に設けられていてもよい。
On the upstream side of the
また、本実施形態の排気浄化システムでは、排気管12においてNOx触媒21の上流側にオゾン(O3)を供給し、そのオゾンにより排気中のNOをNO2に酸化することでNOx触媒21におけるNOx吸蔵能力を高めるようにしており、以下にその構成を説明する。
Further, in the exhaust gas purification system of the present embodiment, ozone (O3) is supplied to the upstream side of the
排気管12においてNOx触媒21の上流側には供給管31が接続されており、その供給管31には、上流側から順にエアポンプ32、オゾン生成器33、開閉弁34が設けられている。エアポンプ32は例えば電動ポンプであって、外部から吸入した大気を加圧してオゾン生成器33に送風する。オゾン生成器33の構成は周知であるため、図示による詳細な説明は割愛するが、簡単に述べると、オゾン生成器33において、流通路を形成する容器内には複数の電極が配置されており、その複数の電極間に高電圧が印加されることによりオゾンを生成する。開閉弁34は、排気管12からの排気の逆流を抑制する目的で設けられており、排気管12に対するオゾン供給時には開放され、オゾン供給の停止時には閉鎖される。なお、エアポンプ32及びオゾン生成器33がオゾン供給装置に相当する。
In the
エンジン運転時において排気管12に対するオゾン供給を行う場合には、オゾン生成器33における電圧印加によりオゾンが生成される状態下で、エアポンプ32が駆動され、かつ開閉弁34が開放される。これにより、オゾン生成器33を通過する空気と共にオゾンが排気管12内に流入する。そして、NOx触媒21の上流側においてオゾンによりNOからNO2への酸化反応が行われつつ、NOx触媒21においてNO及びNO2が吸蔵され、かつ還元浄化される。
When the ozone is supplied to the
ECU40は、CPU、ROM、RAM等よりなるマイクロコンピュータ(以下、マイコンという)を主体として構成された周知の電子制御装置であり、ROMに記憶された各種の制御プログラムを実行することで、前述した各種センサの検出信号に基づいて、排気浄化に関する各種制御を実施する。ECU40は、オゾン供給装置によるオゾン供給量を所望量に制御するオゾン供給量制御を実施する。この場合、ECU40は、例えば所定量のオゾンを排気管12に供給すべく、エアポンプ32やオゾン生成器33、開閉弁34の状態を制御する。ECU40は、エンジン10の運転状態下において、例えばリーン燃焼時にオゾン供給の要求が生じたとして、その要求に応じて排気管12に対してオゾン供給を実施する。
The ECU 40 is a well-known electronic control device mainly composed of a microcomputer (hereinafter, referred to as a microcomputer) including a CPU, a ROM, a RAM, and the like, and executes the various control programs stored in the ROM, and is described above. Various controls related to exhaust gas purification are performed based on detection signals from various sensors. The ECU 40 executes ozone supply amount control for controlling the ozone supply amount by the ozone supply device to a desired amount. In this case, the ECU 40 controls the states of the
ところで、NOx触媒21においては、排気中に含まれるNOxのうちNOとNO2とで吸蔵効率が異なり、比較的低温の状態では、NOの吸蔵効率が非常に低くなる。そのため、低温状態下においてオゾンによりNOをNO2に酸化することを目的として、排気管12に対してオゾンを供給するようにしているが、オゾン供給装置の性能低下によりオゾンが不足すると、触媒上流においてNOからNO2への酸化が不十分となることが考えられる。かかる場合、NOx中のNOの比率が高くなるため、NOx触媒21でのNOx吸蔵効率が低下することが懸念される。
By the way, in the
図2は、排気中のNOに対するオゾン量と吸蔵効率との関係を示す図である。図2によれば、排気中のNOに対するオゾン量が少なくなるほど、NOx触媒21での吸蔵効率が低下することが分かる。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the amount of ozone with respect to NO in exhaust gas and the storage efficiency. It can be seen from FIG. 2 that the storage efficiency of the
ここで、故障等によりオゾン供給装置から適正量のオゾンが供給されないと、NOx触媒21において所望とするNOx浄化性能を発揮できなくなる。そこで本実施形態では、エンジン10が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において、下流側NOxセンサ24により検出された検出NOx量(NOx_sens)を取得し、その検出NOx量(NOx_sens)に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御とオゾン供給装置の異常診断とを実施することとしている。
Here, unless an appropriate amount of ozone is supplied from the ozone supply device due to a failure or the like, the NOx purification performance desired in the
この場合特に、ECU40は、エンジン10から排出される排気に関する排気情報、及びNOx触媒21に関する触媒情報に基づいて、NOx触媒21の下流側に排出されるNOx量を推定NOx量(NOx_est)として算出する。そして、下流側NOxセンサ24により検出された検出NOx量(NOx_sens)と推定NOx量(NOx_est)とを比較し、その比較の結果に基づいて、オゾン供給装置によるオゾン供給量制御とオゾン供給装置の異常診断と実施する。
