JPH0627503B2 - Denitration control device for engine exhaust gas - Google Patents
Denitration control device for engine exhaust gasInfo
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- JPH0627503B2 JPH0627503B2 JP2655891A JP2655891A JPH0627503B2 JP H0627503 B2 JPH0627503 B2 JP H0627503B2 JP 2655891 A JP2655891 A JP 2655891A JP 2655891 A JP2655891 A JP 2655891A JP H0627503 B2 JPH0627503 B2 JP H0627503B2
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- reducing agent
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- deviation
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
等の脱硝装置に使用される還元剤の制御装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a reducing agent control device used in a denitration device such as a diesel engine.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、排ガス中のＮＯｘ（窒素酸化
物）をＮＨ3（アンモニア）により還元脱硝する制御装
置として、負荷−ＮＯｘ濃度曲線に基づき、開ループ制
御によってＮＨ3量を決定する装置が知られている。こ
の制御装置では、予めエンジンの負荷とＮＯｘ濃度との
関係を図１３に示すように求めておき、エンジンの運転
時に負荷を測定し、負荷−ＮＯｘ濃度曲線から負荷に対
応するＮＯｘ濃度を推定する。そして、このＮＯｘ濃度
を還元するのに必要なＮＨ3量を算出する。2. Description of the Related Art Conventionally, as a control device for reducing and denitrifying NOx (nitrogen oxide) in exhaust gas with NH 3 (ammonia), a device for determining the amount of NH 3 by open loop control based on a load-NOx concentration curve. It has been known. In this control device, the relationship between the engine load and the NOx concentration is obtained in advance as shown in FIG. 13, the load is measured during engine operation, and the NOx concentration corresponding to the load is estimated from the load-NOx concentration curve. . Then, the amount of NH 3 required to reduce this NOx concentration is calculated.
【０００３】また、上述した負荷の他に、燃料流量を用
いたり、精度を高めるために、反応器の入口におけるＮ
Ｏｘ濃度や、湿度などを計測し、所定の特性曲線に基づ
いてＮＯｘ濃度を推定してＮＨ3量を算出する装置もあ
る。いずれにしても、現状態における排ガス中のＮＯｘ
濃度を推定し、このＮＯｘ濃度に対応するＮＨ3量を算
出する。そして、このＮＨ3を反応器内の脱硝触媒に吸
着させ、排ガス中のＮＯｘを還元し、所定の濃度にす
る。In addition to the above-mentioned load, in order to use the fuel flow rate and improve the accuracy, N at the inlet of the reactor is used.
There is also a device that measures the Ox concentration, the humidity, etc., and estimates the NOx concentration based on a predetermined characteristic curve to calculate the NH 3 amount. In any case, NOx in the exhaust gas in the current state
The concentration is estimated, and the NH 3 amount corresponding to this NOx concentration is calculated. Then, this NH 3 is adsorbed by the denitration catalyst in the reactor to reduce NOx in the exhaust gas to a predetermined concentration.
【０００４】また、上述した制御装置以外には、実際に
排ガス中の出口ＮＯｘ濃度を計測し、これをフィードバ
ックし、目標とするＮＯｘ濃度に到達させるべく、ＰＩ
Ｄ（比例−積分−微分）制御によってＮＨ3量を制御す
る装置が知られている。In addition to the above-described control device, the outlet NOx concentration in the exhaust gas is actually measured and fed back to reach the target NOx concentration.
A device that controls the amount of NH 3 by D (proportional-integral-derivative) control is known.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＮＨ3が反
応器内の脱硝触媒へ吸着するには所定の反応時間を要す
る。このため、排ガス中のＮＯｘ濃度を安定させるため
の待ち時間が必要となる。しかしながら、上述した従来
の制御装置では、吸着反応時間を考慮していないため
に、ＮＯｘ濃度が安定するのに長時間を要し、負荷（ま
たは、他のパラメータ）変動の多い用途や、停止、始動
が多い用途では、ＮＯｘ濃度が抑えられないという問題
を生じた。By the way, it takes a certain reaction time for NH 3 to be adsorbed on the denitration catalyst in the reactor. Therefore, a waiting time is required to stabilize the NOx concentration in the exhaust gas. However, in the above-described conventional control device, since the adsorption reaction time is not taken into consideration, it takes a long time for the NOx concentration to stabilize, and there are many load (or other parameter) fluctuations, stop, The problem that the NOx concentration cannot be suppressed occurs in applications where there are many starts.
