JP2000045753A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ＮＯｘ吸収触媒（ＮＯｘ吸収剤）の硫黄被毒
による劣化を精度良く判定し、付着した硫黄を除去して
再生させる 【解決手段】 排気系にＳＯｘセンサを配置して排気ガ
ス中の硫黄濃度を検出し（Ｓ１０２）、検出値に基づい
てＳＯｘ積算量を算出する（Ｓ１０４）。積算量が所定
値Ａを超えるとき通電加熱し（Ｓ１０６，Ｓ１０８）、
排気温度Ｔｃａｔが所定温度Ｂを超えると（Ｓ１１
０）、空燃比をリッチ化する（Ｓ１１２）。
による劣化を精度良く判定し、付着した硫黄を除去して
再生させる 【解決手段】 排気系にＳＯｘセンサを配置して排気ガ
ス中の硫黄濃度を検出し（Ｓ１０２）、検出値に基づい
てＳＯｘ積算量を算出する（Ｓ１０４）。積算量が所定
値Ａを超えるとき通電加熱し（Ｓ１０６，Ｓ１０８）、
排気温度Ｔｃａｔが所定温度Ｂを超えると（Ｓ１１
０）、空燃比をリッチ化する（Ｓ１１２）。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は内燃機関の排気浄
化装置に関し、より詳しくは、硫黄などの被毒に対し、
容易に被毒を除去してＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ吸収触媒）
を再生するようにしたものに関する。
化装置に関し、より詳しくは、硫黄などの被毒に対し、
容易に被毒を除去してＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ吸収触媒）
を再生するようにしたものに関する。
【０００２】
【従来の技術】内燃機関の排気ガス浄化触媒としては、
酸化触媒、三元触媒、ＮＯｘ選択還元触媒、ＮＯｘ吸収
触媒（ＮＯｘ吸収剤）、ＨＣ吸収触媒などが種々提案さ
れている。近年、リーンバーン機関など空燃比のリーン
化が進みつつあり、そのような機関にあってはＮＯｘ吸
収触媒（ＮＯｘ吸収剤）などを用いてリーン雰囲気での
ＮＯｘ（窒素酸化物）成分の浄化を図っている。
酸化触媒、三元触媒、ＮＯｘ選択還元触媒、ＮＯｘ吸収
触媒（ＮＯｘ吸収剤）、ＨＣ吸収触媒などが種々提案さ
れている。近年、リーンバーン機関など空燃比のリーン
化が進みつつあり、そのような機関にあってはＮＯｘ吸
収触媒（ＮＯｘ吸収剤）などを用いてリーン雰囲気での
ＮＯｘ（窒素酸化物）成分の浄化を図っている。
【０００３】ところで、燃料には硫黄Ｓが含まれている
が、その硫黄が触媒表面あるいはミクロポアにＳＯｘ
（硫黄酸化物）として付着（吸収）すると、触媒の浄化
効率を低下させる。特に、上記したＮＯｘ吸収触媒（Ｎ
Ｏｘ吸収剤）、即ち、リーン雰囲気でＮＯｘを吸収し、
未燃焼ＨＣ（還元剤）の供給を受けて吸収したＮＯｘを
還元浄化する触媒にあっては、硫黄が吸収されやすく、
いわゆる硫黄被毒を生じてＮＯｘ吸収効率を低下させて
いる。
が、その硫黄が触媒表面あるいはミクロポアにＳＯｘ
（硫黄酸化物）として付着（吸収）すると、触媒の浄化
効率を低下させる。特に、上記したＮＯｘ吸収触媒（Ｎ
Ｏｘ吸収剤）、即ち、リーン雰囲気でＮＯｘを吸収し、
未燃焼ＨＣ（還元剤）の供給を受けて吸収したＮＯｘを
還元浄化する触媒にあっては、硫黄が吸収されやすく、
いわゆる硫黄被毒を生じてＮＯｘ吸収効率を低下させて
いる。
【０００４】そこで、特開平６−６６１２９号公報は、
車両走行距離、ＮＯｘ吸収量あるいは排気温度から硫黄
被毒量を推定し、推定値が所定値を超えたとき、電気ヒ
ータを一定時間通電加熱すると共に、供給する混合気の
空燃比を理論空燃比にし、ＳＯｘを除去して触媒を再生
する技術を提案している。
車両走行距離、ＮＯｘ吸収量あるいは排気温度から硫黄
被毒量を推定し、推定値が所定値を超えたとき、電気ヒ
ータを一定時間通電加熱すると共に、供給する混合気の
空燃比を理論空燃比にし、ＳＯｘを除去して触媒を再生
する技術を提案している。
【０００５】また、特開平７−２１７４７４号公報も、
機関回転数などから硫黄被毒量を推定し、推定値が許容
値を超えると共に、排気ガス温度が所定値を超えると
き、供給する混合気の空燃比をリッチ化し、ＳＯｘを除
去して触媒を再生する技術を提案している。
機関回転数などから硫黄被毒量を推定し、推定値が許容
値を超えると共に、排気ガス温度が所定値を超えると
き、供給する混合気の空燃比をリッチ化し、ＳＯｘを除
去して触媒を再生する技術を提案している。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、日本国内で
販売される燃料中の硫黄は３０ｐｐｍに規制されている
が、米国では平均値で４００ｐｐｍ、規制値で１０００
ｐｐｍと硫黄含有量が多く、欧州でも国により異なるも
のの、数百ｐｐｍ以上の国が過半数である。
販売される燃料中の硫黄は３０ｐｐｍに規制されている
が、米国では平均値で４００ｐｐｍ、規制値で１０００
ｐｐｍと硫黄含有量が多く、欧州でも国により異なるも
のの、数百ｐｐｍ以上の国が過半数である。
【０００７】燃料中の硫黄含有量が増加するにつれて硫
黄被毒も増加することから、硫黄被毒を精度良く求めて
触媒（ＮＯｘ吸収剤）を的確に再生させる必要がある
が、上記した従来技術においては車両走行距離などから
硫黄被毒量を推定するものであって、排気ガス中の硫黄
濃度を検出し、それに基づいて硫黄被毒量を推定して触
媒再生処理を行うものでなかった。
黄被毒も増加することから、硫黄被毒を精度良く求めて
触媒（ＮＯｘ吸収剤）を的確に再生させる必要がある
が、上記した従来技術においては車両走行距離などから
硫黄被毒量を推定するものであって、排気ガス中の硫黄
濃度を検出し、それに基づいて硫黄被毒量を推定して触
媒再生処理を行うものでなかった。
【０００８】従って、この発明の目的は上記した不都合
を解消することにあり、排気ガス中の硫黄濃度を検出
し、それに基づいて硫黄被毒によるＮＯｘ吸収剤の劣化