In this case, in particular, the
図3は、オゾン供給の制御手順を示すフローチャートであり、本処理はECU40により所定周期で実施される。
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure of ozone supply, and this processing is executed by the
図3において、ステップS11では、エンジン10の運転状態下においてその運転状態が過渡でなく安定しているか否かを判定する。この場合、所定期間内におけるエンジン回転速度及び負荷の変化が所定以下であることに基づいて、エンジン運転状態が安定していることを判定するとよい。また、例えばアクセル操作量に基づいて、車両の運転状態が安定していることを判定する構成であってもよい。ステップS11が否定される場合にはステップS12に進み、ステップS11が肯定される場合にはステップS13に進む。
In FIG. 3, in step S11, it is determined whether the operating state of the
ステップS12では、予め定めた所定量のオゾンを排気管12に供給すべく、エアポンプ32やオゾン生成器33を所定の制御指令値により作動させる。なお、ステップS11が否定される場合には、オゾン供給装置の異常診断は実施されない。
In step S12, the
また、ステップS13では、供給管31を介してオゾン生成器33から排気管12内に供給されているオゾン量を示すオゾン量情報を取得する。このとき、オゾン量は、オゾン生成器33の電極に印加する電圧や消費電力から推定されるとよい。なお、エアポンプ32の送風量を加味してオゾン量が算出されてもよい。
In step S13, ozone amount information indicating the amount of ozone supplied from the
ステップS14では、エンジン10から排出される排気に関する排気情報を取得する。排気情報には、例えばエンジン10から排出されるNOx量を示す排出NOx量や、排気流量、排気温度といった排気パラメータが含まれる。ここで、排出NOx量は、上流側NOxセンサ22の検出信号により算出され、排気流量は、空気量センサ18の検出信号により算出され、排気温度は、排気温度センサ23の検出信号により算出される。なお、予め定められた推定モデルや演算式等を用い、エンジン回転速度やエンジン負荷に基づいて、排出NOx量や、排気流量、排気温度を推定することも可能である。
In step S14, exhaust information regarding exhaust emitted from the
ステップS15では、NOx触媒21に関する触媒情報を取得する。触媒情報には、例えばNOx触媒21の温度や、NOx触媒21において既に吸蔵されている吸蔵NOx量といった触媒パラメータが含まれる。触媒温度は、触媒温度センサ25の検出信号により算出され、吸蔵NOx量は、エンジン10の運転履歴等から推定により算出される。例えば、リッチ燃焼を行わせた後の燃料噴射回数や燃料噴射量に基づいて吸蔵NOx量が推定されるとよい。
In step S15, catalyst information regarding the
その後、ステップS16では、上記ステップS13〜S15で取得したオゾン量情報、排気情報、触媒情報に基づいて、NOx触媒21の下流側に排出されるNOx量を推定NOx量(NOx_est)として算出する。ここで、オゾン量情報、排気情報、触媒情報における各種パラメータと推定NOx量(NOx_est)との関係について説明する。
Then, in step S16, the NOx amount discharged to the downstream side of the
図4(a)には、オゾン量情報としてのオゾン量と推定NOx量(NOx_est)との関係を示している。ECU40は、オゾン量が小さいほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。
FIG. 4A shows the relationship between the ozone amount as the ozone amount information and the estimated NOx amount (NOx_est). The
図4(b)には、排気情報としての排出NOx量と推定NOx量(NOx_est)との関係を示している。ECU40は、排出NOx量が大きいほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。
FIG. 4B shows the relationship between the exhausted NOx amount as the exhaust information and the estimated NOx amount (NOx_est). The
図4(c)には、排気情報としての排気流量と推定NOx量(NOx_est)との関係を示している。ECU40は、排気流量が大きいほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。なお、排気流量に代えて排気圧力を排気情報として用いることも可能である。この場合、排気圧力が高いほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。
FIG. 4C shows the relationship between the exhaust flow rate as the exhaust information and the estimated NOx amount (NOx_est). The
図4(d)には、排気情報としての排気温度と推定NOx量(NOx_est)との関係を示している。ECU40は、排気温度が低いほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。
FIG. 4D shows the relationship between the exhaust temperature as exhaust information and the estimated NOx amount (NOx_est). The