【０００６】この発明は上述した事情に鑑みてなされた
もので、負荷変動に対する追従性を向上させ、負荷変動
の多い用途や、停止、始動が多い用途においても排ガス
中のＮＯｘ濃度を確実に抑えることができるエンジン排
ガスの脱硝制御装置を提供することを目的としている。The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and improves the followability to load fluctuations, and reliably suppresses the NOx concentration in exhaust gas even in applications in which there are many load fluctuations and in which there are many stops and starts. It is an object of the present invention to provide a denitration control device for engine exhaust gas that can be used.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】上述した問題点を解決す
るために、請求項１記載の発明では、排ガス中の窒素酸
化物の濃度を所定の時間間隔で検出する検出手段と、該
検出手段が検出した窒素酸化物濃度に従って、該窒素酸
化物を還元するのに必要な還元剤の量と、前記窒素酸化
物の濃度と前回検出された窒素酸化物濃度とに基づいて
その変化率と、前記窒素酸化物と予め設定した目標値と
の偏差とを演算する第１の演算手段と、を求め、前記変
化率および前記偏差に従って前記窒素酸化物の変化に応
じた前記還元剤の制御量を演算する第２の演算手段と、
前記第１の演算手段が求めた還元剤の量と前記第２の演
算手段が求めた制御量とに従って実際に供給する還元剤
の量を求める第３の演算手段と、該第３の演算手段が求
めた量の還元剤を出力する還元剤出力手段と、該還元剤
出力手段から供給された還元剤によって前記排ガス中の
窒素酸化物を還元する還元手段とを具備することを特徴
とする。In order to solve the above-mentioned problems, in the invention according to claim 1, a detecting means for detecting the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas at a predetermined time interval, and the detecting means. According to the detected nitrogen oxide concentration, the amount of reducing agent required to reduce the nitrogen oxide, the rate of change based on the concentration of the nitrogen oxide and the previously detected nitrogen oxide concentration, A first calculation means for calculating a deviation between the nitrogen oxide and a preset target value, and a control amount of the reducing agent according to the change of the nitrogen oxide according to the change rate and the deviation. Second computing means for computing,
Third calculating means for calculating the amount of reducing agent actually supplied according to the amount of reducing agent calculated by the first calculating means and the control amount calculated by the second calculating means, and the third calculating means. And a reducing means for reducing the nitrogen oxides in the exhaust gas by the reducing agent supplied from the reducing agent output means.
【０００８】請求項２記載の発明では、請求項１記載の
発明において、前記第２の演算手段は、所定の複数のフ
ァジィルールを有し、該ファジィルールに従ってファジ
ィ推論を行なって前記窒素酸化物の変化に応じた前記還
元剤の制御量を演算することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the second computing means has a plurality of predetermined fuzzy rules, and fuzzy reasoning is performed according to the fuzzy rules to perform the nitrogen oxide. It is characterized in that the control amount of the reducing agent is calculated according to the change of.
【０００９】[0009]
【作用】請求項１記載の発明によれば、排ガス中の窒素
酸化物の濃度が所定の時間間隔で検出手段によって検出
される。そして、該検出手段が検出した窒素酸化物濃度
に従って、該窒素酸化物を還元するのに必要な還元剤の
量、および窒素酸化物の濃度と前回検出された窒素酸化
物濃度とに基づいてその変化率と、窒素酸化物と予め設
定した目標値との偏差とが第１の演算手段によって演算
される。According to the first aspect of the invention, the concentration of nitrogen oxides in the exhaust gas is detected by the detecting means at predetermined time intervals. Then, according to the concentration of nitrogen oxides detected by the detection means, the amount of reducing agent necessary to reduce the nitrogen oxides, and the concentration of nitrogen oxides and the previously detected concentration of nitrogen oxides. The rate of change and the deviation between the nitrogen oxide and the preset target value are calculated by the first calculating means.
【００１０】また、上記変化率および偏差に従って窒素
酸化物の変化に応じた還元剤の制御量が第２の演算手段
によって求められる。そして、第１の演算手段が求めた
還元剤の量と前記第２の演算手段が求めた制御量とに従
って、実際に供給する還元剤の量が第３の演算手段によ
って求められる。この第３の演算手段が求めた量の還元
剤は、還元剤出力手段から出力され、還元手段内で、排
ガス中の窒素酸化物が還元される。Further, the control amount of the reducing agent according to the change of the nitrogen oxides is obtained by the second calculating means in accordance with the change rate and the deviation. Then, the amount of reducing agent actually supplied is obtained by the third calculating means in accordance with the amount of reducing agent obtained by the first calculating means and the control amount obtained by the second calculating means. The amount of reducing agent obtained by the third calculating means is output from the reducing agent output means, and the nitrogen oxide in the exhaust gas is reduced in the reducing means.
【００１１】請求項２記載の発明によれば、請求項１記
載の発明において、第２の演算手段は、所定の複数のフ
ァジィルールに従ってファジィ推論を行なって窒素酸化
物の変化に応じた還元剤の制御量を演算する。According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the second computing means performs fuzzy inference according to a plurality of predetermined fuzzy rules to reduce the reducing agent according to the change of the nitrogen oxide. Calculate the control amount of.
【００１２】[0012]
【実施例】次に、この発明について図を参照して説明す
る。図１は、この発明の一実施例の構成を示すブロック
図である。この図において、デイーゼルエンジン１の排
ガス中のＮＯｘ濃度は、検出器２によって検出される。
この検出器２の出力信号は、所定の時間間隔で演算装置
３へ供給される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In this figure, the NOx concentration in the exhaust gas of the diesel engine 1 is detected by the detector 2.
The output signal of the detector 2 is supplied to the arithmetic unit 3 at predetermined time intervals.
【００１３】演算装置３は、ＮＯｘ濃度に基づいて、還
元剤であるＮＨ3量、前回のサンプリングにおけるＮＯ
ｘ濃度と上記ＮＯｘ濃度との差に基づくＮＯｘ濃度の変
化率（傾斜Θ）および目標とするＮＯｘ濃度との差（偏
差ｒ）とを演算する。また、これら傾斜Θおよび偏差ｒ
を入力変数として、所定のファジィルールを用いてファ
ジィ推論を行なって、ＮＯｘ濃度の変化に応じた制御量
Ｓを求めるとともに、この制御量Ｓと上記ＮＨ3量とを
加算し、実際のＮＨ3流量としてアンモニア噴出装置４
を制御する。The arithmetic unit 3 calculates the amount of NH 3 as a reducing agent based on the NOx concentration and the NO in the previous sampling.