をより直接的に判定して的確に再生処理を行うようにし
た内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
を解消することにあり、排気ガス中の硫黄濃度を検出
し、それに基づいて硫黄被毒によるＮＯｘ吸収剤の劣化
をより直接的に判定して的確に再生処理を行うようにし
た内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１項にあっては、内燃機関の排気系に設け
られ、排気ガスがリーン雰囲気にあるとき排気ガス中の
ＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤と、前記ＮＯｘ吸収剤を
加熱する加熱手段と、前記ＮＯｘ吸収剤の配置位置の上
流側に設けられ、排気ガス中の硫黄濃度を検出する硫黄
濃度検出手段と、前記硫黄濃度検出手段の出力に基づい
て前記ＮＯｘ吸収剤の硫黄被毒による劣化を判定する劣
化判定手段と、前記ＮＯｘ吸収剤の温度を推定する温度
推定手段と、前記劣化判定手段により前記劣化が判定さ
れ、かつ前記温度推定手段により推定された温度が硫黄
被毒再生温度より高いとき、理論空燃比あるいはそれ以
下のリッチ空燃比を供給する硫黄除去制御手段とを備え
る如く構成した。
めに、請求項１項にあっては、内燃機関の排気系に設け
られ、排気ガスがリーン雰囲気にあるとき排気ガス中の
ＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤と、前記ＮＯｘ吸収剤を
加熱する加熱手段と、前記ＮＯｘ吸収剤の配置位置の上
流側に設けられ、排気ガス中の硫黄濃度を検出する硫黄
濃度検出手段と、前記硫黄濃度検出手段の出力に基づい
て前記ＮＯｘ吸収剤の硫黄被毒による劣化を判定する劣
化判定手段と、前記ＮＯｘ吸収剤の温度を推定する温度
推定手段と、前記劣化判定手段により前記劣化が判定さ
れ、かつ前記温度推定手段により推定された温度が硫黄
被毒再生温度より高いとき、理論空燃比あるいはそれ以
下のリッチ空燃比を供給する硫黄除去制御手段とを備え
る如く構成した。
【００１０】これによって、排気ガス中の硫黄濃度を検
出し、それに基づいて硫黄被毒による劣化をより直接的
に判定することで劣化判定精度を向上させることができ
る。従って、硫黄含有量が多い燃料を用いるときも、Ｎ
Ｏｘ吸収剤の再生処理を的確に行うことができる。
出し、それに基づいて硫黄被毒による劣化をより直接的
に判定することで劣化判定精度を向上させることができ
る。従って、硫黄含有量が多い燃料を用いるときも、Ｎ
Ｏｘ吸収剤の再生処理を的確に行うことができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に即してこの発明
に係る内燃機関の排気浄化装置の実施の形態を説明す
る。
に係る内燃機関の排気浄化装置の実施の形態を説明す
る。
【００１２】図１は、その排気浄化装置を概略的に示す
全体図である。
全体図である。
【００１３】図において、符号１０は４気筒などの多気
筒内燃機関（以下「エンジン」という）の本体を示し、
吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ（図示せ
ず）から導入された吸気は、スロットルバルブ１４でそ
の流量を調節されつつサージタンクと吸気マニホルド
（共に図示せず）を経て、各気筒へ流入される。
筒内燃機関（以下「エンジン」という）の本体を示し、
吸気管１２の先端に配置されたエアクリーナ（図示せ
ず）から導入された吸気は、スロットルバルブ１４でそ
の流量を調節されつつサージタンクと吸気マニホルド
（共に図示せず）を経て、各気筒へ流入される。
【００１４】各気筒の吸気バルブ（図示せず）の付近に
はインジェクタ（燃料噴射弁）１６が設けられて燃料を
噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各
気筒内で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピ
ストン（図示せず）を駆動する。
はインジェクタ（燃料噴射弁）１６が設けられて燃料を
噴射する。噴射されて吸気と一体となった混合気は、各
気筒内で図示しない点火プラグで点火されて燃焼してピ
ストン（図示せず）を駆動する。
【００１５】燃焼後の排気ガスは、排気バルブ（図示せ
ず）および排気マニホルド（図示せず）を介して排気管
１８に送られる。排気管１８においては上流側に三元触
媒２２が配置されて排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成
分などを浄化すると共に、その下流にＮＯｘ吸収触媒
（前記したＮＯｘ吸収剤）２４が配置される。
ず）および排気マニホルド（図示せず）を介して排気管
１８に送られる。排気管１８においては上流側に三元触
媒２２が配置されて排気ガス中のＨＣ，ＣＯ，ＮＯｘ成
分などを浄化すると共に、その下流にＮＯｘ吸収触媒
（前記したＮＯｘ吸収剤）２４が配置される。
【００１６】ＮＯｘ吸収触媒２４は、先に述べた特開平
６−６６１２９号公報あるいは特開平７−２１７４７４
号公報に記載されるＮＯｘ吸収剤と同種の触媒であっ
て、リーン雰囲気（酸化雰囲気）で排気ガス中のＮＯｘ
を吸収すると共に、排気ガス中の酸素濃度が低下する
と、即ち、リッチ雰囲気において未燃ＨＣ，ＣＯと反応
してＮＯｘを還元浄化する。
６−６６１２９号公報あるいは特開平７−２１７４７４
号公報に記載されるＮＯｘ吸収剤と同種の触媒であっ
て、リーン雰囲気（酸化雰囲気）で排気ガス中のＮＯｘ
を吸収すると共に、排気ガス中の酸素濃度が低下する
と、即ち、リッチ雰囲気において未燃ＨＣ，ＣＯと反応
してＮＯｘを還元浄化する。
【００１７】ここで、ＮＯｘ吸収触媒２４を担持する担
体は、素材を押し出し成形した後、焼成してセラミック
化し、次いで適宜な長さに裁断して製作される。担体に
は電流路が形成され、ＮＯｘ吸収触媒２４自体が電熱ヒ