図4(e)には、触媒情報としての触媒温度と推定NOx量(NOx_est)との関係を示している。ECU40は、触媒温度が低いほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。なお、触媒温度と推定NOx量(NOx_est)との関係はオゾン量に依存するため、オゾン量を加味した関係が定められていてもよい。この場合、図4(e)に破線で示すように、オゾン量が小さいほど、推定NOx量(NOx_est)を大きくし、かつ触媒温度に対する推定NOx量(NOx_est)の傾き(負の傾き)を大きくするとよい。
FIG. 4E shows the relationship between the catalyst temperature as catalyst information and the estimated NOx amount (NOx_est). The
図4(f)には、触媒情報としての吸蔵NOx量と推定NOx量(NOx_est)との関係を示している。ECU40は、吸蔵NOx量が大きいほど、推定NOx量(NOx_est)として大きい値を算出する。
FIG. 4F shows the relationship between the stored NOx amount as the catalyst information and the estimated NOx amount (NOx_est). The
上記図4(a)〜(f)の関係は、予めマップや数式として定められているとよく、マップや数式に各パラメータの数値を代入することで、推定NOx量(NOx_est)が算出されるとよい。 The relationships shown in FIGS. 4A to 4F are preferably defined in advance as maps and mathematical formulas, and the estimated NOx amount (NOx_est) is calculated by substituting the numerical values of the parameters in the maps and mathematical formulas. Good.
なお、排気情報として、排出NOx量、排気流量、排気温度のうちいずれか1つ又は2つを用いて推定NOx量(NOx_est)を算出してもよい。また、触媒情報として、触媒温度、吸蔵NOx量のいずれかを用いて推定NOx量(NOx_est)を算出してもよい。さらに、オゾン量情報、排気情報、触媒情報のうちいずれか1つ又は2つを用いて推定NOx量(NOx_est)を算出してもよい。 The estimated NOx amount (NOx_est) may be calculated using one or two of the exhausted NOx amount, the exhaust gas flow rate, and the exhaust temperature as the exhaust information. Further, the estimated NOx amount (NOx_est) may be calculated using either the catalyst temperature or the stored NOx amount as the catalyst information. Furthermore, the estimated NOx amount (NOx_est) may be calculated using any one or two of the ozone amount information, the exhaust information, and the catalyst information.
その後、ステップS17では、下流側NOxセンサ24により検出された検出NOx量(NOx_sens)を取得する。この検出NOx量(NOx_sens)は、NOx触媒21の下流側における実NOx量に相当するものである。
Then, in step S17, the detected NOx amount (NOx_sens) detected by the
ステップS18では、検出NOx量(NOx_sens)から推定NOx量(NOx_est)を減算して求めた差ΔY(ΔY=NOx_sens−NOx_est)が所定の閾値THよりも大きいか否かを判定する。このとき、同ステップS18では、オゾン供給装置から供給されている筈のオゾン量(本来のオゾン量)に対して、触媒下流側のNOx量が過大になっているか否かが判定される。閾値THは、NOx触媒21の下流側における許容NOx量、すなわち環境基準等に基づいて定められた触媒下流側への流出許容NOx量に基づいて定められているとよい。
In step S18, it is determined whether the difference ΔY (ΔY=NOx_sens−NOx_est) obtained by subtracting the estimated NOx amount (NOx_est) from the detected NOx amount (NOx_sens) is larger than a predetermined threshold value TH. At this time, in step S18, it is determined whether or not the NOx amount on the downstream side of the catalyst is excessive with respect to the ozone amount that should be supplied from the ozone supply device (original ozone amount). The threshold value TH may be determined based on the allowable NOx amount on the downstream side of the