The rate of change of NOx concentration (gradient Θ) based on the difference between the x concentration and the NOx concentration and the difference (deviation r) from the target NOx concentration are calculated. Also, these inclination Θ and deviation r
Is used as an input variable, fuzzy inference is performed using a predetermined fuzzy rule to obtain a control amount S according to a change in NOx concentration, and the control amount S and the NH 3 amount are added to obtain an actual NH 3 Ammonia blower 4 as a flow rate
To control.
【００１４】アンモニア噴出装置４は、演算装置３の制
御に応じて所定量のアンモニア（ＮＨ3）を脱硝装置５
内に供給する。脱硝装置５には、脱硝触媒が入ってお
り、上記アンモニアが吸着される。The ammonia ejecting device 4 denitrates a predetermined amount of ammonia (NH 3 ) according to the control of the computing device 3
Supply in. The denitration device 5 contains a denitration catalyst and adsorbs the above ammonia.
【００１５】本願発明の特徴は、ファジィルールによ
り、脱硝装置内の遅れを考慮した非線形制御を行なうこ
とにある。この制御では、排出ガスのＮＯｘ濃度の傾斜
Θおよび目標値の偏差ｒを求め、これらをファジィルー
ルに当てはめることによって制御量Ｓ（ＮＯｘ濃度の変
化に応じたＮＨ3量）を推論する。この制御過程の一例
を図２に示す。この図において、演算装置は、所定の時
間間隔で上記傾斜Θと偏差ｒとをサンプリングし、アン
モニア量を演算し、排出ガス中のＮＯｘ濃度を次第に目
標値Ｔに近づけていく。The feature of the present invention resides in that the fuzzy rule is used to perform the non-linear control in consideration of the delay in the denitration device. In this control, the gradient Θ of the NOx concentration of the exhaust gas and the deviation r of the target value are obtained, and these are applied to a fuzzy rule to deduce the control amount S (the amount of NH 3 according to the change in the NOx concentration). An example of this control process is shown in FIG. In this figure, the arithmetic unit samples the inclination Θ and the deviation r at predetermined time intervals, calculates the amount of ammonia, and gradually brings the NOx concentration in the exhaust gas closer to the target value T.
【００１６】次に、ファジィ推論について、図３、４お
よび６に示すメンバーシップ関数、図５に示すルールテ
ーブルを参照して説明する。図３に示すメンバーシップ
関数は、ＮＯｘ濃度に関するものであり、横軸に偏差
ｒ、縦軸にマッチング度合いが設定されている。この実
施例では、偏差ｒの範囲は、−５０〜７０（ｐｐｍ）と
しており、また、マッチング度合いは、０〜１００とし
ている。この偏差ｒは、７レベルに分割されており、各
レベルには、ＮＶＢ，ＮＢ，ＮＳ，Ｚ，ＰＳ，ＰＢおよ
びＰＶＢのラベルが付けられている。これらのラベル
は、次のような意味を持っている。Next, fuzzy inference will be described with reference to the membership functions shown in FIGS. 3, 4 and 6 and the rule table shown in FIG. The membership function shown in FIG. 3 relates to the NOx concentration, and the deviation r is set on the horizontal axis and the matching degree is set on the vertical axis. In this embodiment, the range of the deviation r is -50 to 70 (ppm), and the matching degree is 0 to 100. This deviation r is divided into 7 levels, each level labeled NVB, NB, NS, Z, PS, PB and PVB. These labels have the following meanings.
【００１７】ＮＶＢ．マイナスのかなり大きな値 ＮＢ． マイナスの大きな値 ＮＳ． マイナスの値 Ｚ． ゼロ（目標値） ＰＳ． プラスの値 ＰＢ． プラスの大きな値 ＰＶＢ．プラスのかなり大きな値 また、それぞれの形状は、この例の場合、台形を成すよ
うに設定している。NVB. A considerably large negative value NB. Negative large value NS. Negative value Z. Zero (target value) PS. Positive value PB. Large positive value PVB. A considerably large plus value In addition, in the case of this example, each shape is set to be a trapezoid.
【００１８】次に、傾斜Θに関して、図４に示すメンバ
ーシップ関数を参照して説明する。この図において、横
軸には傾斜Θ、縦軸にはマッチング度合いが設定されて
いる。この実施例では、傾斜Θの範囲は、−４〜４とし
ており、また、マッチング度合いは、０〜１００として
いる。傾斜Θは、偏差ｒと同様に７レベルに分割されて
おり、各レベルには、ＮＶＢ，ＮＢ，ＮＳ，Ｚ，ＰＳ，
ＰＢおよびＰＶＢのラベルが付けられている。これらの
ラベルは、次のような意味を持っている。Next, the inclination Θ will be described with reference to the membership function shown in FIG. In this figure, the horizontal axis is the inclination Θ and the vertical axis is the matching degree. In this embodiment, the range of the inclination Θ is -4 to 4, and the matching degree is 0 to 100. The inclination Θ is divided into 7 levels like the deviation r, and NVB, NB, NS, Z, PS, and
Labeled PB and PVB. These labels have the following meanings.