ータ構造を備える電気加熱式の触媒として構成される。
電流路は正負極端子２４ａ，２４ｂに接続される。
体は、素材を押し出し成形した後、焼成してセラミック
化し、次いで適宜な長さに裁断して製作される。担体に
は電流路が形成され、ＮＯｘ吸収触媒２４自体が電熱ヒ
ータ構造を備える電気加熱式の触媒として構成される。
電流路は正負極端子２４ａ，２４ｂに接続される。
【００１８】図１の装置は切換スイッチ２６を備え、切
換スイッチ２６の端子２６ａが２６ｂに切り換えられる
と、正極端子２４ａはオルタネータ２８に接続され、オ
ルタネータ２８より電流の供給を受けてＮＯｘ吸収触媒
２４の温度を上昇させる。
換スイッチ２６の端子２６ａが２６ｂに切り換えられる
と、正極端子２４ａはオルタネータ２８に接続され、オ
ルタネータ２８より電流の供給を受けてＮＯｘ吸収触媒
２４の温度を上昇させる。
【００１９】尚、切換スイッチ２６の端子２６ａが端子
２６ｃに切り換えられると、オルタネータ２８の出力は
バッテリ３０の正電極に接続され、バッテリ３０を充電
する。バッテリ３０の正電極は線３２を介して前記した
空気ポンプ３４のモータ（図示せず）を含む電気負荷に
接続される。
２６ｃに切り換えられると、オルタネータ２８の出力は
バッテリ３０の正電極に接続され、バッテリ３０を充電
する。バッテリ３０の正電極は線３２を介して前記した
空気ポンプ３４のモータ（図示せず）を含む電気負荷に
接続される。
【００２０】空気ポンプ３４は、排気管１８のＮＯｘ吸
収触媒２４配置位置の上流で分岐された分岐路３６の他
端に接続され、酸素を供給して未燃焼成分の燃焼を促進
し、浄化効率を向上させる。
収触媒２４配置位置の上流で分岐された分岐路３６の他
端に接続され、酸素を供給して未燃焼成分の燃焼を促進
し、浄化効率を向上させる。
【００２１】図１においてエンジン本体１０のカム軸ま
たはクランク軸（共に図示せず）の付近にクランク角セ
ンサ３８が設けられ、所定クランク角度ごとに信号ＣＲ
Ｋを出力すると共に、特定気筒の特定クランク角度で気
筒判別信号を出力する。
たはクランク軸（共に図示せず）の付近にクランク角セ
ンサ３８が設けられ、所定クランク角度ごとに信号ＣＲ
Ｋを出力すると共に、特定気筒の特定クランク角度で気
筒判別信号を出力する。
【００２２】スロットルバルブ１４にはスロットル開度
センサ４０が設けられてスロットル開度θＴＨに比例し
た信号を出力する。その下流の分岐路４２の末端には絶
対圧センサ４４が設けられ、吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じた信号を出力する。
センサ４０が設けられてスロットル開度θＴＨに比例し
た信号を出力する。その下流の分岐路４２の末端には絶
対圧センサ４４が設けられ、吸気管内絶対圧ＰＢＡに応
じた信号を出力する。
【００２３】さらに、分岐位置の下流には吸気温センサ
４６が設けられて吸入空気温度ＴＡに比例する信号を出
力すると共に、シリンダブロックなどの適宜位置には水
温センサ４８が設けられてエンジン冷却水温ＴＷに応じ
た信号を出力する。
４６が設けられて吸入空気温度ＴＡに比例する信号を出
力すると共に、シリンダブロックなどの適宜位置には水
温センサ４８が設けられてエンジン冷却水温ＴＷに応じ
た信号を出力する。
【００２４】さらに、排気管１８にはＯ2 センサ５０が
設けられ、排気ガス中の酸素濃度に比例した信号を出力
する。
設けられ、排気ガス中の酸素濃度に比例した信号を出力
する。
【００２５】さらに、三元触媒２２とＮＯｘ吸収触媒２
４の間には排気温度センサ５２が設けられ、ＮＯｘ吸収
触媒２４の配置位置付近の排気ガス温度Ｔｃａｔに応じ
た信号を出力する。
４の間には排気温度センサ５２が設けられ、ＮＯｘ吸収
触媒２４の配置位置付近の排気ガス温度Ｔｃａｔに応じ
た信号を出力する。
【００２６】さらに、ＮＯｘ吸収触媒２４の下流にはＳ
Ｏｘセンサ（前記した硫黄濃度検出手段）５４が設けら
れ、排気ガス中の硫黄の濃度Ｓｃに比例する信号を出力
する。
Ｏｘセンサ（前記した硫黄濃度検出手段）５４が設けら
れ、排気ガス中の硫黄の濃度Ｓｃに比例する信号を出力
する。
【００２７】図２はＳＯｘセンサ５４の構成を詳細に示
す、説明断面図である。
す、説明断面図である。
【００２８】ＳＯｘセンサ５４はジルコニア磁器などの
酸素イオン伝導性の固体電解質層を積層してなる板状体
を呈し、第１の測定室（内部空間）５４ａ，第２の測定
室（内部空間）５４ｂおよび第３の測定室（内部空間）
５４ｃが形成されると共に、大気に連通する基準室５４
ｄが形成される。
酸素イオン伝導性の固体電解質層を積層してなる板状体
を呈し、第１の測定室（内部空間）５４ａ，第２の測定
室（内部空間）５４ｂおよび第３の測定室（内部空間）
５４ｃが形成されると共に、大気に連通する基準室５４
ｄが形成される。
【００２９】排気ガスはガス拡散律速層５４ｍを通って
第１の測定室５４ａに流れる。第１の測定室５４ａには
電極５４ｅ，５４ｆでポンプセルが構成され、測定室内
の酸素を汲み出し、酸素分圧をＮＯｘが還元され得ない
値に制御する。その酸素分圧を電極５４ｇ，５４ｈの電
位差として検出することで、排気ガス中の酸素濃度を検
出する。
第１の測定室５４ａに流れる。第１の測定室５４ａには
電極５４ｅ，５４ｆでポンプセルが構成され、測定室内
の酸素を汲み出し、酸素分圧をＮＯｘが還元され得ない
値に制御する。その酸素分圧を電極５４ｇ，５４ｈの電
位差として検出することで、排気ガス中の酸素濃度を検
出する。
【００３０】同様に、第２の測定室５４ｂにはＲｈなど
のＮＯｘ還元触媒からなる電極５４ｉ，５４ｊが設けら
れ、電位差を検出することで酸素分圧、即ち、ＮＯｘの
還元あるいは分解によって発生される酸素分圧を検出し
てＮＯｘ濃度を検出する。
のＮＯｘ還元触媒からなる電極５４ｉ，５４ｊが設けら
れ、電位差を検出することで酸素分圧、即ち、ＮＯｘの
還元あるいは分解によって発生される酸素分圧を検出し