そして、ΔY≦THであれば、ステップS19に進み、差ΔYに基づいて、オゾン供給量のフィードバック制御を実施する。この場合、差ΔYに応じて、オゾン供給量(供給指令値)を増量補正する補正量が設定され、その補正量によりオゾン供給量が更新されるとよい。より具体的には、図5(a)に示すように、差ΔYの0〜閾値THの範囲内において、差ΔYが大きいほど、すなわち推定NOx量(NOx_est)に対して検出NOx量(NOx_sens)が大きいほど、補正量として大きい値が設定される。ΔY≦0の場合は補正量=0であるとよい。そして、現在のオゾン供給量に対して補正量が加算されることで、新たなオゾン供給量が算出される。 Then, if ΔY≦TH, the process proceeds to step S19, and feedback control of the ozone supply amount is performed based on the difference ΔY. In this case, a correction amount for increasing and correcting the ozone supply amount (supply command value) is set according to the difference ΔY, and the ozone supply amount may be updated by the correction amount. More specifically, as shown in FIG. 5A, in the range of 0 to the threshold value TH of the difference ΔY, the larger the difference ΔY, that is, the detected NOx amount (NOx_sens) with respect to the estimated NOx amount (NOx_est). Is larger, a larger value is set as the correction amount. When ΔY≦0, it is preferable that the correction amount=0. Then, a new ozone supply amount is calculated by adding the correction amount to the current ozone supply amount.
ただし、補正量は、差ΔYに応じて可変に設定される以外に、予め定めた一定の増加補正値であってもよい。また、図5(b)の関係を用いて補正量を設定してもよい。図5(b)によれば、差ΔYが正の場合、すなわちNOx_sens>NOx_estの場合には、正の補正量によりオゾン供給量が増加補正され、差ΔYが負の場合、すなわちNOx_sens<NOx_estの場合には、負の補正量によりオゾン供給量が減少補正される。 However, the correction amount may be a predetermined constant increase correction value other than being variably set according to the difference ΔY. Further, the correction amount may be set using the relationship of FIG. According to FIG. 5B, when the difference ΔY is positive, that is, when NOx_sens>NOx_est, the ozone supply amount is increased by the positive correction amount, and when the difference ΔY is negative, that is, when NOx_sens<NOx_est. In this case, the ozone supply amount is reduced and corrected by the negative correction amount.
続くステップS20では、新たに算出されたオゾン供給量について上限ガード処理を実施する。具体的には、新たなオゾン供給量が所定の上限値に達しているか否かを判定し、上限値に達している場合に、オゾン供給量を上限値で制限する。これにより、オゾン供給量は、上限値までの範囲で制限されつつ、都度の差ΔYに応じてフィードバック制御される。 In a succeeding step S20, an upper limit guard process is performed on the newly calculated ozone supply amount. Specifically, it is determined whether or not the new ozone supply amount has reached a predetermined upper limit value, and if it has reached the upper limit value, the ozone supply amount is limited by the upper limit value. As a result, the ozone supply amount is feedback-controlled according to the difference ΔY at each time while being limited to the range up to the upper limit value.
オゾン供給量を増加する場合、例えばオゾン生成器33によるオゾン生成量を大きくすべく、印加電圧を大きくするとよい。またこれに加え、エアポンプ32の送風量を大きくしてもよい。なお、ΔY<THである場合には、オゾン供給装置が正常である旨が判定されるものとなっている。
When increasing the ozone supply amount, for example, the applied voltage may be increased in order to increase the ozone generation amount by the
また、ΔY≧THであれば、ステップS21に進み、オゾン供給装置に異常が生じている旨を判定する。続くステップS22では、オゾン供給装置が異常であることを報知すべく故障警告灯や音声による警告を実施する。また、オゾン供給装置によるオゾン供給を停止する。 If ΔY≧TH, the process proceeds to step S21, and it is determined that an abnormality has occurred in the ozone supply device. In a succeeding step S22, a malfunction warning light or a sound warning is given to notify that the ozone supply device is abnormal. Further, the ozone supply by the ozone supply device is stopped.
以上詳述した本実施形態によれば、以下の優れた効果が得られる。 According to this embodiment described in detail above, the following excellent effects can be obtained.
