WO2007060785A1 - 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム - Google Patents

排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム Download PDF

Info

Publication number
WO2007060785A1
WO2007060785A1 PCT/JP2006/318563 JP2006318563W WO2007060785A1 WO 2007060785 A1 WO2007060785 A1 WO 2007060785A1 JP 2006318563 W JP2006318563 W JP 2006318563W WO 2007060785 A1 WO2007060785 A1 WO 2007060785A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
temperature
exhaust gas
catalyst
deterioration
determination
Prior art date
Application number
PCT/JP2006/318563
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Daiji Nagaoka
Masashi Gabe
Takehito Imai
Shinji Hara
Original Assignee
Isuzu Motors Limited
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Isuzu Motors Limited filed Critical Isuzu Motors Limited
Priority to EP06798123A priority Critical patent/EP1953356B1/en
Priority to US12/085,093 priority patent/US7797927B2/en
Publication of WO2007060785A1 publication Critical patent/WO2007060785A1/ja

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/92—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases
    • B01D53/94—Chemical or biological purification of waste gases of engine exhaust gases by catalytic processes
    • B01D53/9495—Controlling the catalytic process
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N11/00—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity
    • F01N11/002—Monitoring or diagnostic devices for exhaust-gas treatment apparatus, e.g. for catalytic activity the diagnostic devices measuring or estimating temperature or pressure in, or downstream of the exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0097—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are arranged in a single housing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/033—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices
    • F01N3/035—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters in combination with other devices with catalytic reactors, e.g. catalysed diesel particulate filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/0275—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a NOx trap or adsorbent
    • F02D41/028—Desulfurisation of NOx traps or adsorbent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/1446—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being exhaust temperatures
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00—Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/02—Catalytic activity of catalytic converters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/06—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics the means being a temperature sensor
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2560/00—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics
    • F01N2560/14—Exhaust systems with means for detecting or measuring exhaust gas components or characteristics having more than one sensor of one kind
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/04—Methods of control or diagnosing
    • F01N2900/0412—Methods of control or diagnosing using pre-calibrated maps, tables or charts
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/0807—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by using absorbents or adsorbents
    • F01N3/0871—Regulation of absorbents or adsorbents, e.g. purging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/08—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous
    • F01N3/10—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust
    • F01N3/18—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control
    • F01N3/20—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for rendering innocuous by thermal or catalytic conversion of noxious components of exhaust characterised by methods of operation; Control specially adapted for catalytic conversion ; Methods of operation or control of catalytic converters
    • F01N3/2066—Selective catalytic reduction [SCR]
    • F01N3/208—Control of selective catalytic reduction [SCR], e.g. dosing of reducing agent
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/60—Input parameters for engine control said parameters being related to the driver demands or status
    • F02D2200/602—Pedal position
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/0025—Controlling engines characterised by use of non-liquid fuels, pluralities of fuels, or non-fuel substances added to the combustible mixtures
    • F02D41/0047—Controlling exhaust gas recirculation [EGR]
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/14—Introducing closed-loop corrections
    • F02D41/1438—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor
    • F02D41/1444—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases
    • F02D41/146—Introducing closed-loop corrections using means for determining characteristics of the combustion gases; Sensors therefor characterised by the characteristics of the combustion gases the characteristics being an NOx content or concentration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification system control method and an exhaust gas purification system in an exhaust gas purification system including a catalyst device carrying a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine.
  • a noble metal catalyst is used in this oxidation catalyst, NOx purification catalyst, and the like.
  • the oxidation catalyst oxidizes HC (hydrocarbon) and CO (—carbon oxide) in the exhaust gas by the catalytic action of the noble metal catalyst.
  • NOx is reduced to HC, CO in the rich air-fuel ratio (dense air-fuel ratio) state with a large amount of fuel due to the catalytic action of the noble metal catalyst, and at the same time, NOx, HC, CO Purifies three exhaust gas components.
  • NO -nitrogen oxide
  • NO nitrogen dioxide
  • the oxidation catalyst promotes the reaction from NO to NO, and NH (ammonia) on the SCR catalyst.
  • Precious metal catalysts have such an important role.
  • noble metal molecules move and the particle size increases, reducing the total surface area and exhaust gas components.
  • a phenomenon in which the low-temperature activity is reduced occurs because the area where the material adsorbs decreases.
  • This phenomenon is called sintering.
  • the temperature at which the catalyst purification starts in other words, the temperature at which the HC and CO purification rate starts to function (catalyst light-off temperature) increases, and the catalyst light-off performance decreases.
  • the catalyst activity at low temperatures deteriorates, the exhaust gas purification rate decreases, and the state of the exhaust gas released into the atmosphere deteriorates.
  • the conversion rate decreases.
  • NOx catalyst deterioration degree determination method for example, in a NOx catalyst as described in Japanese Unexamined Patent Publication No. 10-259714, when the temperature is within the NOx purification temperature window HC supply concentration is increased within a short period of time when the catalyst temperature does not change!], And the exhaust gas purification device for the internal combustion engine that determines the deterioration of the NOx catalyst is proposed based on the change in the NOx purification rate at that time. ing.
  • any of these deterioration determinations it is simply determined whether the deterioration determination numerical values such as a temperature difference and a change in the NOx purification rate are compared with a predetermined deterioration determination value. Only judgment is performed.
  • These deterioration determinations are effective deterioration determination methods because they play an important role in determining the timing of desulfurization control for recovery from sulfur poisoning of the catalyst and the timing of catalyst replacement.
  • the deterioration of the catalyst is mainly due to thermal deterioration such as sintering and deterioration due to sulfur poisoning, and therefore, in most cases, it gradually proceeds.
  • thermal deterioration such as sintering and deterioration due to sulfur poisoning
  • NOx regeneration control NOx regeneration control
  • desulfurization control etc. This is particularly important in terms of improving fuel efficiency. For this reason, it is important to detect or judge the degree to which the activity characteristics (light-off temperature) of the catalyst has shifted to the high temperature side due to the progress of catalyst deterioration, even if the power of the catalyst has deteriorated. Become. However, there is no suggestion about this point in the above deterioration judgment.
  • catalyst deterioration is confirmed using the catalyst activation start temperature as a criterion.
  • This catalyst activation start temperature is determined based on catalyst space velocity, supplied HC concentration, and the like.
  • NOx sensors are currently not suitable for diesel engines. It has not been put into practical use yet, and there is a problem that reliability is low and cost is high.
  • Patent Document 1 JP-A-9-164320
  • Patent Document 2 Japanese Patent Laid-Open No. 10-259714 (Page 6 [0040] to Page 7 [0045]) Disclosure of the Invention
  • the present invention has been made in order to solve the above-described problems, and the purpose of the present invention is to accurately degrade the catalyst without using an exhaust gas component concentration sensor such as a NOx concentration sensor.
  • An exhaust gas purification system control method for achieving the above object comprises a catalyst device carrying a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine, and detects the degree of deterioration of the catalyst.
  • a catalyst device carrying a catalyst for purifying exhaust gas from an internal combustion engine detects the degree of deterioration of the catalyst.
  • Exhaust gas for first determination which is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst before deterioration Deterioration judgment is made in advance on the relationship between the temperature and the second judgment exhaust gas temperature, which is the temperature of the exhaust gas flowing out of the catalytic force, and the first judgment temperature difference as the difference between the first judgment exhaust gas temperature.
  • the first measured exhaust gas temperature which is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst when the operating state of the internal combustion engine is in a predetermined operating state, is the activation start temperature before the deterioration of the catalyst.
  • the temperature is in the second temperature range, which is 10% narrower in the vertical range than the first temperature range between the end temperature and the active temperature, the degree of deterioration! / Is judged! ,
  • the deterioration degree is determined by determining whether the first determination temperature difference is a temperature of the exhaust gas flowing out of the catalytic force with respect to the first measurement exhaust gas temperature at the time of determination, and the second measurement exhaust gas temperature. 1 Calculate the first determination exhaust gas temperature that is the same as the first measurement temperature difference calculated as the difference in measured exhaust gas temperature based on the deterioration determination data,
  • the result of subtracting the calculated first exhaust gas temperature for determination from the first measured exhaust gas temperature at the time of determination is defined as a deterioration index temperature