てＮＯｘ濃度を検出する。
【００３１】同様に、第３の測定室５４ｃにはＰｔなど
のＳＯｘ還元触媒からなる電極５４ｋ，５４ｌが設けら
れ、それらの電位差からＳＯｘ濃度を検出する。このよ
うに、ＳＯｘセンサ５４は、ＳＯｘ濃度のみならず、酸
素濃度とＮＯｘ濃度も併せて検出することができる。
のＳＯｘ還元触媒からなる電極５４ｋ，５４ｌが設けら
れ、それらの電位差からＳＯｘ濃度を検出する。このよ
うに、ＳＯｘセンサ５４は、ＳＯｘ濃度のみならず、酸
素濃度とＮＯｘ濃度も併せて検出することができる。
【００３２】これらセンサ群の出力は、電子制御ユニッ
ト（以下「ＥＣＵ」と言う）６０に送られる。
ト（以下「ＥＣＵ」と言う）６０に送られる。
【００３３】ＥＣＵ６０は、入力回路６０ａ、ＣＰＵ６
０ｂ、記憶手段６０ｃ、および出力回路６０ｄよりな
る。入力回路６０ａは、各種センサからの入力信号波形
を整形する、信号レベルを所定レベルに変換する、アナ
ログ信号値をデジタル信号値に変換する、などの処理を
行う。記憶手段６０ｃは、ＣＰＵ６０ｂが実行する各種
演算プログラムおよび演算結果などを記憶する。
０ｂ、記憶手段６０ｃ、および出力回路６０ｄよりな
る。入力回路６０ａは、各種センサからの入力信号波形
を整形する、信号レベルを所定レベルに変換する、アナ
ログ信号値をデジタル信号値に変換する、などの処理を
行う。記憶手段６０ｃは、ＣＰＵ６０ｂが実行する各種
演算プログラムおよび演算結果などを記憶する。
【００３４】ＣＰＵ６０ｂは前記したＣＲＫ信号をカウ
ントしてエンジン回転数ＮＥを検出し、検出したエンジ
ン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから燃料噴射量
（インジェクタ開弁時間）を演算し、目標空燃比などで
補正する。
ントしてエンジン回転数ＮＥを検出し、検出したエンジ
ン回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから燃料噴射量
（インジェクタ開弁時間）を演算し、目標空燃比などで
補正する。
【００３５】目標空燃比は、低負荷運転時には理論空燃
比を超えるリーン方向の値（例えば３０：１など）に、
高負荷運転時には理論空燃比未満のリッチ方向の値（例
えば１２：１）に設定される。
比を超えるリーン方向の値（例えば３０：１など）に、
高負荷運転時には理論空燃比未満のリッチ方向の値（例
えば１２：１）に設定される。
【００３６】さらに、ＣＰＵ６０ｂは、ＮＯｘ吸収触媒
２４の硫黄被毒による劣化を判定し、その除去（再生）
作業を行う。即ち、排気ガス中の硫黄成分がＳＯｘ（硫
黄酸化物）として触媒表面あるいはミクロポアに付着
し、触媒の浄化効率を低下させる、いわゆる硫黄被毒が
甚だしくなるとＮＯｘ吸収効率を低下させることから、
吸収したＳＯｘを除去してＮＯｘ吸収触媒２４を再生さ
せる。
２４の硫黄被毒による劣化を判定し、その除去（再生）
作業を行う。即ち、排気ガス中の硫黄成分がＳＯｘ（硫
黄酸化物）として触媒表面あるいはミクロポアに付着
し、触媒の浄化効率を低下させる、いわゆる硫黄被毒が
甚だしくなるとＮＯｘ吸収効率を低下させることから、
吸収したＳＯｘを除去してＮＯｘ吸収触媒２４を再生さ
せる。
【００３７】次いで、この発明に係る内燃機関の排気浄
化装置の動作を説明する。
化装置の動作を説明する。
【００３８】図３は、その動作を示すフロー・チャート
である。尚、図示のプログラムは、適宜な時間間隔（例
えば８０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
である。尚、図示のプログラムは、適宜な時間間隔（例
えば８０ｍｓｅｃ）ごとに実行される。
【００３９】以下説明すると、Ｓ１００において制御条
件、より詳しくは硫黄被毒劣化判定および触媒再生処理
を行う条件が成立しているか否か判断する。具体的に
は、ＮＯｘ吸収触媒２４が例えば３００℃から４００℃
にあって活性化していると共に、エンジン１０が定常運
転状態にあるとき、この条件が成立と判断される。
件、より詳しくは硫黄被毒劣化判定および触媒再生処理
を行う条件が成立しているか否か判断する。具体的に
は、ＮＯｘ吸収触媒２４が例えば３００℃から４００℃
にあって活性化していると共に、エンジン１０が定常運
転状態にあるとき、この条件が成立と判断される。
【００４０】Ｓ１００で否定されるときは以降の処理を
スキップすると共に、肯定されるときはＳ１０２に進
み、前記したＳＯｘセンサ５４の出力Ｓｃ（排気ガス中
の硫黄濃度）をサンプリングする。
スキップすると共に、肯定されるときはＳ１０２に進
み、前記したＳＯｘセンサ５４の出力Ｓｃ（排気ガス中
の硫黄濃度）をサンプリングする。
【００４１】次いでＳ１０４に進み、検出した硫黄濃度
Ｓｃおよび係数ａに基づいてＮＯｘ吸収触媒２４に吸収
（吸着）されたと推定されるＳＯｘ積算量（即ち、硫黄
被毒量）Ｓｔを算出する。
Ｓｃおよび係数ａに基づいてＮＯｘ吸収触媒２４に吸収
（吸着）されたと推定されるＳＯｘ積算量（即ち、硫黄
被毒量）Ｓｔを算出する。
【００４２】より具体的には、ＳＯｘ積算量Ｓｔは、排
気管１８を流れた排気ガスボリュームＶｇを求め、求め
た値に検出した硫黄濃度を乗じ、その積を前記した所定
時間にわたって積算することで求める。
気管１８を流れた排気ガスボリュームＶｇを求め、求め
た値に検出した硫黄濃度を乗じ、その積を前記した所定
時間にわたって積算することで求める。
【００４３】この排気ガスボリュームＶｇは、エンジン
回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから検索自在にマ
ップ化しておく。尚、係数ａはＮＯｘ吸収触媒２４の配
置位置に供給されたＳＯｘ積算値の中の、ＮＯｘ吸収触
媒２４に吸収（吸着）されたと推定される割合を示す係
数である。
回転数ＮＥと吸気管内絶対圧ＰＢＡとから検索自在にマ
ップ化しておく。尚、係数ａはＮＯｘ吸収触媒２４の配