【００１９】ＮＶＢ．マイナスのかなり大きな値 ＮＢ． マイナスの大きな値 ＮＳ． マイナスの値 Ｚ． ゼロ（変化なし） ＰＳ． プラスの値 ＰＢ． プラスの大きな値 ＰＶＢ．プラスのかなり大きな値 さらに、説明すると、ＮＶＢ，ＮＢ，ＮＳでは減少して
おり、ＰＳ，ＰＢ，ＰＶＢでは増加していることを示
す。NVB. A considerably large negative value NB. Negative large value NS. Negative value Z. Zero (no change) PS. Positive value PB. Large positive value PVB. Further, a considerably large value of plus Furthermore, it is shown that NVB, NB, and NS decrease and PS, PB, and PVB increase.
【００２０】次に、上述したラベルを用いて、ファジィ
ルールを設定する。この実施例では、図５に示す４４個
のファジィルールを設定する。この図５の見方は、例え
ば、「もし、偏差ｒがラベルＮＶＢで、かつ、傾斜Θが
ラベルＮＶＢならば、制御量ＳをラベルＮＢにせよ。」
となる。また、他の例としては、「もし、偏差ｒがラベ
ルＺで、かつ、傾斜ΘがラベルＰＳならば、制御量Ｓを
ラベルＰＳにせよ。」となる。これらのファジィルール
は、一般に以下に示すように表される。Next, a fuzzy rule is set using the above-mentioned label. In this embodiment, 44 fuzzy rules shown in FIG. 5 are set. The view of FIG. 5 is, for example, "if the deviation r is the label NVB and the slope Θ is the label NVB, the control amount S should be the label NB."
Becomes Further, as another example, "if the deviation r is the label Z and the inclination Θ is the label PS, the control amount S should be the label PS." These fuzzy rules are generally expressed as shown below.
【００２１】 Ｒ１． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＮＶＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＮＶＢ Ｒ２． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＮＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＮＶＢ Ｒ３． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＮＳ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＮＢR1. IF [HENSA] = PVB AND [KEISHA] = NVB THEN [ANMOS] = NVB R2. IF [HENSA] = PVB AND [KEISHA] = NB THEN [ANMOS] = NVB R3. IF [HENSA] = PVB AND [KEISHA] = NS THEN [ANMOS] = NB
【００２２】 Ｒ４． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝Ｚ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＮＢ Ｒ５． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＰＳ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＳ ： ： Ｒ４４． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＰＶＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＳ なお、ルールＲ１〜Ｒ４４の後件部（「〜せよ。」の部
分）におけるラベルＮＶＢ、ＮＢ、ＮＳ、Ｚ、ＰＳ、Ｐ
Ｂ、ＰＶＢは、前述した傾斜Θ、偏差ｒのラベルと同様
の意味を有しているとともに、図６に示すメンバーシッ
プ関数の各々に対応している。R4. IF [HENSA] = PVB AND [KEISHA] = Z THEN [ANMOS] = NB R5. IF [HENSA] = PVB AND [KEISHA] = PS THEN [ANMOS] = PS :: R44. IF [HENSA] = PVB AND [KEISHA] = PVB THEN [ANMOS] = PS Note that the labels NVB, NB, NS, Z, PS, and P in the consequent part of the rules R1 to R44 (the part of “... See”).
B and PVB have the same meanings as the labels of the slope Θ and the deviation r described above, and correspond to each of the membership functions shown in FIG.
【００２３】次に、上述したルールＲ１〜Ｒ４４を用い
たファジィ推論の手順について、図７、８および９に示
すメンバーシップ関数を参照して説明する。この場合、
例えば、偏差ｒが図７に示すｒ１（−３２）であるとす
ると、偏差ｒ１とラベルＮＶＢとのマッチング度合いは
２５となる。また、偏差ｒ１とラベルＮＢとのマッチン
グ度合いは７５となる。そして、他のラベルＮＳ、Ｚ、
ＰＳ、ＰＢおよびＰＶＢとのマッチング度合いはゼロと
なる。Next, the procedure of fuzzy inference using the above-mentioned rules R1 to R44 will be described with reference to the membership functions shown in FIGS. in this case,
For example, if the deviation r is r1 (−32) shown in FIG. 7, the degree of matching between the deviation r1 and the label NVB is 25. The degree of matching between the deviation r1 and the label NB is 75. And other labels NS, Z,
The degree of matching with PS, PB and PVB is zero.
【００２４】次に、この場合の傾斜Θが図８に示すΘ１
（−０．５）であるとすると、傾斜ΘとラベルＮＳとの
マッチング度合いは９０となり、ラベルＺとのマッチン
グ度合いは７０となる。そして、他のラベルＮＶＢ、Ｎ
Ｂ、ＰＳ、ＰＢおよびＰＶＢとのマッチング度合いはゼ
ロとなる。次に、上述した入力変数に対するマッチング
度合いに基づいて図５に示すルールＲ１〜Ｒ４４の後件
部をどの程度採用するかを決定する。この場合、各入力
変数に対する前件部が成立するファジィルールは、図５
に示すルールＲ３、Ｒ４、Ｒ１０およびＲ１１である。
まず、ルールＲ３は、次のように表される。Next, the inclination Θ in this case is Θ1 shown in FIG.