  • the determination of the degree of deterioration can be made to the reference determination temperature set with reference to before deterioration.
  • the obtained temperature obtained by adding the deterioration index temperature is used as a temperature for determining the exhaust gas temperature in the control for raising or lowering the exhaust gas.
  • an exhaust gas purification system for achieving the above-mentioned object detects a catalyst device carrying a catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine, and a degree of deterioration of the catalyst,
  • a control means for performing exhaust gas temperature rise control in accordance with a change in purification characteristics depending on the degree of deterioration In an exhaust gas supply system equipped with a control means for performing exhaust gas temperature rise control in accordance with a change in purification characteristics depending on the degree of deterioration,
  • the control means is
  • the first judgment exhaust gas temperature that is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst before the deterioration the second judgment exhaust gas temperature that is the temperature of the exhaust gas that flows out of the catalytic force, and the first judgment exhaust gas.
  • the relationship with the first determination temperature difference as the gas temperature difference is stored in advance as deterioration determination data,
  • the first measured exhaust gas temperature which is the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst
  • the temperature is in the second temperature range, which is 10% narrower in the vertical range than the first temperature range between the start temperature and the active temperature end temperature, determine the degree of deterioration! /! ,
  • the deterioration degree is determined by determining whether the first determination temperature difference is a temperature of the exhaust gas flowing out of the catalytic force with respect to the first measurement exhaust gas temperature at the time of determination, and the second measurement exhaust gas temperature. 1 Calculate the first determination exhaust gas temperature that is the same as the first measurement temperature difference calculated as the difference in measured exhaust gas temperature based on the deterioration determination data,
  • the result of subtracting the calculated first exhaust gas temperature for determination from the first measured exhaust gas temperature at the time of determination is defined as a deterioration index temperature
  • the determination of the degree of deterioration can be made to the reference determination temperature set with reference to before deterioration. Control is performed using the obtained temperature, to which the deterioration index temperature is added, as a temperature for determining exhaust gas temperature in control for raising or lowering the exhaust gas.
  • the deterioration determination data is a relationship (solid line A) between the first determination exhaust gas temperature Tent and the first determination temperature difference ⁇ in a new catalyst before deterioration, in other words, a new catalyst. is there .
  • This relationship is obtained as follows. Under conditions where the engine operating condition and exhaust gas temperature are the same as at the time of judgment, the exhaust gas temperature flowing into the catalyst (exhaust gas temperature for first judgment) Measure temperature (exhaust gas temperature for second determination) Tout. Subtract the first judgment exhaust gas temperature Tent from the second judgment exhaust gas temperature Tout force to obtain the first judgment temperature difference ⁇ . This is the relationship between the first judgment exhaust gas temperature Tent and the first judgment temperature difference ⁇ .
  • This deterioration determination data is stored in advance in the control means in the form of map data and functions as exemplified in FIG. If the deterioration determination data is within the determination conditions but changes depending on the engine operating state and exhaust gas temperature, map data using the engine operating state and exhaust gas temperature as parameters is prepared.
  • the predetermined operating state refers to an operating state in which the amount of HC and CO in the exhaust gas is constant.
  • the degree of deterioration is determined by the temperature of the exhaust gas flowing into the catalyst (first measured exhaust gas temperature) Tim is the activation start temperature before the catalyst deterioration (new).
  • Tim is the activation start temperature before the catalyst deterioration (new).
  • the accuracy of the determination of the degree of deterioration can be improved by performing it when the temperature is in the second temperature range ⁇ 80 whose vertical width is 10% narrower than the first temperature range ⁇ 100 between Ta and the activation end temperature Tb.
  • the second temperature range ⁇ 80 for determining the deterioration degree is narrowed, the progress of the deterioration degree cannot be sufficiently grasped. For this reason, the first temperature range ⁇ 100 is 80%. This range was obtained experimentally.
  • the first determination temperature difference ATc based on the deterioration determination data A corresponds to the first measured exhaust gas temperature Tim at the time of determination.
  • the result of subtracting the calculated first judgment exhaust gas temperature Tc from the first measured exhaust gas temperature Tim at the time of judgment is defined as the deterioration index temperature Tic.
  • the degree of deterioration of the catalyst light-off temperature is detected from the temperature difference between the temperature sensors at the inlet and outlet of the catalyst. That is, the deterioration of the catalyst is judged by referring to the rising temperature of the activation of the catalyst.
  • the deterioration index temperature Tic is set to the reference determination temperature set before the deterioration and used as the exhaust gas temperature determination temperature, and is used for the control for increasing or decreasing the exhaust gas temperature.
  • the degree of catalyst deterioration can be reflected in the temperature increase control or temperature decrease control without complicating the temperature increase control or temperature decrease control algorithm. Therefore, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption and the exhaust (slip) of HC and CO to the downstream side of the exhaust gas purification device in the temperature control or temperature control of the exhaust gas.
  • the temperature rise control of the exhaust gas temperature includes means for increasing the temperature (multi-stage injection) by additional injection in the expansion stroke of combustion, and means for reducing the exhaust gas flow rate.
  • multi-stage injection multi-stage injection
  • the temperature lowering control is performed when the occurrence of an abnormally high temperature state of the catalyst is prevented or when the temperature raising control is terminated or stopped.
  • the present invention can be applied to an oxidation catalyst, a three-way catalyst, a NOx occlusion reduction catalyst, a NOx direct reduction catalyst, an SCR catalyst, and the like as a catalyst.
  • the exhaust gas temperature determination temperature according to the present invention is not limited to PM regeneration control alone, but is also used for NOx regeneration control, desulfurization control for recovery from sulfur poisoning, etc. Applicable to temperature for exhaust gas temperature control.
  • the degree of continuous deterioration of the catalyst is deteriorated by monitoring the exhaust gas temperature before and after the catalyst. It can be accurately detected as the index temperature. Further, by correcting the reference judgment temperature by this deterioration index temperature and using it as the judgment temperature during exhaust gas temperature rise control, exhaust gas temperature rise control is performed, thereby minimizing fuel efficiency. It is possible to prevent the state of exhaust gas released into the atmosphere from being adversely affected.
  • FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exhaust gas purification system according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a diagram showing an example of a control flow according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the catalyst inlet temperature and the temperature rise by the catalyst for explaining the calculation of the deterioration index temperature according to the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of map data.
  • an oxidation catalyst device is disposed on the upstream side, and a filter device with a catalyst (DPF device) is disposed on the downstream side.
  • DPF device filter device with a catalyst
  • FIG. 1 shows a configuration of an exhaust gas purification system 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a turbine 3 b of the turbocharger 3, an HC supply device 13, and an exhaust gas purification device 10 are arranged in an exhaust passage 4 of a diesel internal combustion engine (engine) E.
  • This exhaust gas purifier 10 is a continuous regeneration type DPF (diesel particulate filter). This is one of the devices, and comprises an oxidation catalyst device 12 on the upstream side and a filter device 11 with catalyst 11 on the downstream side.
  • DPF diesel particulate filter
  • the acid catalyst device 12 is formed by supporting an oxidation catalyst such as platinum (Pt) on a support body such as a porous ceramic hard cam structure.
  • the filter device with catalyst 11 is a monolithic-chamber type wall flow type filter in which the inlets and outlets of the porous ceramic hard cam channels are alternately sealed, and a felt in which inorganic fibers such as alumina are randomly laminated. Formed by a filter or the like.
  • a catalyst such as platinum or cerium oxide is supported on the filter.
  • the HC supply device 13 is used to supply unburned HC such as fuel into the exhaust gas when the exhaust gas temperature is low during PM regeneration control of the filter device 11 with catalyst.
  • the unburned HC is oxidized by the oxidation catalyst device 12, and the exhaust gas temperature is increased by the oxidation heat.
  • high temperature exhaust gas flows into the filter device with catalyst 11 and the collected PM is burned and removed. Note that, when the unburned HC is supplied into the exhaust gas by post injection in the cylinder internal combustion fuel injection, the HC supply device 13 can be omitted.
  • a mass air flow sensor (MAF sensor) 14 a compressor 3a of a turbo charger 3, an intake throttle valve 9, and the like are provided.
  • the intake throttle valve 9 adjusts the amount of intake air A that enters the intake manifold 2a.
  • an EGR passage 5 is provided for recirculating EGR gas Ge, which is part of the exhaust gas, from the exhaust mall 4a side to the intake mold 2a.
  • the EGR passage 5 is provided with an EGR cooler 7 and an EGR valve 6.
  • a differential pressure sensor 21 is provided in a conducting pipe connected before and after the exhaust gas purification device 10.
  • an oxidation catalyst inlet exhaust temperature sensor 22 is provided upstream of the oxidation catalyst device 12, and the catalyst outlet exhaust temperature is between the oxidation catalyst device 12 and the filter device 11 with catalyst.