エンジン10が運転状態あり、かつオゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において下流側NOxセンサ24により検出された検出NOx量(NOx_sens)を取得し、その検出NOx量(NOx_sens)に基づいてオゾン供給量制御及び異常診断を実施するようにした。これにより、実際のNOx浄化率が低下したことを監視しつつ、オゾン供給量制御や異常診断を適正に実施できる。その結果、オゾン供給を適正に行い、ひいては適正なるNOx浄化を実現することが可能となる。
The detected NOx amount (NOx_sens) detected by the
オゾン供給装置に異常が生じ、所望のNOx浄化性能が得られない場合には、警告を発したり、オゾン供給を停止したりすることで、適正な対処が可能となる。 When an abnormality occurs in the ozone supply device and the desired NOx purification performance cannot be obtained, a warning can be issued or the ozone supply can be stopped to take appropriate measures.
エンジン10の排気情報とNOx触媒21に関する触媒情報とに基づいて、触媒下流側のNOx量を推定NOx量(NOx_est)として算出するとともに、その推定NOx量(NOx_est)と、下流側NOxセンサ24による検出NOx量(NOx_sens)との比較結果に基づいて、オゾン供給量制御、及びオゾン供給装置の異常診断を実施する構成とした。これにより、エンジン運転状態等に応じて排気やNOx触媒21の状態が変化していても、オゾン供給量制御や異常診断を適正に実施することができる。
The NOx amount on the downstream side of the catalyst is calculated as an estimated NOx amount (NOx_est) based on the exhaust information of the
エンジン10からの排出NOx量、排気流量、及び排気温度に基づいて推定NOx量(NOx_est)を算出する構成にしたため、これらの各パラメータの変化に伴いオゾン供給量制御の精度や異常診断の精度や低下するといった不都合を抑制できる。
Since the estimated NOx amount (NOx_est) is calculated based on the exhausted NOx amount from the
NOx触媒21の温度、及びNOx触媒21の吸蔵NOx量に基づいて推定NOx量(NOx_est)を算出する構成にしたため、これらの各パラメータの変化に伴いオゾン供給量制御の精度や異常診断の精度や低下するといった不都合を抑制できる。
Since the estimated NOx amount (NOx_est) is calculated based on the temperature of the
排気管12に供給されているオゾン量を取得し、そのオゾン量に基づいて推定NOx量(NOx_est)を算出する構成にしたため、オゾン量の変化に伴いオゾン供給量制御の精度や異常診断の精度や低下するといった不都合を抑制できる。
Since the configuration is such that the amount of ozone supplied to the
検出NOx量(NOx_sens)と推定NOx量(NOx_est)との差ΔYが閾値THよりも小さい場合には、差ΔYに基づいてオゾン供給量制御を実施し、差ΔYが閾値THよりも大きい場合には、オゾン供給装置の異常診断を実施する構成とした。これにより、オゾン供給装置について、オゾン供給量制御と異常診断とを必要に応じて適正に実施することができる。この場合、オゾン供給装置が異常と判定される以前には、オゾン供給量制御により、NOx触媒21での安定した浄化性能を得ることが可能となる。
When the difference ΔY between the detected NOx amount (NOx_sens) and the estimated NOx amount (NOx_est) is smaller than the threshold value TH, the ozone supply amount control is performed based on the difference ΔY, and when the difference ΔY is larger than the threshold value TH. Is configured to perform abnormality diagnosis of the ozone supply device. As a result, the ozone supply device can appropriately perform ozone supply amount control and abnormality diagnosis as necessary. In this case, before the ozone supply device is determined to be abnormal, it is possible to obtain stable purification performance of the
オゾン供給量が所定の上限値となるまでの範囲内で、オゾン供給量を、検出NOx量(NOx_sens)に基づいて制御するとともに、オゾン供給量が上限値であることに基づいてオゾン供給装置の異常診断を実施する構成とした。この場合、オゾン供給が可能な制御範囲内において最大限のオゾン供給が実施されるとともに、その最大限のオゾン供給が行われた状態下で、オゾン供給装置の異常診断が実施されるため、オゾン供給を極力行わせつつ適正なる異常診断を実施することができる。 Within a range until the ozone supply amount reaches a predetermined upper limit value, the ozone supply amount is controlled based on the detected NOx amount (NOx_sens), and the ozone supply device is controlled based on the ozone supply amount being the upper limit value. The configuration is such that abnormality diagnosis is performed. In this case, since the maximum ozone supply is performed within the control range in which ozone can be supplied, and the abnormality diagnosis of the ozone supply device is performed under the maximum ozone supply, It is possible to perform appropriate abnormality diagnosis while performing supply as much as possible.