If it is (-0.5), the matching degree between the inclination Θ and the label NS is 90, and the matching degree with the label Z is 70. And other labels NVB, N
The degree of matching with B, PS, PB and PVB is zero. Next, it is determined to what extent the consequent part of the rules R1 to R44 shown in FIG. In this case, the fuzzy rule for which the antecedent part holds for each input variable is as shown in FIG.
Are rules R3, R4, R10 and R11.
First, the rule R3 is expressed as follows.
【００２５】 Ｒ３． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＮＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＮＳ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＢ この場合、偏差ｒに対するラベルＮＶＢにおけるマッチ
ング度合いは２５で、傾斜Θに対するラベルＮＳにおけ
るマッチング度合いは９０であるので、採用度は、図９
に示すように、マッチング度合い２５を採用する。した
がって、ルールＲ３における推論結果は、ラベルＰＢの
斜線部となる。R3. IF [HENSA] = NVB AND [KEISHA] = NS THEN [ANMOS] = PB In this case, the matching degree in the label NVB for the deviation r is 25, and the matching degree in the label NS for the gradient Θ is 90. , Fig. 9
As shown in, the matching degree 25 is adopted. Therefore, the inference result in the rule R3 is the shaded portion of the label PB.
【００２６】次に、ルールＲ４に対する採用程度を決定
する。ルールＲ４は、次のように表される。 Ｒ４． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＮＶＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝Ｚ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＶＢ この場合、偏差ｒに対するラベルＮＶＢにおけるマッチ
ング度合いは２５で、傾斜Θに対するラベルＮＳにおけ
るマッチング度合いは７０であるので、採用度は、図９
に示すように、マッチング度合い２５を採用する。した
がって、ルールＲ４における推論結果は、ラベルＰＶＢ
の斜線部となる。Next, the degree of adoption for rule R4 is determined. The rule R4 is expressed as follows. R4. IF [HENSA] = NVB AND [KEISHA] = Z THEN [ANMOS] = PVB In this case, the matching degree in the label NVB for the deviation r is 25, and the matching degree in the label NS for the gradient Θ is 70. , Fig. 9
As shown in, the matching degree 25 is adopted. Therefore, the inference result in rule R4 is the label PVB.
Is the shaded area.
【００２７】次に、ルールＲ１０に対する採用程度を決
定する。ルールＲ１０は、次のように表される。 Ｒ１０． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＮＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＮＳ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＳ／ＮＢ この場合、偏差ｒに対するラベルＮＢにおけるマッチン
グ度合いは７５で、傾斜Θに対するラベルＮＳにおける
マッチング度合いは９０であるので、採用度は、図９に
示すように、マッチング度合い７５を採用する。したが
って、ルールＲ１０における推論結果は、ラベルＰＳお
よびＮＢの斜線部となる。Next, the degree of adoption for rule R10 is determined. The rule R10 is expressed as follows. R10. IF [HENSA] = NB AND [KEISHA] = NS THEN [ANMOS] = PS / NB In this case, the matching degree at the label NB for the deviation r is 75, and the matching degree at the label NS for the gradient Θ is 90. As the degree, as shown in FIG. 9, the matching degree 75 is adopted. Therefore, the inference result in the rule R10 is the shaded area of the labels PS and NB.
【００２８】次に、ルールＲ１１に対する採用程度を決
定する。ルールＲ１１は、次のように表される。 Ｒ１１． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＮＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝Ｚ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＢ この場合、偏差ｒに対するラベルＮＢにおけるマッチン
グ度合いは７５で、傾斜Θに対するラベルＺにおけるマ
ッチング度合いは７０であるので、採用度は、図９に示
すように、マッチング度合い７０を採用する。ただし、
この場合、上述したルールＲ３において、既に採用して
いるので排除する。Next, the adoption degree for the rule R11 is determined. The rule R11 is expressed as follows. R11. IF [HENSA] = NB AND [KEISHA] = Z THEN [ANMOS] = PB In this case, the degree of matching at the label NB for the deviation r is 75 and the degree of matching at the label Z for the gradient Θ is 70. , A matching degree 70 is adopted as shown in FIG. However,
In this case, the rule R3 described above has already been adopted and is therefore omitted.
【００２９】次に、ファジィ推論の結果に基づいて実際
的な制御量Ｓを得る（ディファジィケーション）。すな
わち、図９に示す斜線部に対して、重心法などの手法な
どを用いて、制御量Ｓ１として、０．２という値を得
る。そして、出口ＮＯｘ濃度に対する計算値であるＮＨ
3量に上記制御量Ｓ１を加算し、この値を実際に指示す
るＮＨ3流量とする。次に、別の例として、図１０、１
１および１２に示すメンバーシップ関数を参照して説明
する。この例の場合、排ガス中のＮＯｘ濃度をサンプリ
ングして、偏差ｒがｒ２（１０）、傾斜ΘがΘ２（２）
であったとすると、偏差ｒ２とラベルＰＳとのマッチン
グ度合いは、図１０に示すように８０となる。また、偏
差ｒ２とラベルＰＢとのマッチング度合いは３５とな
る。一方、他のラベルＮＶＢ、ＮＢ、ＮＳ、ＺおよびＰ
ＶＢとのマッチング度合いはゼロとなる。Next, a practical controlled variable S is obtained based on the result of fuzzy inference (defuzzification). That is, a value of 0.2 is obtained as the control amount S1 for the shaded portion shown in FIG. 9 by using a method such as the center of gravity method. Then, the calculated value for the outlet NOx concentration is NH
The above control amount S1 is added to the three amounts, and this value is set as the NH 3 flow rate that actually indicates. Next, as another example, FIGS.