  • Each sensor 23 is provided.
  • a filter is provided downstream of the filter device 11 with catalyst.
  • a filter outlet exhaust temperature sensor 24 is provided.
  • the oxidation catalyst inlet exhaust temperature sensor 22 detects a first measured exhaust gas temperature Tim that is the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst device 12. Further, the catalyst outlet exhaust temperature sensor 23 detects a second measured exhaust gas temperature T2m which is the temperature of the exhaust gas flowing out from the acid catalyst device 12. The second measured exhaust gas temperature T2m is the temperature of the exhaust gas flowing into the filter device 11 with the catalyst.
  • the filter outlet exhaust temperature sensor 24 monitors the PM combustion state in the catalyst-equipped filter device 11 so that it can cope with a case where PM runaway combustion occurs.
  • a ⁇ sensor is provided upstream of the oxidation catalyst device 12 and downstream of the filter device 11 with catalyst.
  • the upstream ⁇ sensor 25 is for air-fuel ratio control when supplying HC into the exhaust gas.
  • the ⁇ sensor 26 on the downstream side is for confirming that the soot in the filter device 11 with the catalyst is burned and the soot regeneration control is performed.
  • the output values of these sensors are input to a control device (ECU: engine control unit) 20 that performs overall control of the operation of the engine soot and also performs regeneration control of the exhaust gas purifying device 10.
  • the control signal output from the control device 20 controls the intake throttle valve 9, the fuel injection device (injection nozzle) 8, the EGR valve 6, and the like.
  • air A passes through an air cleaner (not shown), a mass air flow sensor 14 in the intake passage 2, and a compressor 3 a in the turbocharger 3. Thereafter, the amount of air A is adjusted by the intake throttle valve 9 and enters the cylinder through the intake manifold 2a. Then, the exhaust gas G generated in the cylinder exits from the exhaust manifold 4a to the exhaust passage 4 and drives the turbine 3b of the turbocharger 3. Thereafter, the exhaust gas G passes through the exhaust gas purifier 10 and becomes purified exhaust gas Gc, which is exhausted to the atmosphere through a silencer (not shown). A part of the exhaust gas G passes through the EGR cooler 7 of the EGR passage 5 as EGR gas Ge. Thereafter, the amount of the EGR gas Ge is adjusted by the EGR valve 6 and recirculated to the intake manifold 2a.
  • the control power of the exhaust gas purification system 1 is incorporated into the control device 20 of the engine E, and controls the exhaust gas purification system 1 in parallel with the operation control of the engine E. This The control device of the exhaust gas purification system 1 controls the exhaust gas purification system including determination of the degree of catalyst deterioration of the oxidation catalyst device 12 and PM regeneration control of the filter device 11 with catalyst.
  • deterioration determination data (solid line A) as shown in FIG. 3 is prepared in advance and stored in the control device 20.
  • the deterioration determination data is obtained as follows.
  • the activation start temperature Ta and the activation end temperature Tb of the oxidation catalyst device 12 before deterioration (new) are obtained, and the vertical width is larger than the first temperature range ⁇ 100 between both Ta and Tb.
  • the degree of deterioration of the oxidation catalyst carried on the oxidation catalyst device 12 can be detected by a control flow as illustrated in FIG. 2 is a part of the control flow of the exhaust gas purification system 1 that is executed in parallel with the other control flows of the engine E when the engine E is operated.
  • the control flow in Fig. 2 is called and executed from the main control flow of the exhaust gas purification system 1 when it is necessary to detect the degree of catalyst deterioration and to correct the determination temperature TO. It is shown as being done.
  • this determination of the degree of deterioration is not performed by intentionally changing the operation state of the internal combustion engine so as to satisfy these conditions, but without changing the operation state of the engine E (Nem, Qm) and the exhaust gas temperature. It is preferable to do this automatically every time Tim meets the conditions for judgment.
  • steps S11 to S13 when starting, it is determined in steps S11 to S13 whether or not the operating state of the engine (internal combustion engine) E is in a predetermined operating state in which the deterioration degree can be determined.
  • steps S14 to S15 it is determined whether or not the first measured exhaust gas temperature Tim is within the second temperature range ⁇ 80.
  • steps S16 to S17 it is determined whether or not the catalyst has deteriorated. Then, the deterioration index temperature Tic is calculated in steps S18 to S19, and a new determination temperature T10 is calculated in step S20.
  • step S 11 the engine speed Nem and the fuel flow rate Qm corresponding to the load are read.
  • step S12 it is determined whether or not the engine speed Nem is a value within a predetermined speed setting range (Nel ⁇ Nem ⁇ Neu). If not, it is determined that the engine is not in a predetermined operating state.
  • step S13 it is determined whether or not the fuel flow rate Qm is within a predetermined fuel flow rate setting range (Ql ⁇ Qm ⁇ Qu). If not, it is determined that the fuel is not in the predetermined operating state. .
  • step S11 to S13 If it is determined in steps S11 to S13 that the engine operating state is not the predetermined operating state, the process directly returns. On the other hand, if the engine operating state is a predetermined operating state, the process goes to step S14.
  • step S14 the first measured exhaust gas temperature Tim detected by the oxidation catalyst inlet exhaust temperature sensor 22 is read.
  • step S15 it is determined whether or not the first measured exhaust gas temperature Tim force second temperature range ⁇ 80 is between the lower limit value T10 and the upper limit value T90 (T10 ⁇ Tlm ⁇ T90). If it is determined that the first measured exhaust gas temperature Tim is not within the second temperature range ⁇ 80, the process returns. On the other hand, if the first measured exhaust gas temperature T lm is within the second temperature range ⁇ 80 in this determination, the process goes to step S16.
  • the first measured temperature difference ⁇ is compared with the first temperature difference ATlc, and if the first measured temperature difference ⁇ is equal to or greater than the first temperature difference ⁇ Tic, it has not deteriorated. Judge and return as it is. On the other hand, if the first measured temperature difference ⁇ is smaller than the first temperature difference ATlc, it is determined that the battery has deteriorated, and the process proceeds to step S18.
  • step S18 based on the deterioration determination data A before deterioration, the first determination exhaust gas temperature Tc that is the first determination temperature difference ATc that is the same as the first measurement temperature difference ⁇ Tm is calculated as shown in FIG. Calculate with reference to map data.
  • the measurement result force of the exhaust gas temperature also obtains the Pa point (Tim, ⁇ ).
  • the Pb point (Tc, ATc) on this Pa point force deterioration judgment data ⁇ by referring to the map data.
  • the temperature difference (Tim – Tc) between points Pa and Pb is the degradation index temperature Tic.
  • the determination temperature TO is calculated by adding the deterioration index temperature Tic obtained in step S19 to the reference determination temperature TOb set with reference to before deterioration.
  • This new judgment temperature TO is used as a temperature for judgments where the catalyst's activity characteristics (light-off characteristics) become a problem, such as subsequent exhaust gas temperature rise control or temperature fall control.
  • this determination temperature TO is used when performing control to raise or lower the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst device 12 in order to activate the oxidation catalyst of the oxidation catalyst device 12.
  • the first determination temperature difference ATc based on the deterioration determination data A is the same as the first measured temperature difference ⁇ .
  • the exhaust gas temperature Tc for judgment can be calculated, and the deterioration index temperature Tic can be obtained by subtracting the calculated exhaust gas temperature Tc for the first judgment from the first measured exhaust gas temperature Tm at the time of judgment. .
  • the deterioration index temperature Tic With this deterioration index temperature Tic, the deterioration degree of the catalyst whose HC activity or light-off is deteriorated and the temperature is shifted to the high temperature side can be detected or determined continuously with high accuracy.
  • this deterioration index temperature Tic is used as control temperature TO for exhaust gas temperature in addition to the reference determination temperature TO b set with reference to before deterioration, it is used for control for raising the exhaust gas temperature.
  • the degree of catalyst degradation is counteracted by temperature increase control without complicating the temperature increase control algorithm. Can be projected. Accordingly, it is possible to suppress the deterioration of fuel consumption and the exhaust (slip) of HC and CO to the downstream side of the exhaust gas purification device in the exhaust gas temperature raising control after catalyst deterioration.
  • the exhaust gas purification system 1 in which the upstream oxidation catalyst device 12 and the downstream filter device with catalyst (DPF device) 11 are combined is used.
  • the present invention provides an exhaust gas purification system that combines an upstream oxidation catalyst device and a downstream NOx occlusion reduction catalyst, an exhaust gas purification system that combines an upstream oxidation catalyst device and a downstream SCR catalyst, Applicable to exhaust gas purification systems of NOx occlusion reduction type catalyst alone, SCR catalyst alone, filter device with catalyst (DPF device) alone, and exhaust gas purification system combining oxidation catalyst, NOx purification catalyst and DPF device it can.
  • the exhaust gas temperature determination temperature TO is not limited to the PM regeneration control exemplified above, but also the NOx regeneration control of the NOx storage reduction catalyst or the NOx purification catalyst of the NOx direct reduction catalyst. In addition, it can be used as a judgment temperature for exhaust gas temperature in desulfurization control for recovery from sulfur poisoning of various catalysts such as oxidation catalyst, NOx occlusion reduction type catalyst, NOx direct reduction type catalyst, and SCR catalyst.
  • the exhaust gas purification system control method and exhaust gas purification system of the present invention having the above-described excellent effects include an exhaust gas purification system for purifying exhaust gas of an internal combustion engine mounted on an automobile, and the like. It can be used effectively.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