置位置に供給されたＳＯｘ積算値の中の、ＮＯｘ吸収触
媒２４に吸収（吸着）されたと推定される割合を示す係
数である。
【００４４】次いでＳ１０６に進み、求めたＳＯｘ積算
量Ｓｔが所定値Ａを超えるか否か判断する。ここで、所
定値ＡはＮＯｘ吸収触媒２４の劣化を判定するに足るし
きい値であり、実験を通じて適宜な値を求めて設定す
る。
量Ｓｔが所定値Ａを超えるか否か判断する。ここで、所
定値ＡはＮＯｘ吸収触媒２４の劣化を判定するに足るし
きい値であり、実験を通じて適宜な値を求めて設定す
る。
【００４５】Ｓ１０６で否定されるときはＮＯｘ吸収触
媒２４が劣化していないと判定して以降の処理をスキッ
プすると共に、肯定されるときはＮＯｘ吸収触媒２４が
劣化したと判定してＳ１０８に進み、被毒除去作業に入
ってＮＯｘ吸収触媒２４を通電加熱する。
媒２４が劣化していないと判定して以降の処理をスキッ
プすると共に、肯定されるときはＮＯｘ吸収触媒２４が
劣化したと判定してＳ１０８に進み、被毒除去作業に入
ってＮＯｘ吸収触媒２４を通電加熱する。
【００４６】より具体的には、前記した切換スイッチ２
６を介してオルタネータ２８（あるいはバッテリ３０）
をＮＯｘ吸収触媒２４のヒータの端子２４ａに接続し、
通電加熱してＮＯｘ吸収触媒２４を昇温させる。即ち、
吸収されたＳＯｘは触媒温度が７００℃前後に達すると
脱離することから、加熱昇温させる。
６を介してオルタネータ２８（あるいはバッテリ３０）
をＮＯｘ吸収触媒２４のヒータの端子２４ａに接続し、
通電加熱してＮＯｘ吸収触媒２４を昇温させる。即ち、
吸収されたＳＯｘは触媒温度が７００℃前後に達すると
脱離することから、加熱昇温させる。
【００４７】次いでＳ１１０に進み、検出した排気温度
Ｔｃａｔが所定温度Ｂを超えるか否か判断する。所定温
度Ｂは７００℃程度に設定する。Ｓ１１０で否定される
ときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されると
きはＳ１１２に進んで空燃比を所定時間（短時間）リッ
チ化する。
Ｔｃａｔが所定温度Ｂを超えるか否か判断する。所定温
度Ｂは７００℃程度に設定する。Ｓ１１０で否定される
ときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されると
きはＳ１１２に進んで空燃比を所定時間（短時間）リッ
チ化する。
【００４８】その結果、排気ガスはリッチ雰囲気とな
り、ＮＯｘ吸収触媒２４から放出されたＳＯｘは未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯで還元される。このようにしてＮＯｘ吸収触媒
２４を再生することができる。
り、ＮＯｘ吸収触媒２４から放出されたＳＯｘは未燃Ｈ
Ｃ，ＣＯで還元される。このようにしてＮＯｘ吸収触媒
２４を再生することができる。
【００４９】尚、検出しているのはＮＯｘ吸収触媒２４
の配置位置付近の排気温度であり、ＮＯｘ吸収触媒２４
の温度そのものではないが、検出値を適宜補正すること
により、触媒温度とみなすことができる。
の配置位置付近の排気温度であり、ＮＯｘ吸収触媒２４
の温度そのものではないが、検出値を適宜補正すること
により、触媒温度とみなすことができる。
【００５０】この実施の形態は上記の如く、排気ガス中
の硫黄濃度Ｓｃを検出し、それに基づいて硫黄被毒によ
る触媒劣化をより直接的に判定し、劣化と判定されると
きは再生処理を行うようにしたので、ＮＯｘ吸収触媒の
硫黄被毒による劣化を精度良く判定することができ、再
生処理を行うことができる。従って、燃料の硫黄含有量
が増加してもＮＯｘ吸収触媒２４を的確に再生すること
ができる。
の硫黄濃度Ｓｃを検出し、それに基づいて硫黄被毒によ
る触媒劣化をより直接的に判定し、劣化と判定されると
きは再生処理を行うようにしたので、ＮＯｘ吸収触媒の
硫黄被毒による劣化を精度良く判定することができ、再
生処理を行うことができる。従って、燃料の硫黄含有量
が増加してもＮＯｘ吸収触媒２４を的確に再生すること
ができる。
【００５１】図４はこの発明の第２の実施の形態に係る
内燃機関の排気浄化装置の動作を示すフロー・チャート
である。
内燃機関の排気浄化装置の動作を示すフロー・チャート
である。
【００５２】第１あるいは第２の実施の形態と相違する
点に焦点をおいて説明すると、Ｓ２００からＳ２０８ま
での処理を行ってＳ２１０に進み、ＮＯｘ吸収触媒２４
への通電時間ＴＯＮが所定時間Ｃを超えたか否か判断す
る。
点に焦点をおいて説明すると、Ｓ２００からＳ２０８ま
での処理を行ってＳ２１０に進み、ＮＯｘ吸収触媒２４
への通電時間ＴＯＮが所定時間Ｃを超えたか否か判断す
る。
【００５３】所定時間Ｃは、ＮＯｘ吸収触媒２４の温度
が７００℃に達したと判定するに足りる値を適宜求めて
設定する。
が７００℃に達したと判定するに足りる値を適宜求めて
設定する。
【００５４】Ｓ２１０で否定されるときは以降の処理を
スキップすると共に、肯定されるときはＳ２１２に進ん
で第１あるいは第２の実施の形態と同様に空燃比を短時
間リッチ化する。
スキップすると共に、肯定されるときはＳ２１２に進ん
で第１あるいは第２の実施の形態と同様に空燃比を短時
間リッチ化する。
【００５５】第２の実施の形態においては上記の如く、
通電加熱してＮＯｘ吸収触媒２４の昇温を促進するよう
にしたので、第１の実施の形態と同様に的確に被毒除去
作業を行うことができる。
通電加熱してＮＯｘ吸収触媒２４の昇温を促進するよう
にしたので、第１の実施の形態と同様に的確に被毒除去
作業を行うことができる。
【００５６】また、通電時間ＴＯＮから排気温度（換言
すれば触媒温度）Ｔｃａｔを推定するようにしたので、
排気温度センサ５２の設置を省略することができる。
尚、残余の構成および効果は第１の実施の形態と同様で
ある。
すれば触媒温度）Ｔｃａｔを推定するようにしたので、
排気温度センサ５２の設置を省略することができる。
尚、残余の構成および効果は第１の実施の形態と同様で