Description will be made with reference to the membership functions shown in 1 and 12. In the case of this example, the NOx concentration in the exhaust gas is sampled and the deviation r is r2 (10) and the inclination Θ is Θ2 (2).
If so, the degree of matching between the deviation r2 and the label PS is 80, as shown in FIG. The degree of matching between the deviation r2 and the label PB is 35. Meanwhile, other labels NVB, NB, NS, Z and P
The degree of matching with VB is zero.
【００３０】次に、傾斜Θ２とラベルＰＢとのマッチン
グ度合いは、図１１に示すように、１００となり、ラベ
ルＰＶＢとのマッチング度合いは５２となる。一方、他
のラベルＮＶＢ、ＮＢ、ＮＳ、ＺおよびＰＳとのマッチ
ング度合いはゼロとなる。次に、上述した入力変数に対
するマッチング度合いに基づいて図５に示すルールＲ１
〜Ｒ４４の後件部をどの程度採用するかを決定する。こ
の場合、各入力変数に対する前件部が成立するファジィ
ルールは、ルールＲ２９、Ｒ３０、Ｒ３６およびＲ３７
である。まず、ルールＲ２９は、次のように表される。 Ｒ２９． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＳ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＰＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＳNext, the degree of matching between the inclination Θ2 and the label PB is 100, and the degree of matching with the label PVB is 52, as shown in FIG. On the other hand, the degree of matching with the other labels NVB, NB, NS, Z and PS is zero. Next, the rule R1 shown in FIG.
~ Decide to what extent the consequent part of R44 is adopted. In this case, the fuzzy rules for which the antecedent for each input variable holds are rules R29, R30, R36 and R37.
Is. First, the rule R29 is expressed as follows. R29. IF [HENSA] = PS AND [KEISHA] = PB THEN [ANMOS] = PS
【００３１】この場合、偏差ｒ２に対するラベルＰＳに
おけるマッチング度合いは８０で、傾斜Θ２に対するラ
ベルＰＢにおけるマッチング度合いは１００であるの
で、採用度は、図１２に示すように、マッチング度合い
８０を採用する。次に、ルールＲ３０に対する採用程度
を決定する。ルールＲ３０は、次のように表される。 Ｒ３０． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＳ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＰＶＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＢ この場合、偏差ｒ２に対するラベルＰＳにおけるマッチ
ング度合いは８０で、傾斜Θ２に対するラベルＰＶＢに
おけるマッチング度合いは５２であるので、採用度は、
図１２に示すように、マッチング度合い５２を採用す
る。In this case, the degree of matching in the label PS with respect to the deviation r2 is 80 and the degree of matching in the label PB with respect to the inclination Θ2 is 100. Therefore, the degree of adoption is 80, as shown in FIG. Next, the degree of adoption for rule R30 is determined. The rule R30 is expressed as follows. R30. IF [HENSA] = PS AND [KEISHA] = PVB THEN [ANMOS] = PB In this case, the matching degree in the label PS for the deviation r2 is 80, and the matching degree in the label PVB for the inclination Θ2 is 52, so the adoption degree is ,
As shown in FIG. 12, the matching degree 52 is adopted.
【００３２】次に、ルールＲ３６に対する採用程度を決
定する。ルールＲ３６は、次のように表される。 Ｒ３６． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＰＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＳ この場合、偏差ｒ２に対するラベルＰＢにおけるマッチ
ング度合いは３５で、傾斜Θ２に対するラベルＰＢにお
けるマッチング度合いは１００であるので、採用度は、
図１２に示すように、マッチング度合い３５を採用す
る。この場合、上述したルールＲ２９において、既に採
用した採用程度が８０であるので、これを排除し、上記
ルールＲ３６におけるマッチング度合い３５を採用す
る。したがって、ルールＲ２９とルールＲ３６における
推論結果は、図１２に示すように、ラベルＰＳの斜線部
となる。Next, the degree of adoption for rule R36 is determined. The rule R36 is expressed as follows. R36. IF [HENSA] = PB AND [KEISHA] = PB THEN [ANMOS] = PS In this case, the matching degree in the label PB for the deviation r2 is 35, and the matching degree in the label PB for the gradient Θ2 is 100, so the adoption degree is ,
As shown in FIG. 12, the matching degree 35 is adopted. In this case, since the already adopted adoption degree is 80 in the above-mentioned rule R29, this is excluded and the matching degree 35 in the above-mentioned rule R36 is adopted. Therefore, the inference result of the rules R29 and R36 is the shaded portion of the label PS, as shown in FIG.