　内燃機関（Ｅ）の運転状態が、所定の運転状態にあるときで、かつ、触媒（１２）に流入する排気ガスの温度（Ｔ１ｍ）が、前記触媒（１２）の劣化前の活性化開始温度（Ｔａ）と活性化終了温度（Ｔｂ）の間の第１温度範囲（ΔＴ１００）よりも、上下幅がそれぞれ１０％狭い第２温度範囲（ΔＴ８０）にあるときに劣化度合いの判定を行い、劣化指標温度（Ｔｉｃ）を、触媒（１２）のライトオフ特性の高温側への移動量とし、この劣化指標温度（Ｔｉｃ）を、劣化前の基準判定用温度（Ｔ０ｂ）に加えて、排気ガス昇温制御用の判定用温度（Ｔ０）として用いる。これにより、ＮＯｘ濃度センサ等の排気ガス成分の濃度センサを使用しなくても、精度良く触媒（１２）の劣化度合いを推定して、燃費の悪化を最小限に抑えながら、排気ガスの状態の悪化を抑制する。

Description

排気ガス浄ィヒシステムの制御方法及び排気ガス浄ィヒシステム 技術分野
[0001] 本発明は、内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒を担持した触媒装置を備え た排気ガス浄ィ匕システムにおける排気ガス浄ィ匕システムの制御方法及び排気ガス浄 化システムに関する。
背景技術
[0002] ディーゼルエンジンや一部のガソリンエンジン等の内燃機関の排気ガスを浄ィ匕する ための排気ガス浄ィ匕装置について種々の研究や提案がなされている。その中に、 D PF (ディーゼルパティキュレートフィルタ）や、 NOx (窒素酸化物）を浄化する NOx浄 化触媒を配置した排気ガス浄ィ匕装置がある。この NOx浄ィ匕触媒としては、三元触媒 、 NOx吸蔵還元型触媒、尿素添加の SCR触媒 (選択的接触触媒)、 NOx直接還元 型触媒などが使用されている。また、これらの DPFや NOx浄化触媒の上流側に酸化 触媒を配置することも行われて ヽる。
[0003] この酸化触媒、 NOx浄化触媒等では、貴金属系触媒を使用している。酸化触媒で は、貴金属系触媒の触媒作用により、排気ガス中の HC (炭化水素)， CO (—酸化炭 素）を酸化する。
[0004] また、 NOx浄ィ匕触媒では、貴金属系触媒の触媒作用により、燃料が多いリッチ空 燃比（濃い空燃比）状態では、 NOxを HC, COに還元し、同時に NOx, HC, COの 3つの排気ガス成分を浄ィ匕する。また、燃料が少ないリーン空燃比 (希薄空燃比)状 態においては、 NO (—酸化窒素）を NO (二酸化窒素）に酸化し、この NOを NOx
2 2 吸蔵材により吸蔵する。
[0005] また、 SCR触媒の上流側に酸化触媒を配置した排気ガス浄化装置では、この酸ィ匕 触媒で、 NOから NO への反応を促進して、 SCR触媒上における NH (アンモニア）
2 3
との反応を促進している。
[0006] 貴金属系触媒は、このように重要な役割を持っている。し力しながら、高温下では、 貴金属分子が移動して粒径が大きくなり、トータルの表面積が低下し、排気ガス成分 が吸着する面積が低下するために、特に低温活性が低下する現象が発生する。この 現象はシンタリングと呼ばれている。このシンタリングが発生すると、酸化触媒では、 触媒の浄化開始する温度、言い換えれば、 HC, CO浄化率が機能し始める温度 (触 媒ライトオフ温度）が上昇し、触媒ライトオフ性能が低下する。そのため、低温時の触 媒活性が悪ィ匕して、排気ガスの浄ィ匕率が低下し、大気中に放出される排気ガスの状 態が悪化する。
[0007] NOx浄ィ匕触媒の場合には、シンタリングが発生すると、低温時において、リッチ空 燃比状態では、三元触媒と NOx吸蔵還元型触媒の低温時の三元浄化率が低下し、 また、リーン空燃比状態では、 NOから NOへの反応が促進されず NO活性が低下
2 2
し、 NOx吸蔵還元型触媒の吸蔵能力が低下する。そのため、 NOx浄ィ匕率が低下す る。
[0008] また、上流側の酸ィ匕触媒と DPF等の排気ガス浄ィ匕装置の組み合わせの場合には 、シンタリングが発生すると、低温時では、酸化触媒における HC, CO, NOの酸ィ匕 が促進されなくなり、酸化触媒を通過して排気ガス浄化装置に流入する排気ガスの 温度が昇温しなくなる。その結果、排気ガス浄ィ匕装置が DPFの場合は PMが溜まり 易くなり、また、排気ガス浄化装置が NOx吸蔵還元型触媒の場合には再生制御や 脱硫制御で、流入する排気ガスを十分に昇温できなくなる。
[0009] 更に、上流側の酸ィ匕触媒と SCR触媒の組み合わせの場合には、シンタリングが発 生すると、低温時では、酸化触媒での NOから NOへの活性が低下するため NOx浄
2
化率が低下する。
[0010] そして、 DPFに捕集された PMを燃焼除去するための PM再生制御や、 NOx吸蔵 還元型触媒の NOx吸蔵能力を回復するための NOx再生制御や、 NOx浄化触媒等 の硫黄被毒を回復するための脱硫制御等にぉ ヽて、排気ガス中にポスト噴射などに より HC, COを供給して、これらを上流側に配置した酸化触媒で酸化して排気ガスを 昇温することが、多く行われている。この排気ガスの昇温に際しても、上流側の酸ィ匕 触媒における低温時の HC, COの酸化能力が低下する。そのため、供給した HC, C Oの排気ガス浄ィ匕装置の下流側への流出量が増加したり、 PM再生、 NOx再生、脱 硫などが不十分となったりする。 [0011] 一方、このシンタリングを考慮に入れて、昇温制御に用いる判定用温度の値を予め 高く設定して排気ガスの昇温制御を行うと、必要以上の昇温による燃費の悪化や、必 要以上に高温となった排気ガスによるシンタリングの進行が促進され、触媒寿命が短 くなるという問題が発生する。
[0012] 従って、この酸ィ匕触媒等の劣化状況を検知又は判定することは、重要なことである 。そのため、排気ガス浄化触媒の劣化検知方法として、例えば、 日本の特開平 9 1 64320号公報に記載されているような、触媒の活性ィ匕温度の上昇を検知したり、触 媒の活性化に必要な排気ガスの温度の上昇を検知したり、触媒に流入する排気ガス の温度と触媒から流出する排気ガスの温度 (又は触媒温度）との差が所定の値に達 したか否かを検知したりすることにより、排気ガス浄化触媒の劣化状態を検知方法す る方法が提案されている。
[0013] また、別の NOx触媒の劣化度合判定方法として、例えば、日本の特開平 10— 259 714号公報に記載されているような、 NOx触媒において、 NOx浄ィ匕温度ウィンド内 にある時に、触媒温度が変化しない短時間に HC供給濃度を増力!]させて、その時の NOx浄ィ匕率の変化カゝら NOx触媒の劣化を判定する内燃機関の排気浄ィ匕装置が提 案されている。
[0014] この NOx浄化率は、アクセルセンサとエンジン回転数センサの出力信号に基づい て算出された触媒入ガスの NOx濃度 S1と、 NOxセンサの出力信号で検出される触 媒出口の NOx濃度 S2 (又は S3)とから， 7? 1 = (S1— S2) ZS1, η 2= (S1 -S3) ZS1で算出される。また、 NOx浄化率の変化量は（ 7? 2- η 1)で算出され、予め設 定された劣化判定値と比較される。
[0015] そして、これらの劣化判定ではいずれも、単に、温度差や NOx浄化率の変化等の 劣化判定用の数値を、予め設定した劣化判定値と比較して、劣化しているか否かの 判定のみを行っている。これらの劣化判定は、触媒の硫黄被毒からの回復のための 脱硫制御のタイミングの判定や触媒の交換のタイミングの判定に重要な役割を果た すので、有効な劣化判定方法である。
[0016] し力しながら、触媒の劣化は、シンタリング等の熱劣化や硫黄被毒による劣化が主 であるため、徐々に進行して行く場合が殆どであり、この徐々に進行する劣化状態に 合わせた、 PM再生制御、 NOx再生制御、脱硫制御等力 燃費向上の点から特に 重要となる。そのため、触媒が劣化した力否力 りも、触媒の劣化の進行により触媒 の活性特性 (ライトオフ温度）が高温側にシフトした度合!ヽ (劣化度合ヽ）を検知又は 判定することが重要となる。しかし、上記の劣化判定ではこの点についての提案は無 い。
[0017] 更に、前者 (特許文献 1)の劣化検知方法では、触媒活性開始温度を判定基準に 使用して触媒劣化を確認しているが、この触媒活性開始温度は触媒空間速度、供給 HC濃度、単位当たりの触媒温度上昇によって大きく変化してしまうため、劣化判定 の精度が悪いという問題があり、後者 (特許文献 2)の劣化判定方法では、 NOxセン サは、現状ではディーゼルエンジン用としては未だ実用化されておらず、信頼性が 低ぐコストが高いという問題がある。
特許文献 1 :特開平 9— 164320号公報
特許文献 2：特開平 10— 259714号公報 (第 6頁〔0040〕〜第 7頁〔0045〕 ) 発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0018] 本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、その目的は、 NOx濃 度センサ等の排気ガス成分の濃度センサを使用しなくても、精度良く触媒の劣化度 合 、を推定して、この触媒の劣化度合いに基づ 、て排気ガス温度の判定用温度を 補正しながら、触媒を活性化させるための排気ガス昇温制御や排気ガス中への HC 供給制御を行うことができ、その結果、燃費の悪ィ匕を最小限に抑えながら、大気中に 放出される排気ガスの状態の悪ィ匕を防ぐことができる排気ガス浄ィ匕システムの制御方 法及び排気ガス浄ィ匕システムを提供することにある。
課題を解決するための手段
[0019] 上記のような目的を達成するための排気ガス浄ィ匕システムの制御方法は、内燃機 関の排気ガスを浄化するための触媒を担持した触媒装置を備え、前記触媒の劣化 度合いを検出し、該劣化度合いによる浄ィ匕特性の変化に応じた排気ガス昇温制御を 行う排気ガス浄ィ匕システムの制御方法において、
劣化前における、前記触媒に流入する排気ガスの温度である第 1判定用排気ガス 温度と、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2判定用排気ガス温度と前 記第 1判定用排気ガス温度の差としての第 1判定用温度差との関係を、予め劣化判 定用データとして記憶しておくと共に、