エンジン10の運転状態が過渡でなく安定していることが満たされる場合に、オゾン供給量制御や異常診断を実施する構成とした。したがって、オゾン供給量制御の制御精度を向上させることができる。また、異常診断での誤診断を抑制し、診断精度を向上させることができる。
When it is satisfied that the operating state of the
(他の実施形態)
上記実施形態を例えば次のように変更してもよい。
(Other embodiments)
The above embodiment may be modified as follows, for example.
・上記実施形態では、ECU40が、オゾン供給量制御と異常診断とを実施する構成としたが、このうち一方のみを実施する構成であってもよい。例えば、ECU40が、検出NOx量(NOx_sens)と推定NOx量(NOx_est)との差ΔYに基づいて、オゾン供給量制御を実施する。又は、ECU40が、検出NOx量(NOx_sens)と推定NOx量(NOx_est)との差ΔYに基づいて、オゾン供給装置の異常診断を実施する。
In the above-described embodiment, the
・上記実施形態では、検出NOx量(NOx_sens)と推定NOx量(NOx_est)との差ΔYに基づいて、オゾン供給量制御や異常診断を実施したが、これを変更し、検出NOx量(NOx_sens)と推定NOx量(NOx_est)とのうち検出NOx量(NOx_sens)だけを用いて、オゾン供給量制御や異常診断を実施するようにしてもよい。この場合、オゾン供給装置が一定量のオゾン供給を行う構成とする。そして、ECU40は、検出NOx量(NOx_sens)に基づいてオゾン供給量を設定することとし、具体的には検出NOx量(NOx_sens)が大きいほどオゾン供給量を大きくする。また、検出NOx量(NOx_sens)が所定値以上となる場合、オゾン供給装置に異常が生じている旨を判定する。
In the above embodiment, the ozone supply amount control and the abnormality diagnosis are performed based on the difference ΔY between the detected NOx amount (NOx_sens) and the estimated NOx amount (NOx_est), but this is changed to detect the detected NOx amount (NOx_sens). Of the estimated NOx amount (NOx_est) and the detected NOx amount (NOx_sens), only the ozone supply amount control or the abnormality diagnosis may be performed. In this case, the ozone supply device is configured to supply a constant amount of ozone. Then, the
・排気浄化システムは、図1に示すものだけに限られず、NOx触媒21の上流側に酸化触媒を有するものや、NOx触媒21の下流側にDPF、触媒付きDPFを有するものであってもよい。
The exhaust gas purification system is not limited to the one shown in FIG. 1, and may have an oxidation catalyst on the upstream side of the
・上記実施形態の排気浄化システムを、ディーゼルエンジン以外に、ガソリンエンジン等、他の型式のエンジンに適用することも可能である。また、車両用エンジン以外のエンジンにも適用可能である。 The exhaust gas purification system of the above-described embodiment can be applied to other types of engines such as gasoline engines other than diesel engines. It is also applicable to engines other than vehicle engines.
10…エンジン(内燃機関)、21…NOx触媒、24…下流側NOxセンサ、32…エアポンプ、33…オゾン生成器、40…ECU(NOx量取得部、制御部)。 10... Engine (internal combustion engine), 21... NOx catalyst, 24... Downstream NOx sensor, 32... Air pump, 33... Ozone generator, 40... ECU (NOx amount acquisition unit, control unit).
Claims (7)
前記内燃機関が運転状態であり、かつ前記オゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において前記NOxセンサにより検出された検出NOx量を取得するNOx量取得部と、
前記内燃機関から排出される排気に関する排気情報、及び前記触媒に関する触媒情報の少なくともいずれかに基づいて、前記触媒の下流側に排出されるNOx量を推定NOx量として算出する算出部と、
前記NOx量取得部により取得された検出NOx量と、前記算出部により算出された推定NOx量とを比較し、その比較の結果に基づいて、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及び前記オゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する制御部と、
を備える排気浄化システムの制御装置。 An NOx occlusion reduction type catalyst (21) provided in the exhaust passage of the internal combustion engine (10) for purifying NOx in the exhaust, and an ozone supply device (32, for supplying ozone to the upstream side of the catalyst in the exhaust passage). 33) and a NOx sensor (24) that is provided on the downstream side of the catalyst and that detects the amount of NOx in the exhaust gas.