【００３３】次に、ルールＲ３７に対する採用程度を決
定する。ルールＲ３７は、次のように表される。 Ｒ３７． ＩＦ ［ＨＥＮＳＡ］＝ＰＢ ＡＮＤ ［ＫＥＩＳＨＡ］＝ＰＶＢ ＴＨＥＮ ［ＡＮＭＯＳ］＝ＰＢ この場合、偏差ｒ２に対するラベルＰＢにおけるマッチ
ング度合いは３５で、傾斜Θ２に対するラベルＰＶＢに
おけるマッチング度合いは５２であるので、採用度は、
図１２に示すように、マッチング度合い３５を採用す
る。この場合、上述したルールＲ３０において、既に採
用した採用程度は５２であるので、これを排除し、上記
ルールＲ３７におけるマッチング度合い３５を採用す
る。したがって、ルールＲ３０とルールＲ３７における
推論結果は、図１２に示すように、ラベルＰＢの斜線部
となる。Next, the degree of adoption for rule R37 is determined. The rule R37 is expressed as follows. R37. IF [HENSA] = PB AND [KEISHA] = PVB THEN [ANMOS] = PB In this case, the degree of matching in the label PB with respect to the deviation r2 is 35, and the degree of matching in the label PVB with respect to the inclination Θ2 is 52. ,
As shown in FIG. 12, the matching degree 35 is adopted. In this case, in the above-mentioned rule R30, the already adopted adoption degree is 52, so this is excluded and the matching degree 35 in the above-mentioned rule R37 is adopted. Therefore, the inference result of the rules R30 and R37 is the shaded portion of the label PB, as shown in FIG.
【００３４】次に、前述同様に、ファジィ推論の結果に
基づいて実際的な制御量Ｓを得る（ディファジィケーシ
ョン）。すなわち、図１２に示す斜線部に対して、重心
法などの手法などを用いて、制御量Ｓ２として、０．２
６という値を得る。そして、ＮＯｘ濃度に対する計算値
であるＮＨ3量に上記制御量Ｓ２を加算し、この値を実
際に指示するＮＨ3流量とする。Next, as described above, the actual controlled variable S is obtained based on the result of the fuzzy inference (defuzzification). That is, with respect to the shaded portion shown in FIG. 12, the control amount S2 is set to 0.2 by using a method such as the center of gravity method.
Get a value of 6. Then, the control amount S2 is added to the NH 3 amount which is the calculated value for the NOx concentration, and this value is set as the actually instructed NH 3 flow rate.
【００３５】以上、この実施例では、ＮＯｘ濃度を測定
し、該ＮＯｘ濃度に対する還元剤であるＮＨ3量を計算
するとともに、上記ＮＯｘ濃度と目標値（目標とするＮ
Ｏｘ濃度）との偏差ｒおよびＮＯＸ濃度の変化率、すな
わち傾斜Θに基づいて、図５に示すルールＲ１〜Ｒ４４
に従ってファジィ推論を行なって補正量としての制御量
Ｓを得る。そして、得られた制御量Ｓと上述したＮＨ3
量とを加算した量を実際に指示するＮＨ3流量とする。
このようにして得られたＮＨ3流量は、排ガス中のＮＯ
ｘ濃度の変化に対応しているため、負荷変動に対して非
常に追従性のよい制御ができるようになる。As described above, in this embodiment, the NOx concentration is measured, the amount of NH 3 which is the reducing agent with respect to the NOx concentration is calculated, and the NOx concentration and the target value (target N
Ox concentration) and the rate of change of the NOx concentration, that is, the slope Θ, based on the rules R1 to R44 shown in FIG.
The fuzzy inference is performed in accordance with to obtain the control amount S as the correction amount. Then, the obtained control amount S and the above-mentioned NH 3
The amount obtained by adding the amount and the amount is set as the NH 3 flow rate that actually indicates.
The flow rate of NH 3 thus obtained is equal to NO in the exhaust gas.
Since it corresponds to the change in x concentration, it becomes possible to perform control with very good followability to load fluctuation.
【００３６】[0036]
【発明の効果】以上、説明したように、この発明によれ
ば、負荷変動に対する追従性を向上させ、負荷変動の多
い用途や、停止、始動が多い用途においても排ガス中の
ＮＯｘ濃度を確実に抑えることができるという利点が得
られる。As described above, according to the present invention, the ability to follow load fluctuations is improved, and the NOx concentration in exhaust gas is reliably ensured even in applications where there are many load fluctuations and where there are many stops and starts. The advantage is that it can be suppressed.
【図１】本発明の一実施例の構成を示すブロック図であ
る。FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention.
【図２】本実施例の制御過程の一例を示すタイムチャー
トである。FIG. 2 is a time chart showing an example of a control process of this embodiment.
【図３】本実施例の偏差ｒに関するメンバーシップ関数
である。FIG. 3 is a membership function relating to a deviation r in this embodiment.
【図４】本実施例の傾斜Θに関するメンバーシップ関数
である。FIG. 4 is a membership function regarding the inclination Θ according to the present embodiment.
【図５】本実施例のファジィルールを示すルールテーブ
ルである。FIG. 5 is a rule table showing fuzzy rules according to the present embodiment.
【図６】本実施例の制御量Ｓを求める（ディファジィケ
ーションする）ためのメンバーシップ関数である。FIG. 6 is a membership function for obtaining (defuzzifying) a controlled variable S according to the present embodiment.
【図７】本実施例における一例のＮＯｘ量に対する偏差
ｒとファジィルールとのマッチング度合いを示すメンバ
ーシップ関数である。FIG. 7 is a membership function showing the degree of matching between the deviation r and the fuzzy rule with respect to the NOx amount in one example of the present embodiment.