内燃機関の運転状態が、所定の運転状態にあるときで、かつ、前記触媒に流入す る排気ガスの温度である第 1測定排気ガス温度が、前記触媒の劣化前の活性ィ匕開 始温度と活性ィ匕終了温度の間の第 1温度範囲よりも、上下幅がそれぞれ 10%狭い 第 2温度範囲にあるときに劣化度合!/、の判定を行！、、
該劣化度合いの判定を、前記第 1判定用温度差が、判定時の前記第 1測定排気ガ ス温度に対する、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2測定排気ガス温 度と前記第 1測定排気ガス温度の差として算出された第 1測定温度差と同じになる第 1判定用排気ガス温度を前記劣化判定用データを基に算出し、
該算出した第 1判定用排気ガス温度を、判定時の前記第 1測定排気ガス温度から 引き算した結果を劣化指標温度とし、
前記触媒を活性化させるために、前記触媒に流入する排気ガスを昇温又は降温す る制御を行う場合に、劣化前を基準として設定した基準判定用温度に、前記劣化度 合 ヽの判定で得られた前記劣化指標温度を加えた温度を、前記排気ガスを昇温又 は降温する制御の排気ガス温度の判定用温度として用いることを特徴とする。
また、上記のような目的を達成するための排気ガス浄ィ匕システムは、内燃機関の排 気ガスを浄化するための触媒を担持した触媒装置と、前記触媒の劣化度合!ヽを検出 し、該劣化度合いによる浄化特性の変化に応じた排気ガス昇温制御を行う制御手段 を備えた排気ガス净ィ匕システムにお 、て、
前記制御手段が、
劣化前における、前記触媒に流入する排気ガスの温度である第 1判定用排気ガス 温度と、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2判定用排気ガス温度と前 記第 1判定用排気ガス温度の差としての第 1判定用温度差との関係を、予め劣化判 定用データとして記憶しておくと共に、
内燃機関の運転状態が、所定の運転状態にあるときで、かつ、前記触媒に流入す る排気ガスの温度である第 1測定排気ガス温度が、前記触媒の劣化前の活性ィ匕開 始温度と活性ィ匕終了温度の間の第 1温度範囲よりも、上下幅がそれぞれ 10%狭い 第 2温度範囲にあるときに劣化度合!/、の判定を行！、、
該劣化度合いの判定を、前記第 1判定用温度差が、判定時の前記第 1測定排気ガ ス温度に対する、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2測定排気ガス温 度と前記第 1測定排気ガス温度の差として算出された第 1測定温度差と同じになる第 1判定用排気ガス温度を前記劣化判定用データを基に算出し、
該算出した第 1判定用排気ガス温度を、判定時の前記第 1測定排気ガス温度から 引き算した結果を劣化指標温度とし、
前記触媒を活性化させるために、前記触媒に流入する排気ガスを昇温又は降温す る制御を行う場合に、劣化前を基準として設定した基準判定用温度に、前記劣化度 合 ヽの判定で得られた前記劣化指標温度を加えた温度を、前記排気ガスを昇温又 は降温する制御の排気ガス温度の判定用温度として用いる制御を行うことを特徴と する。
[0021] この劣化判定用データは、図 3に示すような、劣化前、言い換えれば新品の触媒に おける第 1判定用排気ガス温度 Tentと第 1判定用温度差 ΔΤの関係（実線 A)である 。この関係は、次のようにして求められる。エンジンの運転状態や排気ガス温度が判 定時と同じになる条件下において、触媒に流入する排気ガスの温度 (第 1判定用排 気ガス温度) Tentを変化させて、触媒力も流出する排気ガスの温度 (第 2判定用排 気ガス温度) Toutを測定する。第 2判定用排気ガス温度 Tout力ゝら第 1判定用排気ガ ス温度 Tentを引き算して第 1判定用温度差 ΔΤを求める。この時の、第 1判定用排 気ガス温度 Tentと第 1判定用温度差 ΔΤの関係である。この劣化判定用データは、 図 4に例示するようなマップデータや関数等で制御手段に予め記憶させておく。なお 、劣化判定用データが、判定条件内ではあるがエンジンの運転状態や排気ガス温度 により変化する場合は、そのエンジンの運転状態や排気ガス温度をパラメータにした マップデータを用意しておく。
[0022] この所定の運転状態とは、排気ガス中の HC, COの量が一定となるような運転状態 のことをいう。内燃機関の運転状態が、この所定の運転状態である時に劣化度合い の判定を行うことで、触媒に供給される HC濃度の変化によって NOx浄ィ匕率が変化 するのを回避する。これにより、 HCの供給量が一定量で安定した条件の下で触媒劣 化を確認することができる。
[0023] なお、この所定の運転状態にある力否かは、内燃機関のエンジン回転数や負荷が 、予め設定されたエンジン回転数と負荷の組み合わせの範囲内にある力否かで判定 できる。従って、この判定は、検出したエンジン回転数センサやアクセルセンサ等の 出力から得たエンジン回転数と負荷 (燃料流量)の値を所定のマップデータと参照す ること〖こより半 IJ定できる。
[0024] そして、劣化度合いの判定を、図 3に示すように、触媒に流入する排気ガスの温度（ 第 1測定排気ガス温度) Timが、触媒の劣化前 (新品)の活性ィ匕開始温度 Taと活性 化終了温度 Tbの間の第 1温度範囲 ΔΤ100よりも、上下幅がそれぞれ 10%狭い第 2 温度範囲 ΔΤ80にあるときに行うことにより、劣化度合いの判定の精度を上げること ができる。
[0025] つまり、活性化開始温度 (劣化前では Ta)の近傍では浄化率 (昇温)の立ち上がり を捉えるため、精度が悪くなる。また、活性ィ匕終了温度 (劣化前では Tb)では、浄ィ匕 率が収束する温度を捉えるため、精度が悪くなる。そのため、これらを回避する。また 、活性化開始温度の近傍と活性化終了温度の近傍では、触媒による昇温温度 ΔΤ( =Tout— Tent )、即ち、第 1測定温度差 ΔΤπιや第 1判定用温度差 ATcの変化が 小さくなるため、劣化指標温度 Ticの精度も悪くなる。
[0026] 一方、劣化度合いの判定を行う第 2温度範囲 ΔΤ80を狭くすると、劣化度合いの進 行を十分に捉えることができなくなる。そのため、第 1温度範囲 ΔΤ100の 80%範囲 とする。なお、この範囲は、実験的に求めたものである。
[0027] また、この劣化度合いの判定方法では、図 3に示すように、劣化判定用データ Aに 基づく第 1判定用温度差 ATcが、判定時の第 1測定排気ガス温度 Timに対応する 第 1測定温度差 ΔΤπιと同じになる第 1判定用排気ガス温度 Tcを算出する。この算 出した第 1判定用排気ガス温度 Tcを、判定時の第 1測定排気ガス温度 Timカゝら引き 算した結果を劣化指標温度 Ticとする。この劣化指標温度 Ticにより、 HC活性やライ トオフが劣化し温度が高温側にシフトする触媒の劣化度合いを、精度よく連続的に検 知又は判定できる。 [0028] 言 、換えれば、触媒が無!、場合には前後の温度センサの温度差は殆ど無 、が、 触媒が間に設けられた場合には、ライトオフ温度以上になった以降は触媒出口温度 の方が高くなる。しかし、触媒が劣化してくるとライトオフ温度が高温側にシフトして、 二点鎖線 B (図 3の Bの形状は必ずしも実測の結果を示すものではなぐ分力り易いよ うに実線 Aをシフトして仮に示したものである）で示すようになってくる。つまり、触媒出 口温度が高くなり始める温度、即ち、触媒による昇温温度が大きくなり始める温度が 高温側にシフトする。そこで、触媒の出入口の温度センサの温度差から、触媒のライ トオフ温度の劣化度合いを検知する。即ち、触媒の活性化の立ち上がり温度を見て 触媒の劣化を判断する。
[0029] 図 3の実線 Aのように、予め温度 (ライトオフ温度) Tentと排気ガス浄ィ匕性能 (浄ィ匕 率） ΔΤの相関特性を測定しておけば、劣化後に同じ浄ィ匕率 ΔΤを得るのに必要な 昇温幅 Ticを計算から求めることができる。
[0030] そして、この劣化指標温度 Ticを、劣化前を基準として設定した基準判定用温度に カロえて、排気ガス温度の判定用温度とし、排気ガスを昇温又は降温する制御に用い る。これにより、昇温制御又は降温制御のアルゴリズムを複雑ィ匕することなぐ昇温制 御又は降温制御に触媒の劣化度合いを反映させることができる。従って、排気ガスの 昇温制御又は降温制御における燃費の悪化や HC, COの排気ガス浄ィ匕装置の下 流側への排出 (スリップ)を抑制できる。
[0031] この排気ガス温度の昇温制御には、燃焼の膨張行程での追加噴射による高温化（ 多段噴射)や排気ガス流量を絞る手段などがある。しかし、燃費悪化を伴う場合があ る。そのため、 CO排出量の増加を防ぐためにも、また、排気ガスの悪化を抑制する
2
ためにも、この触媒の劣化判定と排気ガス温度の判定用温度の補正を、適宜実施す るのが好ましい。なお、降温制御は、触媒の異常高温状態の発生を防止する際や、 昇温制御を終了や中止する際等に行われる。
[0032] 特に、配達業務を主とするような車両では、エンジンの運転状態や第 1測定排気ガ ス温度が所定の運転状態や第 2温度範囲に入る機会が比較的少ないような市街地 を主に走行する。このような車両では、エンジンの運転状態や第 1測定排気ガス温度 がそれぞれ、所定の運転状態や第 2温度範囲に入った時は、自動的に、この触媒の 劣化判定と排気ガス温度の判定用温度の補正を実施するようにしておくことが好まし い。
[0033] なお、本発明は、触媒としては、酸化触媒、三元触媒、 NOx吸蔵還元型触媒、 NO X直接還元型触媒、 SCR触媒等に適用できる。本発明の排気ガス温度の判定用温 度も、 PM再生制御だけではなぐ NOx再生制御、硫黄被毒からの回復のための脱 硫制御等にぉ 、て用いられる排気ガスの昇温制御又は降温制御の排気ガス温度の 判定用温度に適用できる。
発明の効果
[0034] 本発明に係る排気ガス浄ィ匕方法の制御方法及び排気ガス浄ィ匕システムによれば、 触媒の連続的な劣化度合いを、触媒前後の排気ガス温度をモニターすることで、劣 化指標温度として精度良く検知することができる。更に、この劣化指標温度の分だけ 、基準判定温度を補正して、排気ガス昇温制御時の判定用温度として使用して排気 ガス昇温制御を行うことにより、燃費の悪ィ匕を最小限に抑えながら、大気中に放出さ れる排気ガスの状態の悪ィ匕を防ぐことができる。