ある。
【００５７】図５はこの発明の第３の実施の形態に係る
内燃機関の排気浄化装置の動作を示すフロー・チャート
である。
内燃機関の排気浄化装置の動作を示すフロー・チャート
である。
【００５８】従前の実施の形態と相違する点に焦点をお
いて説明すると、Ｓ３００からＳ３０８までの処理を行
ってＳ３１０に進み、ＮＯｘ吸収触媒２４への通電電力
量Ｅが所定電力量Ｄを超えたか否か判断する。
いて説明すると、Ｓ３００からＳ３０８までの処理を行
ってＳ３１０に進み、ＮＯｘ吸収触媒２４への通電電力
量Ｅが所定電力量Ｄを超えたか否か判断する。
【００５９】通電電力量Ｅは電圧センサおよび電流セン
サ（共に図示せず）を適宜設置して印加電圧Ｖおよび印
加電流Ｉを検出することで算出する。また、所定電力量
Ｄは、ＮＯｘ吸収触媒２４の温度が７００℃に達したと
判定するに足りる値を適宜求めて設定する。
サ（共に図示せず）を適宜設置して印加電圧Ｖおよび印
加電流Ｉを検出することで算出する。また、所定電力量
Ｄは、ＮＯｘ吸収触媒２４の温度が７００℃に達したと
判定するに足りる値を適宜求めて設定する。
【００６０】Ｓ３１０で否定されるときは以降の処理を
スキップすると共に、肯定されるときはＳ３１２に進ん
で第１あるいは第２の実施の形態と同様に空燃比を短時
間リッチ化する。
スキップすると共に、肯定されるときはＳ３１２に進ん
で第１あるいは第２の実施の形態と同様に空燃比を短時
間リッチ化する。
【００６１】第３の実施の形態においても通電加熱して
ＮＯｘ吸収触媒２４の昇温を促進するようにしたので、
従前の実施の形態と同様に的確に被毒除去作業を行うこ
とができる。尚、残余の構成は従前の実施の形態と同様
である。
ＮＯｘ吸収触媒２４の昇温を促進するようにしたので、
従前の実施の形態と同様に的確に被毒除去作業を行うこ
とができる。尚、残余の構成は従前の実施の形態と同様
である。
【００６２】この発明の第１ないし第３の実施の形態は
上記の如く、内燃機関（エンジン）の排気系（排気管１
８）に設けられ、排気ガスがリーン雰囲気にあるとき排
気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ吸収
触媒２４）と、前記ＮＯｘ吸収剤を加熱する加熱手段
（ＮＯｘ吸収触媒ヒータ）と、前記ＮＯｘ吸収剤の配置
位置の上流側に設けられ、排気ガス中の硫黄濃度Ｓｃを
検出する硫黄濃度検出手段（ＳＯｘセンサ５４）と、前
記硫黄濃度検出手段の出力に基づいて前記ＮＯｘ吸収剤
の硫黄被毒による劣化を判定する劣化判定手段（ＥＣＵ
６０，Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６）と、前記ＮＯｘ
吸収剤の温度Ｔｃａｔを推定する温度推定手段（排気温
度センサ５２，ＥＣＵ６０，Ｓ１１０，Ｓ２１０，Ｓ３
１０）と、前記劣化判定手段により前記劣化が判定さ
れ、かつ前記温度推定手段により推定された温度が硫黄
被毒再生温度（７００℃）より高いとき、理論空燃比あ
るいはそれ以下のリッチ空燃比を供給する硫黄除去制御
手段（ＥＣＵ６０，Ｓ１１０からＳ１１２，Ｓ２１０か
らＳ２１２，Ｓ３１０からＳ３１２）とを備える如く構
成した。
上記の如く、内燃機関（エンジン）の排気系（排気管１
８）に設けられ、排気ガスがリーン雰囲気にあるとき排
気ガス中のＮＯｘを吸収するＮＯｘ吸収剤（ＮＯｘ吸収
触媒２４）と、前記ＮＯｘ吸収剤を加熱する加熱手段
（ＮＯｘ吸収触媒ヒータ）と、前記ＮＯｘ吸収剤の配置
位置の上流側に設けられ、排気ガス中の硫黄濃度Ｓｃを
検出する硫黄濃度検出手段（ＳＯｘセンサ５４）と、前
記硫黄濃度検出手段の出力に基づいて前記ＮＯｘ吸収剤
の硫黄被毒による劣化を判定する劣化判定手段（ＥＣＵ
６０，Ｓ１０６，Ｓ２０６，Ｓ３０６）と、前記ＮＯｘ
吸収剤の温度Ｔｃａｔを推定する温度推定手段（排気温
度センサ５２，ＥＣＵ６０，Ｓ１１０，Ｓ２１０，Ｓ３
１０）と、前記劣化判定手段により前記劣化が判定さ
れ、かつ前記温度推定手段により推定された温度が硫黄
被毒再生温度（７００℃）より高いとき、理論空燃比あ
るいはそれ以下のリッチ空燃比を供給する硫黄除去制御
手段（ＥＣＵ６０，Ｓ１１０からＳ１１２，Ｓ２１０か
らＳ２１２，Ｓ３１０からＳ３１２）とを備える如く構
成した。
【００６３】尚、上記において、ＳＯｘセンサ５４は、
特開平６−１７４６９２号公報あるいは特開平９−１８
９６７８号公報に記載される構造を備えるものであって
も良い。また、ＳＯｘセンサ５４は、排気ガス中の硫黄
の濃度を検出するようにしたが、絶対量を検出するもの
であっても良い。
特開平６−１７４６９２号公報あるいは特開平９−１８
９６７８号公報に記載される構造を備えるものであって
も良い。また、ＳＯｘセンサ５４は、排気ガス中の硫黄
の濃度を検出するようにしたが、絶対量を検出するもの
であっても良い。
【００６４】尚、上記において、上流側の触媒２２を三
元触媒としたが、ＮＯｘ吸収触媒であっても良い。
元触媒としたが、ＮＯｘ吸収触媒であっても良い。
【００６５】
【発明の効果】請求項１項にあっては、排気ガス中の硫
黄濃度を検出し、それに基づいて硫黄被毒による劣化を
より直接的に判定することで劣化判定精度を向上させる
ことができる。従って、硫黄含有量が多い燃料を用いる
ときも、ＮＯｘ吸収剤の再生処理を的確に行うことがで
きる。
黄濃度を検出し、それに基づいて硫黄被毒による劣化を
より直接的に判定することで劣化判定精度を向上させる
ことができる。従って、硫黄含有量が多い燃料を用いる
ときも、ＮＯｘ吸収剤の再生処理を的確に行うことがで
きる。
【図１】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置を含む
内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。
内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。