【図８】本実施例における一例のＮＯｘ量に対する傾斜
Θとファジィルールとのマッチング度合いを示すメンバ
ーシップ関数である。FIG. 8 is a membership function showing the degree of matching between the gradient Θ and the fuzzy rule with respect to the NOx amount in an example of this embodiment.
【図９】本実施例における一例のＮＯｘ量の偏差ｒおよ
び傾斜Θに対する制御量Ｓを求めるためのディファジィ
ケーションを示すメンバーシップ関数である。FIG. 9 is a membership function showing a defuzzification for obtaining the control amount S with respect to the deviation r of the NOx amount and the inclination Θ in the present embodiment.
【図１０】本実施例における別の例のＮＯｘ量に対する
偏差ｒとファジィルールとのマッチング度合いを示すメ
ンバーシップ関数である。FIG. 10 is a membership function showing the degree of matching between the deviation r and the fuzzy rule with respect to the NOx amount in another example of the present embodiment.
【図１１】本実施例における別の例のＮＯｘ量に対する
傾斜Θとファジィルールとのマッチング度合いを示すメ
ンバーシップ関数である。FIG. 11 is a membership function showing the degree of matching between the gradient Θ and the fuzzy rule with respect to the NOx amount in another example of the present embodiment.
【図１２】本実施例における別の例のＮＯｘ量の偏差ｒ
および傾斜Θに対する制御量Ｓを求めるためのディファ
ジィケーションを示すメンバーシップ関数である。FIG. 12 is a deviation r of the NOx amount in another example of this embodiment.
And a membership function showing the defuzzification for obtaining the controlled variable S for the slope Θ.
【図１３】ディーゼルエンジンにおける負荷−ＮＯｘ濃
度曲線の一例を示すチャートである。FIG. 13 is a chart showing an example of a load-NOx concentration curve in a diesel engine.
１ ディゼールエンジン ２ 検出器（検出手段） ３ 演算装置（第１、第２および第３の演算手段） ４ アンモニア噴出装置（還元剤出力手段） ５ 脱硝装置（還元手段） DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Disel engine 2 Detector (detection means) 3 Computing device (first, second and third computing means) 4 Ammonia ejecting device (reducing agent output means) 5 Denitration device (reducing means)
Claims (2)
間間隔で検出する検出手段と、 該検出手段が検出した窒素酸化物濃度に従って、該窒素
酸化物を還元するのに必要な還元剤の量と、前記窒素酸
化物の濃度と前回検出された窒素酸化物濃度とに基づい
てその変化率と、前記窒素酸化物と予め設定した目標値
との偏差とを演算する第１の演算手段と、 前記変化率および前記偏差に従って前記窒素酸化物の変
化に応じた前記還元剤の制御量を演算する第２の演算手
段と、 前記第１の演算手段が求めた還元剤の量と前記第２の演
算手段が求めた制御量とに従って実際に供給する還元剤
の量を求める第３の演算手段と、 該第３の演算手段が求めた量の還元剤を出力する還元剤
出力手段と、 該還元剤出力手段から供給された還元剤によって前記排
ガス中の窒素酸化物を還元する還元手段と を具備することを特徴とするエンジン排ガスの脱硝装
置。1. A detection means for detecting the concentration of nitrogen oxides in exhaust gas at a predetermined time interval, and a reducing agent necessary for reducing the nitrogen oxides according to the concentration of nitrogen oxides detected by the detection means. Of the nitrogen oxide, the concentration of the nitrogen oxide, and the previously detected nitrogen oxide concentration, the rate of change thereof, and a deviation between the nitrogen oxide and a preset target value. A second calculation means for calculating a control amount of the reducing agent according to the change of the nitrogen oxide according to the change rate and the deviation; and an amount of the reducing agent obtained by the first calculation means and the first calculation means. Second computing means for obtaining the amount of reducing agent actually supplied according to the control amount obtained by the second computing means, and reducing agent output means for outputting the amount of reducing agent obtained by the third computing means, By the reducing agent supplied from the reducing agent output means, Denitration device for an engine exhaust gas, characterized by comprising a reduction means for reducing nitrogen oxides in the scan.
ァジィルールを有し、該ファジィルールに従ってファジ
ィ推論を行なって前記窒素酸化物の変化に応じた前記還
元剤の制御量を演算することを特徴とする請求項１記載
のエンジン排ガスの脱硝装置。2. The second calculation means has a plurality of predetermined fuzzy rules, and performs fuzzy inference according to the fuzzy rules to calculate the control amount of the reducing agent according to the change of the nitrogen oxides. The denitrification device for engine exhaust gas according to claim 1, wherein
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2655891A JPH0627503B2 (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Denitration control device for engine exhaust gas |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2655891A JPH0627503B2 (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Denitration control device for engine exhaust gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0571335A JPH0571335A (en) | 1993-03-23 |
| JPH0627503B2 true JPH0627503B2 (en) | 1994-04-13 |
Family
ID=12196866
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2655891A Expired - Fee Related JPH0627503B2 (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Denitration control device for engine exhaust gas |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0627503B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6077483B2 (en) * | 2014-03-26 | 2017-02-08 | 本田技研工業株式会社 | Control device |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP2655891A patent/JPH0627503B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH0571335A (en) | 1993-03-23 |
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