図面の簡単な説明
[0035] [図 1]本発明に係る実施の形態の排気ガス浄ィ匕システムの構成を示す図である。
[図 2]本発明に係る実施の形態の制御フローの一例を示す図である。
[図 3]本発明に係る劣化指標温度の算出を説明するための触媒入口温度と触媒によ る昇温温度との関係を示す図である。
[図 4]マップデータの構成の一例を示す図である。
発明を実施するための最良の形態
[0036] 以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス 浄ィ匕システムについて、上流側に酸化触媒装置、下流側に触媒付きフィルタ装置 (D PF装置)を配置した場合を例にして、図面を参照しながら説明する。
[0037] 図 1に、本発明の実施の形態の排気ガス浄化システム 1の構成を示す。この排気ガ ス浄ィ匕システム 1では、ディーゼル内燃機関（エンジン) Eの排気通路 4に、ターボチ ヤージャー 3のタービン 3b、 HC供給装置 13、排気ガス浄化装置 10が配置される。こ の排気ガス浄ィ匕装置 10は、連続再生型 DPF (ディーゼルパティキュレートフィルタ） 装置の一つであり、上流側に酸化触媒装置 12を、下流側に触媒付きフィルタ装置 1 1を有して構成される。
[0038] この酸ィ匕触媒装置 12は、多孔質のセラミックのハ-カム構造等の担持体に、白金（ Pt)等の酸化触媒を担持させて形成される。触媒付きフィルタ装置 11は、多孔質の セラミックのハ-カムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハ-カム 型ウォールフロータイプのフィルタや、アルミナ等の無機繊維をランダムに積層したフ エルト状のフィルタ等で形成される。このフィルタの部分に白金や酸ィ匕セリウム等の触 媒を担持する。この触媒付きフィルタ装置 11に、モノリスハ-カム型ウォールフロータ イブのフィルタを採用した場合には、排気ガス G中の PM (粒子状物質)を多孔質の セラミックの壁で捕集（トラップ)し、繊維型フィルタタイプを採用した場合には、フィル タの無機繊維で PMを捕集する。
[0039] HC供給装置 13は、触媒付きフィルタ装置 11の PM再生制御時において、排気ガ ス温度が低 ヽ場合に、排気ガス中に燃料などの未燃 HCを供給するのに用いられる 。この未燃 HCを、酸化触媒装置 12で酸化させて、この酸化熱により排気ガス温度を 上昇させる。これにより、高温の排気ガスを触媒付きフィルタ装置 11に流入させて捕 集された PMを燃焼除去する。なお、排気ガス中への未燃 HCの供給をシリンダ内燃 料噴射におけるポスト噴射により行う場合には、この HC供給装置 13を省くこともでき る。
[0040] 吸気通路 2には、マスエアフローセンサ（MAFセンサ） 14、ターボチャージヤー 3の コンプレッサ 3a,吸気絞り弁 9等が設けられる。この吸気絞り弁 9は、吸気マ-ホール ド 2aへ入る吸気 Aの量を調整する。また、排気マ-ホールド 4a側から吸気マ-ホー ルド 2aへ排気ガスの一部である EGRガス Geを再循環させる EGR通路 5が設けられ る。この EGR通路 5には、 EGRクーラ 7と EGR弁 6が設けられる。
[0041] そして、触媒付きフィルタ装置 11の PMの堆積量を推定するために、排気ガス浄化 装置 10の前後に接続された導通管に差圧センサ 21が設けられる。また、触媒付きフ ィルタ装置 11の再生制御用に、酸化触媒装置 12の上流側に酸化触媒入口排気温 度センサ 22が、酸化触媒装置 12と触媒付きフィルタ装置 11の間に触媒出口排気温 度センサ 23がそれぞれ設けられる。更に、触媒付きフィルタ装置 11の下流側にフィ ルタ出口排気温度センサ 24が設けられる。
[0042] この酸化触媒入口排気温度センサ 22は、酸化触媒装置 12に流入する排気ガスの 温度である第 1測定排気ガス温度 Timを検出する。また、触媒出口排気温度センサ 23は、酸ィ匕触媒装置 12から流出する排気ガスの温度である第 2測定排気ガス温度 T2mを検出する。この第 2測定排気ガス温度 T2mは、触媒付きフィルタ装置 11に流 入する排気ガスの温度となる。フィルタ出口排気温度センサ 24は、万一 PMの暴走 燃焼が起こった場合に対処できるように、触媒付きフィルタ装置 11における PMの燃 焼状態を監視する。
[0043] また、酸化触媒装置 12の上流側と、触媒付きフィルタ装置 11の下流側に λセンサ
(空気過剰率センサ） 25、 26を配置する。この上流側の λセンサ 25は排気ガス中に HC供給するときの空燃比制御用である。下流側の λセンサ 26は、触媒付きフィルタ 装置 11の ΡΜが燃焼し、 ΡΜ再生制御が行われていることを確認するためのものであ る。
[0044] これらのセンサの出力値は、エンジン Εの運転の全般的な制御を行うと共に、排気 ガス浄ィ匕装置 10の再生制御も行う制御装置 (ECU：エンジンコントロールユニット） 2 0に入力される。この制御装置 20から出力される制御信号により、吸気絞り弁 9や、燃 料噴射装置（噴射ノズル) 8や、 EGR弁 6等が制御される。
[0045] この排気ガス浄ィ匕システム 1においては、空気 Aは、エアクリーナ（図示しない）、吸 気通路 2のマスエアフローセンサ 14とターボチヤジャー 3のコンプレッサー 3aを通過 する。その後、空気 Aは、吸気絞り弁 9によりその量を調整されて吸気マ-ホールド 2 aよりシリンダ内に入る。そして、シリンダ内で発生した排気ガス Gは、排気マ-ホール ド 4aから排気通路 4に出てターボチヤジャー 3のタービン 3bを駆動する。その後、排 気ガス Gは、排気ガス浄ィ匕装置 10を通過して浄ィ匕された排気ガス Gcとなって、図示 しない消音器を通って大気中に排出される。また、排気ガス Gの一部は EGRガス Ge として、 EGR通路 5の EGRクーラー 7を通過する。その後、 EGRガス Geは、 EGR弁 6 でその量を調整されて吸気マ二ホールド 2aに再循環される。
[0046] そして、排気ガス浄ィ匕システム 1の制御装置力 エンジン Eの制御装置 20に組み込 まれ、エンジン Eの運転制御と並行して、排気ガス浄ィ匕システム 1の制御を行う。この 排気ガス浄ィ匕システム 1の制御装置は、酸化触媒装置 12の触媒劣化度合いの判定 や触媒付きフィルタ装置 11の PM再生制御等を含む排気ガス浄ィ匕システムの制御を 行う。
[0047] 次に、酸化触媒装置 (触媒） 12の触媒劣化度合 、の検出 (検知又は判定)とこの劣 化度合いによる浄化特性の変化に応じた排気ガス昇温制御について説明する。
[0048] この制御では、図 3に示すような劣化判定用データ（実線 A)を予め用意して制御装 置 20に記憶しておく。この劣化判定用データは、次のようにして求める。
[0049] 劣化前、言 、換えれば新品の触媒にぉ 、て、エンジンの運転状態や排気ガス温度 が判定時と同じになる条件下で、酸化触媒装置 12に流入する排気ガスの温度 (第 1 判定用排気ガス温度) Tentを変化させて、酸化触媒装置 12から流出する排気ガス の温度 (第 2判定用排気ガス温度) Toutを測定する。この測定結果から、第 2判定用 排気ガス温度 Tout力ゝら第 1判定用排気ガス温度 Tentを引き算して第 1判定用温度 差 AT(=Tout— Tent)を求める。この時の、第 1判定用排気ガス温度 (触媒入口温 度) Tentと第 1判定用温度差 (触媒による昇温温度） ΔΤの関係が劣化判定用デー タ（実線 A)となる。この劣化判定用データは、図 4に例示するようなマップデータ（Δ Tl〜 ATi〜 ATn:Tentl〜Tenti〜Tentn)や関数等で制御手段に予め記憶させ ておく。
[0050] 更に、劣化前 (新品)の酸化触媒装置 12の活性化開始温度 Taと活性化終了温度 Tbを求め、この両者 Ta, Tbの間の第 1温度範囲 ΔΤ100よりも、上下幅がそれぞれ 10%狭い第 2温度範囲 Δ 80の下限値 T10と上限値 T90を算出し、予め記憶させて おく。
[0051] この酸化触媒装置 12に担持された酸化触媒の劣化度合いの検出は、図 2に例示 するような制御フローによって行うことができる。なお、この図 2の制御フローは、ェン ジン Eの運転に際して、エンジン Eの他の制御フローと並行して実行される排気ガス 浄化システム 1の制御フローの一部である。この図 2の制御フローは、この排気ガス浄 化システム 1のメインの制御フローから、触媒劣化度合いの検知と判定用温度 TOの 補正が必要な時に、呼ばれて実行されては戻り、繰り返し実行されるものとして示し てある。 [0052] なお、この劣化度合いの判定は、故意にこれらの条件を満たすように内燃機関の運 転状態を変更して行わずに、エンジン Eの運転状態 (Nem, Qm)と排気ガスの温度 Timが判定時の条件を満たした状態になった時毎に、 自動的に行うのが好ま 、。
[0053] この図 2の制御フローでは、スタートすると、ステップ S11〜S13で、エンジン（内燃 機関) Eの運転状態が劣化度合い判定が可能な所定の運転状態にあるか否かを判 定する。ステップ S14〜S15で、第 1測定排気ガス温度 Timが第 2温度範囲 ΔΤ80 内に有るか否かを判定する。次のステップ S16〜S17で、触媒が劣化しているか否 かを判定する。そして、ステップ S18〜S19で劣化指標温度 Ticを算出し、ステップ S 20で新たな判定用温度 T10を算出する。
[0054] より詳細には、ステップ S 11でエンジン回転数 Nemと負荷に対応する燃料流量 Qm を読み込む。ステップ S 12でエンジン回転数 Nemが所定の回転数設定範囲内の値（ Nel≤Nem≤Neu)であるか否かを判定し、否であれば、所定の運転状態では無い と判定する。また、ステップ S 13で燃料流量 Qmが所定の燃料流量設定範囲内の値（ Ql≤Qm≤Qu)である力否かを判定し、否であれば、所定の運転状態では無いと判 定する。