【図２】図１装置のＳＯｘセンサの構成を詳細に示す説
明断面図である。
明断面図である。
【図３】この発明に係る内燃機関の排気浄化装置の動作
を示すフロー・チャートである。
を示すフロー・チャートである。
【図４】この発明の第２の実施の形態に係る内燃機関の
排気浄化装置の動作を示すフロー・チャートである。
排気浄化装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図５】この発明の第３の実施の形態に係る内燃機関の
排気浄化装置の動作を示すフロー・チャートである。
排気浄化装置の動作を示すフロー・チャートである。
１０ 内燃機関（エンジン）本体 １８ 排気管（排気系） ２２ 三元触媒 ２４ 電気加熱式ＮＯｘ吸収触媒（ＮＯｘ吸収剤） ３８ クランク角センサ ４４ 絶対圧センサ ５２ 排気温度センサ（温度検出手段） ５４ ＳＯｘせンサ（硫黄濃度検出手段） ６０ ＥＣＵ（電子制御ユニット）
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｌ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５ Ｆ０２Ｄ 41/04 ３０５Ａ Ｆターム(参考） 3G091 AA12 AA17 AA23 AA28 AB03 AB06 BA11 BA14 BA15 BA19 BA32 BA33 CA04 CA22 CB02 CB08 DA02 DB11 DC03 EA01 EA06 EA07 EA15 EA16 EA17 EA27 EA28 EA30 EA31 EA33 EA34 FA13 FA14 FA18 FB10 FB11 FB12 GA06 GA10 GB17X HA08 HA36 HA37 HA38 HA45 HA47 HB07 3G301 HA01 HA06 HA15 JA15 JA25 JA26 JA33 JB09 KA21 KB02 LB02 MA13 NA08 NA09 NE01 NE13 NE14 NE15 PA07A PA10A PA11A PD01A PD02A PD11A PE01A PE03A PE05A PG01A PG02A
Claims (1)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられ、排気ガス
がリーン雰囲気にあるとき排気ガス中のＮＯｘを吸収す
るＮＯｘ吸収剤と、前記ＮＯｘ吸収剤を加熱する加熱手
段と、前記ＮＯｘ吸収剤の配置位置の上流側に設けら
れ、排気ガス中の硫黄濃度を検出する硫黄濃度検出手段
と、前記硫黄濃度検出手段の出力に基づいて前記ＮＯｘ
吸収剤の硫黄被毒による劣化を判定する劣化判定手段
と、前記ＮＯｘ吸収剤の温度を推定する温度推定手段
と、前記劣化判定手段により前記劣化が判定され、かつ
前記温度推定手段により推定された温度が硫黄被毒再生
温度より高いとき、理論空燃比あるいはそれ以下のリッ
チ空燃比を供給する硫黄除去制御手段とを備えたことを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10229985A JP2000045753A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10229985A JP2000045753A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000045753A true JP2000045753A (ja) | 2000-02-15 |
Family
ID=16900803
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10229985A Withdrawn JP2000045753A (ja) | 1998-07-31 | 1998-07-31 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000045753A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB2402892A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-22 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for operating an internal combustion engine in whose exhaust-gas region a catalyst is disposed |
| JP2006177366A (ja) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Caterpillar Inc | 排気ガス濃度を監視するためのシステム |
| JP2006266144A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| US7134274B2 (en) | 2004-06-10 | 2006-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine |
| KR100795033B1 (ko) | 2006-07-25 | 2008-01-16 | 쌍용자동차 주식회사 | 디젤차량의 디오씨 재생방법 |
| JP2008064111A (ja) * | 2007-11-13 | 2008-03-21 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| CN100427729C (zh) * | 2004-06-10 | 2008-10-22 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃机的排气净化设备和排气净化方法 |