A NOx amount acquisition unit that acquires a detected NOx amount detected by the NOx sensor in a state where the internal combustion engine is in an operating state and ozone is being supplied by the ozone supply device;
A calculation unit that calculates the NOx amount discharged to the downstream side of the catalyst as an estimated NOx amount based on at least one of exhaust information regarding the exhaust discharged from the internal combustion engine and catalyst information regarding the catalyst;
The detected NOx amount acquired by the NOx amount acquisition unit and the estimated NOx amount calculated by the calculation unit are compared, and based on the comparison result , the ozone supply amount control by the ozone supply device and the ozone A control unit that performs at least one of the abnormality diagnosis of the supply device,
A control device for an exhaust gas purification system.
前記算出部は、前記排気情報及び前記触媒情報の少なくともいずれかと、前記オゾン量取得部により取得されたオゾン量とに基づいて、前記推定NOx量を算出する請求項1乃至3のいずれか1項に記載の排気浄化システムの制御装置。 An ozone amount acquisition unit for acquiring the amount of ozone supplied to the exhaust passage by the ozone supply device,
The calculating unit includes at least one of the exhaust information and the catalyst information, on the basis of the acquired amount of ozone by the ozone quantity acquisition unit, any one of claims 1 to 3 for calculating the estimated NOx amount The control device of the exhaust gas purification system according to.
前記NOx量取得部により取得された検出NOx量から、前記算出部により算出された推定NOx量を減算した差が所定値よりも小さい場合に、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御及び前記オゾン供給装置の異常診断のうちオゾン供給量制御を実施し、
前記差が前記所定値よりも大きい場合に、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御及び前記オゾン供給装置の異常診断のうち異常診断を実施する請求項1乃至4のいずれか1項に記載の排気浄化システムの制御装置。 The control unit is
When the difference obtained by subtracting the estimated NOx amount calculated by the calculation unit from the detected NOx amount acquired by the NOx amount acquisition unit is smaller than a predetermined value, ozone supply amount control and ozone supply by the ozone supply device The ozone supply amount control is carried out in the device abnormality diagnosis,
The exhaust gas according to any one of claims 1 to 4 , wherein when the difference is larger than the predetermined value, the ozone supply amount control by the ozone supply device and the abnormality diagnosis of the ozone supply device are performed. Control device for purification system.
前記内燃機関が運転状態であり、かつ前記オゾン供給装置によりオゾンが供給されている状態において前記NOxセンサにより検出された検出NOx量を取得するNOx量取得部と、
前記NOx量取得部により取得された前記検出NOx量に基づいて、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量制御、及び前記オゾン供給装置の異常診断の少なくともいずれかを実施する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量が所定の上限値となるまでの範囲内で、当該オゾン供給量を、前記NOx量取得部により取得された前記検出NOx量に基づいて制御するとともに、前記オゾン供給装置によるオゾン供給量が前記上限値であることに基づいて、前記オゾン供給装置の異常診断を実施する排気浄化システムの制御装置。 An NOx occlusion reduction type catalyst (21) provided in the exhaust passage of the internal combustion engine (10) for purifying NOx in the exhaust, and an ozone supply device (32, for supplying ozone to the upstream side of the catalyst in the exhaust passage). 33) and a NOx sensor (24) provided downstream of the catalyst for detecting the amount of NOx in the exhaust gas, and is applied to an exhaust gas purification system,
A NOx amount acquisition unit that acquires a detected NOx amount detected by the NOx sensor in a state where the internal combustion engine is in an operating state and ozone is being supplied by the ozone supply device;
A control unit that performs at least one of ozone supply amount control by the ozone supply device and abnormality diagnosis of the ozone supply device, based on the detected NOx amount acquired by the NOx amount acquisition unit,
Equipped with
The control unit controls the ozone supply amount based on the detected NOx amount acquired by the NOx amount acquisition unit within a range until the ozone supply amount by the ozone supply device reaches a predetermined upper limit value. At the same time, a control device of the exhaust gas purification system that performs abnormality diagnosis of the ozone supply device based on that the ozone supply amount by the ozone supply device is the upper limit value .
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