[0055] このステップ S 11〜S 13の判定で、エンジン運転状態が所定の運転状態では無い 場合には、そのままリターンする。一方、エンジン運転状態が所定の運転状態で有る 場合には、ステップ S14に行く。
[0056] ステップ S14で、酸化触媒入口排気温度センサ 22で検出した第 1測定排気ガス温 度 Timを読み込む。ステップ S15で、この第 1測定排気ガス温度 Tim力 第 2温度 範囲 ΔΤ80の下限値 T10と上限値 T90の間に有る（T10≤Tlm≤T90)か否かを 判定する。この判定で、第 1測定排気ガス温度 Timが、第 2温度範囲 ΔΤ80範囲内 に無い場合には、そのままリターンする。一方、この判定で、第 1測定排気ガス温度 T lmが、第 2温度範囲 ΔΤ80範囲内に有る場合には、ステップ S16に行く。
[0057] ステップ S16で、酸化触媒出口排気温度センサ 23で検出した第 2測定排気ガス温 度 T2mを読み込み、この第 2測定排気ガス温度 T2mから第 1測定排気ガス温度 T1 mを引き算して第 1測定温度差 ATm(=T2m— Tim)を算出する。また、劣化前の 劣化判定用データ Aに基づいて、第 1測定排気ガス温度 Timに対応する第 1温度 差 Δ Ticを図 4のマップデータを参照して算出する。
[0058] 次のステップ S17で、第 1測定温度差 ΔΤπιと第 1温度差 ATlcを比較して、第 1測 定温度差 ΔΤπιが第 1温度差 Δ Tic以上であれば、劣化していないと判断して、その ままリターンする。一方、第 1測定温度差 ΔΤπιが第 1温度差 ATlcより小さければ、 劣化していると判断して、ステップ S18に行く。
[0059] ステップ S18では、、劣化前の劣化判定用データ Aに基づいて、第 1測定温度差 Δ Tmと同じ第 1判定用温度差 ATcとなる第 1判定用排気ガス温度 Tcを図 4のマップ データを参照して算出する。次のステップ S19で、第 1測定排気ガス温度 Tim力ゝら第 1判定用排気ガス温度 Tcを引き算して劣化指標温度 Tic (=Tlm— Tc)を算出する
[0060] つまり、図 3に示すように、排気ガス温度の計測結果力も Pa点 (Tim, ΔΤπι)を求 める。この Pa点力 劣化判定用データ Α上の Pb点（Tc、 ATc)をマップデータを参 照して求める。この Pa点と Pb点の温度差 (Tim— Tc)が劣化指標温度 Ticとなる。
[0061] そして、ステップ S20で、判定用温度 TOを、劣化前を基準として設定した基準判定 用温度 TObに、ステップ S 19で得られた劣化指標温度 Ticを加算して算出する。この 新しい判定用温度 TOを、その後の排気ガスの昇温制御又は降温制御など、触媒の 活性ィ匕特性 (ライトオフ特性)が問題になる判定のための温度に使用する。例えば、 この判定用温度 TOを、酸化触媒装置 12の酸化触媒を活性化させるために、酸化触 媒装置 12に流入する排気ガスを昇温又は降温する制御を行う際に用いる。
[0062] この図 2の制御フローに基づく制御によれば、図 3に示すように、劣化判定用データ Aに基づく第 1判定用温度差 ATcが、第 1測定温度差 ΔΤπιと同じになる第 1判定用 排気ガス温度 Tcを算出して、この算出した第 1判定用排気ガス温度 Tcを、判定時の 第 1測定排気ガス温度 Tmから引き算した結果を劣化指標温度 Ticとすることができ る。この劣化指標温度 Ticにより、 HC活性やライトオフが劣化し温度が高温側にシフ トする触媒の劣化度合いを精度よく連続的に検出又は判定できる。
[0063] そして、この劣化指標温度 Ticを、劣化前を基準として設定した基準判定用温度 TO bに加えて、排気ガス温度の判定用温度 TOとし、排気ガスを昇温する制御に用いると 、昇温制御のアルゴリズムを複雑化することなぐ昇温制御に触媒の劣化度合いを反 映させることができる。従って、触媒劣化後における排気ガス昇温制御における燃費 の悪化や HC, COの排気ガス浄ィ匕装置の下流側への排出 (スリップ)を抑制できる。 〔その他の排気ガス浄ィ匕システム〕
なお、上記の説明では、上流側の酸化触媒装置 12と下流側の触媒付きフィルタ装 置 (DPF装置） 11を組み合わせた排気ガス浄ィ匕システム 1を用いた。しかし、本発明 は、上流側の酸化触媒装置と下流側の NOx吸蔵還元型触媒を組み合わせた排気 ガス浄化システム、上流側の酸化触媒装置と下流側の SCR触媒を組み合わせた排 気ガス浄化システム、 NOx吸蔵還元型触媒単独、 SCR触媒単独、触媒付きフィルタ 装置 (DPF装置)単独のそれぞれの排気ガス浄化システムや、酸化触媒と NOx浄化 触媒と DPF装置を組み合わせた排気ガス浄ィ匕システムにも適用できる。
[0064] また、排気ガス温度の判定用温度 TOにお 、ても、上記で例示した PM再生制御だ けではなく、 NOx吸蔵還元型触媒や NOx直接還元型触媒の NOx浄化触媒の NOx 再生制御や、酸化触媒、 NOx吸蔵還元型触媒、 NOx直接還元型触媒、 SCR触媒 等の各種触媒の硫黄被毒からの回復のための脱硫制御における排気ガス温度の判 定温度として用いることができる。
産業上の利用可能性
[0065] 上述した優れた効果を有する本発明の排気ガス浄化システムの制御方法及び排 気ガス浄ィ匕システムは、自動車搭載の内燃機関の排気ガスを浄ィ匕する排気ガス浄ィ匕 システム等に、有効に利用することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒を担持した触媒装置を備え、前記触媒 の劣化度合いを検出し、該劣化度合いによる浄ィ匕特性の変化に応じた排気ガス昇 温制御を行う排気ガス浄ィ匕システムの制御方法において、
劣化前における、前記触媒に流入する排気ガスの温度である第 1判定用排気ガス 温度と、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2判定用排気ガス温度と前 記第 1判定用排気ガス温度の差としての第 1判定用温度差との関係を、予め劣化判 定用データとして記憶しておくと共に、
内燃機関の運転状態が、所定の運転状態にあるときで、かつ、前記触媒に流入す る排気ガスの温度である第 1測定排気ガス温度が、前記触媒の劣化前の活性ィ匕開 始温度と活性ィ匕終了温度の間の第 1温度範囲よりも、上下幅がそれぞれ 10%狭い 第 2温度範囲にあるときに劣化度合!/、の判定を行！、、
該劣化度合いの判定を、前記第 1判定用温度差が、判定時の前記第 1測定排気ガ ス温度に対する、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2測定排気ガス温 度と前記第 1測定排気ガス温度の差として算出された第 1測定温度差と同じになる第 1判定用排気ガス温度を前記劣化判定用データを基に算出し、
該算出した第 1判定用排気ガス温度を、判定時の前記第 1測定排気ガス温度から 引き算した結果を劣化指標温度とし、
前記触媒を活性化させるために、前記触媒に流入する排気ガスを昇温又は降温す る制御を行う場合に、劣化前を基準として設定した基準判定用温度に、前記劣化度 合 ヽの判定で得られた前記劣化指標温度を加えた温度を、前記排気ガスを昇温又 は降温する制御の排気ガス温度の判定用温度として用いることを特徴とする排気ガ ス浄化システムの制御方法。
[2] 内燃機関の排気ガスを浄化するための触媒を担持した触媒装置と、前記触媒の劣 化度合いを検出し、該劣化度合いによる浄化特性の変化に応じた排気ガス昇温制 御を行う制御手段を備えた排気ガス浄ィ匕システムにおいて、
前記制御手段が、
劣化前における、前記触媒に流入する排気ガスの温度である第 1判定用排気ガス 温度と、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2判定用排気ガス温度と前 記第 1判定用排気ガス温度の差としての第 1判定用温度差との関係を、予め劣化判 定用データとして記憶しておくと共に、
内燃機関の運転状態が、所定の運転状態にあるときで、かつ、前記触媒に流入す る排気ガスの温度である第 1測定排気ガス温度が、前記触媒の劣化前の活性ィ匕開 始温度と活性ィ匕終了温度の間の第 1温度範囲よりも、上下幅がそれぞれ 10%狭い 第 2温度範囲にあるときに劣化度合!/、の判定を行！、、
該劣化度合いの判定を、前記第 1判定用温度差が、判定時の前記第 1測定排気ガ ス温度に対する、前記触媒力 流出する排気ガスの温度である第 2測定排気ガス温 度と前記第 1測定排気ガス温度の差として算出された第 1測定温度差と同じになる第 1判定用排気ガス温度を前記劣化判定用データを基に算出し、
該算出した第 1判定用排気ガス温度を、判定時の前記第 1測定排気ガス温度から 引き算した結果を劣化指標温度とし、
前記触媒を活性化させるために、前記触媒に流入する排気ガスを昇温又は降温す る制御を行う場合に、劣化前を基準として設定した基準判定用温度に、前記劣化度 合 ヽの判定で得られた前記劣化指標温度を加えた温度を、前記排気ガスを昇温又 は降温する制御の排気ガス温度の判定用温度として用いる制御を行うことを特徴と する排気ガス浄ィ匕システム。
PCT/JP2006/318563 2005-11-22 2006-09-20 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム WO2007060785A1 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP06798123A EP1953356B1 (en) 2005-11-22 2006-09-20 Method for control of exhaust gas purification system, and exhaust gas purification system
US12/085,093 US7797927B2 (en) 2005-11-22 2006-09-20 Method for control of exhaust gas purification system, and exhaust gas purification system