| US7509801B2 (en) | 2004-06-10 | 2009-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine |
| WO2010082104A1 (en) | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Temperature sensor, sulfur component detector, and exhaust purification system for internal combustion engine |
| DE10023791B4 (de) * | 2000-05-15 | 2011-06-01 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasreinigungssystems |
| DE10023793B4 (de) * | 2000-05-15 | 2012-10-25 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung einer Entschwefelung einer Abgasreinigungsvorrichtung |
| CN102869985A (zh) * | 2010-05-12 | 2013-01-09 | 丰田自动车株式会社 | 硫成分检测装置 |
-
1998
- 1998-07-31 JP JP10229985A patent/JP2000045753A/ja not_active Withdrawn
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10023791B4 (de) * | 2000-05-15 | 2011-06-01 | Volkswagen Ag | Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Abgasreinigungssystems |
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| GB2402892B (en) * | 2003-05-15 | 2005-10-26 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for operating an internal combustion engine in whose exhaust-gas region a catalyst is disposed |
| GB2402892A (en) * | 2003-05-15 | 2004-12-22 | Bosch Gmbh Robert | Method and device for operating an internal combustion engine in whose exhaust-gas region a catalyst is disposed |
| US7134274B2 (en) | 2004-06-10 | 2006-11-14 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine |
| CN100427729C (zh) * | 2004-06-10 | 2008-10-22 | 丰田自动车株式会社 | 用于内燃机的排气净化设备和排气净化方法 |
| US7509801B2 (en) | 2004-06-10 | 2009-03-31 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Exhaust gas control apparatus for internal combustion engine |
| JP2006177366A (ja) * | 2004-12-23 | 2006-07-06 | Caterpillar Inc | 排気ガス濃度を監視するためのシステム |
| JP2006266144A (ja) * | 2005-03-23 | 2006-10-05 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| KR100795033B1 (ko) | 2006-07-25 | 2008-01-16 | 쌍용자동차 주식회사 | 디젤차량의 디오씨 재생방법 |
| JP2008064111A (ja) * | 2007-11-13 | 2008-03-21 | Honda Motor Co Ltd | 内燃機関の排気浄化装置 |
| WO2010082104A1 (en) | 2009-01-16 | 2010-07-22 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Temperature sensor, sulfur component detector, and exhaust purification system for internal combustion engine |
| US9181842B2 (en) | 2009-01-16 | 2015-11-10 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Temperature sensor, sulfur component detector, and exhaust purification system for internal combustion engine |
| CN102869985A (zh) * | 2010-05-12 | 2013-01-09 | 丰田自动车株式会社 | 硫成分检测装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20051004 |