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2005337241A JP4710564B2 (ja) 2005-11-22 2005-11-22 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP2005-337241 2005-11-22

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007060785A1 true WO2007060785A1 (ja) 2007-05-31

Family

ID=38067022

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2006/318563 WO2007060785A1 (ja) 2005-11-22 2006-09-20 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7797927B2 (ja)
EP (1) EP1953356B1 (ja)
JP (1) JP4710564B2 (ja)
CN (1) CN100590302C (ja)
WO (1) WO2007060785A1 (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100101217A1 (en) * 2007-03-16 2010-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US8505277B2 (en) * 2009-08-06 2013-08-13 GM Global Technology Operations LLC System and methods for controlling selective catalytic reduction systems

Families Citing this family (38)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4428361B2 (ja) * 2006-05-24 2010-03-10 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
US7991524B2 (en) * 2008-01-02 2011-08-02 GM Global Technology Operations LLC Temperature sensor diagnostics
US20090218409A1 (en) * 2008-02-29 2009-09-03 Wen-Lo Chen Heating system for motor vehicle
JP2009209781A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Toyota Motor Corp 車両用排気浄化触媒の劣化判定装置
JP4530081B2 (ja) * 2008-07-25 2010-08-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の触媒劣化診断装置及び触媒劣化診断方法
KR100992812B1 (ko) 2008-10-16 2010-11-08 현대자동차주식회사 선택적 촉매 열화도 추정장치 및 방법
DE102008057814A1 (de) * 2008-11-18 2010-05-27 Iav Gmbh Ingenieurgesellschaft Auto Und Verkehr Verfahren zur Bewertung des Konvertierungsverhaltens eines Katalysators im Abgassystem eines Kraftfahrzeuges
JP4983825B2 (ja) * 2009-02-27 2012-07-25 株式会社デンソー 触媒異常検出装置
JP5375462B2 (ja) * 2009-09-09 2013-12-25 いすゞ自動車株式会社 Ｎｏ酸化触媒の劣化検出装置および方法
US8713914B2 (en) * 2009-09-29 2014-05-06 GM Global Technology Operations LLC Method and apparatus for monitoring a hydrocarbon-selective catalytic reduction device
KR101048144B1 (ko) * 2009-11-02 2011-07-08 기아자동차주식회사 배기 시스템
FR2952674B1 (fr) * 2009-11-17 2012-11-16 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de controle d'un systeme de traitement des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne
EP2525058B1 (en) * 2010-01-14 2014-12-17 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Catalyst temperature control device
JP5434685B2 (ja) * 2010-03-04 2014-03-05 いすゞ自動車株式会社 空燃比検出装置
JP4841679B2 (ja) * 2010-04-15 2011-12-21 川崎重工業株式会社 ガスタービンの制御装置
US8464516B2 (en) 2010-11-18 2013-06-18 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Inlet for exhaust treatment device
JP5720229B2 (ja) * 2010-12-16 2015-05-20 いすゞ自動車株式会社 Ｄｐｆシステム
US8656708B2 (en) 2011-01-31 2014-02-25 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Coaxial inlet and outlet exhaust treatment device
US8609030B2 (en) 2011-03-04 2013-12-17 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Exhaust aftertreatment device with integrated shell and baffle
US8776509B2 (en) 2011-03-09 2014-07-15 Tenneco Automotive Operating Company Inc. Tri-flow exhaust treatment device with reductant mixing tube
EP2527609A1 (en) 2011-05-23 2012-11-28 Inergy Automotive Systems Research (Société Anonyme) Additive delivery system and method for controlling said system
KR101305632B1 (ko) * 2011-09-21 2013-09-09 기아자동차주식회사 배기정화장치의 피독감지시스템 및 감지방법
US9181843B2 (en) * 2011-09-26 2015-11-10 GM Global Technology Operations LLC On-board diagnostic method for NO2 formation in an oxidation catalyst
DE102012022509A1 (de) * 2012-11-16 2014-05-22 Daimler Ag Verfahren zur Durchführung einer Regeneration eines Partikelfilters
JP5968206B2 (ja) * 2012-11-28 2016-08-10 三菱日立パワーシステムズ株式会社 排ガス処理装置
CN104838101B (zh) * 2012-12-07 2018-01-02 丰田自动车株式会社 排气净化装置的异常检测装置
US9080524B2 (en) 2013-02-25 2015-07-14 Cummins, Inc. System, method, and apparatus for sulfur recovery on an SCR catalyst
JP5913159B2 (ja) * 2013-03-11 2016-04-27 株式会社クボタ ディーゼルエンジン
FR3006709B1 (fr) * 2013-06-11 2015-06-19 Peugeot Citroen Automobiles Sa Procede de limitation du vieillissement d' un catalyseur dans une ligne d' echappement de vehicule automobile
US9145818B2 (en) * 2013-06-12 2015-09-29 Deere & Company Exhaust gas sampling device
US9347356B2 (en) * 2014-05-06 2016-05-24 Baohua Qi Exhaust gas processing system independent to engine controls
JP6183659B2 (ja) * 2014-05-27 2017-08-23 株式会社豊田自動織機 排気ガス浄化装置
JP2016023579A (ja) * 2014-07-18 2016-02-08 いすゞ自動車株式会社 排ガス後処理装置におけるＮＯｘ還元制御方法
JP2016133063A (ja) * 2015-01-20 2016-07-25 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム
JP2016133064A (ja) 2015-01-20 2016-07-25 いすゞ自動車株式会社 排気浄化システム
JP6769281B2 (ja) * 2016-12-15 2020-10-14 いすゞ自動車株式会社 内燃機関システム
JP2019152167A (ja) * 2018-03-05 2019-09-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
CN113309622B (zh) * 2020-02-26 2023-05-26 日立安斯泰莫汽车***(苏州)有限公司 发动机排放恶化抑制装置及发动机排放恶化抑制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08312336A (ja) 1995-05-12 1996-11-26 Isuzu Motors Ltd ＮＯｘ低減装置
JPH09164320A (ja) 1995-12-18 1997-06-24 Ngk Insulators Ltd 排気ガス浄化触媒の劣化検知方法
JPH10159543A (ja) * 1996-12-04 1998-06-16 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化装置の劣化診断方法
JPH10259714A (ja) 1998-02-23 1998-09-29 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置
JPH11270327A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Isuzu Motors Ltd 内燃機関のＮＯｘ低減装置
US5987977A (en) 1995-07-26 1999-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for determining an abnormal degree of deterioration of a catalyst
JP2003214153A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置及びその劣化判定方法
JP2004324477A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Toyota Motor Corp 排気浄化システムの不具合判定方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5201802A (en) * 1991-02-04 1993-04-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for an internal combustion engine
JP3157061B2 (ja) * 1993-04-26 2001-04-16 株式会社日立製作所 触媒劣化診断システム
JPH1047048A (ja) * 1996-08-02 1998-02-17 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2002147224A (ja) * 2000-11-08 2002-05-22 Honda Motor Co Ltd 吸着材の状態判定装置
DE10300555B4 (de) 2002-01-10 2009-03-19 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Toyota-shi Verschlechterungsermittelungsvorrichtung für eine Verbrennungsmotorabgassteuerungsvorrichtung und Verschlechterungsermittelungsverfahren

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08312336A (ja) 1995-05-12 1996-11-26 Isuzu Motors Ltd ＮＯｘ低減装置
US5987977A (en) 1995-07-26 1999-11-23 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Device for determining an abnormal degree of deterioration of a catalyst
JPH09164320A (ja) 1995-12-18 1997-06-24 Ngk Insulators Ltd 排気ガス浄化触媒の劣化検知方法
JPH10159543A (ja) * 1996-12-04 1998-06-16 Nissan Motor Co Ltd 排気ガス浄化装置の劣化診断方法
JPH10259714A (ja) 1998-02-23 1998-09-29 Denso Corp 内燃機関の排気浄化装置
JPH11270327A (ja) * 1998-03-20 1999-10-05 Isuzu Motors Ltd 内燃機関のＮＯｘ低減装置
JP2003214153A (ja) * 2002-01-22 2003-07-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置及びその劣化判定方法
JP2004324477A (ja) * 2003-04-23 2004-11-18 Toyota Motor Corp 排気浄化システムの不具合判定方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1953356A4 *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20100101217A1 (en) * 2007-03-16 2010-04-29 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US8307638B2 (en) * 2007-03-16 2012-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US8505277B2 (en) * 2009-08-06 2013-08-13 GM Global Technology Operations LLC System and methods for controlling selective catalytic reduction systems

Also Published As

Publication number Publication date
CN100590302C (zh) 2010-02-17
EP1953356A1 (en) 2008-08-06
JP4710564B2 (ja) 2011-06-29
EP1953356B1 (en) 2012-04-25
US7797927B2 (en) 2010-09-21
US20090120069A1 (en) 2009-05-14
JP2007138898A (ja) 2007-06-07
EP1953356A4 (en) 2010-11-24
CN101313131A (zh) 2008-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4710564B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
US8056323B2 (en) Method of controlling exhaust gas purification system and exhaust gas purification system
JP4304447B2 (ja) 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
EP1793099B1 (en) Method of exhaust gas purification and exhaust gas purification system
JP3933172B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP3988785B2 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP4972914B2 (ja) 排気ガス浄化システムの再生制御方法及び排気ガス浄化システム
JP4673226B2 (ja) 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
JP3979437B1 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP4270155B2 (ja) 排気浄化触媒の熱劣化状態検出装置
WO2006123510A1 (ja) 排気ガス浄化方法及び排気ガス浄化システム
US7210285B2 (en) Internal combustion engine exhaust gas purifying system
US7451593B2 (en) Exhaust gas cleaning method and exhaust gas cleaning system
US20040139738A1 (en) Exhaust gas purification system of internal combustion engine
JP2004108320A (ja) 排気ガス浄化方法及びそのシステム
WO2007110997A1 (ja) ＮＯｘ浄化システムの制御方法及びＮＯｘ浄化システム
JP5720135B2 (ja) 排気ガス浄化システム
WO2007145046A1 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム
JP6191380B2 (ja) 内燃機関の排気ガス浄化システム及び内燃機関の排気ガス浄化方法
JP4114355B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置及びその劣化判定方法
JP6069820B2 (ja) 内燃機関の排気浄化システム、内燃機関、及び内燃機関の排気浄化方法
JP4052268B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
WO2007010699A1 (ja) 排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システム

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200680043586.3

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2006798123

Country of ref document: EP

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12085093

Country of ref document: US

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE