JP2010065631A - Catalyst poisoning detoxification control device for vehicle internal combustion engine - Google Patents
Catalyst poisoning detoxification control device for vehicle internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010065631A JP2010065631A JP2008234111A JP2008234111A JP2010065631A JP 2010065631 A JP2010065631 A JP 2010065631A JP 2008234111 A JP2008234111 A JP 2008234111A JP 2008234111 A JP2008234111 A JP 2008234111A JP 2010065631 A JP2010065631 A JP 2010065631A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- poisoning
- bypass
- catalyst
- catalytic converter
- release control
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- 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
- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
- Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
- Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
【課題】 バイパス触媒コンバータ8の被毒量を正確に把握して、被毒解除制御が必要以上に行われることを防止し、これによるバイパス触媒コンバータ8の熱劣化や運転性能の低下を防止する。
【解決手段】 バイパスバルブ5によりメイン触媒コンバータ4が介装されたメイン通路3の上流側を閉じることで、バイパス触媒コンバータ8が介装されたバイパス通路7に排気ガスが流れる。バイパスバルブ5によりメイン通路3が閉じられているときに、触媒温度に基づいてバイパス触媒コンバータ8の被毒量の加減算を行い、この被毒量が所定の被毒解除判定量に達し、かつ、所定の運転条件を満たした場合に、被毒解除制御を行う。
【選択図】図1PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately grasp the poisoning amount of a bypass catalytic converter 8 and to prevent the poisoning release control from being performed more than necessary, and to prevent thermal deterioration of the bypass catalytic converter 8 and deterioration of operation performance due to this. .
SOLUTION: By closing an upstream side of a main passage 3 in which a main catalytic converter 4 is interposed by a bypass valve 5, exhaust gas flows into a bypass passage 7 in which a bypass catalytic converter 8 is interposed. When the main passage 3 is closed by the bypass valve 5, the poisoning amount of the bypass catalytic converter 8 is added or subtracted based on the catalyst temperature, the poisoning amount reaches a predetermined poisoning release determination amount, and When predetermined operating conditions are satisfied, poisoning release control is performed.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、車両用内燃機関に関し、特に、バイパス通路に設けられたバイパス触媒コンバータの被毒解除制御に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine for a vehicle, and more particularly to poisoning release control of a bypass catalytic converter provided in a bypass passage.
従来から知られているように、車両の床下などの排気系の比較的下流側にメイン触媒コンバータを配置した構成では、内燃機関の冷間始動後、触媒コンバータの温度が上昇して活性化するまでの間、十分な排気浄化作用を期待することができない。また一方、触媒コンバータを排気系の上流側つまり内燃機関側に近付けるほど、触媒の熱劣化による耐久性低下が問題となる。 As conventionally known, in a configuration in which the main catalytic converter is disposed relatively downstream of the exhaust system such as under the floor of a vehicle, the temperature of the catalytic converter rises and is activated after a cold start of the internal combustion engine. In the meantime, a sufficient exhaust purification action cannot be expected. On the other hand, the closer the catalytic converter is to the upstream side of the exhaust system, that is, the internal combustion engine side, the lower the durability due to thermal degradation of the catalyst.
そのため、特許文献1に記載されているように、メイン触媒コンバータを備えたメイン流路の上流側部分と並列にバイパス流路を設けるとともに、このバイパス流路に、別のバイパス触媒コンバータを介装し、両者を切り換える切換弁であるバイパスバルブによって、冷間始動直後は、バイパス流路側に排気を案内するようにした排気装置が、従来から提案されている。この構成では、バイパス触媒コンバータは排気系の中でメイン触媒コンバータよりも相対的に上流側に位置しており、相対的に早期に活性化するので、より早い段階から排気浄化を開始することができる。
Therefore, as described in
一方、触媒コンバータは、その使用中に被毒する可能性があり、適宜再生することで本来の触媒反応の維持する必要がある。上記の特許文献1では、バイパスバルブの開時にバイパス触媒コンバータ側に流れる微量な排気ガスによるバイパス触媒コンバータの触媒被毒を、機関運転条件や吸入空気量やバイパスバルブ開状態での運転時間等に基づいて判定し、バイパス触媒コンバータが被毒していると判定すると、バイパスバルブを閉としてバイパス触媒コンバータ側に排気ガスを流して被毒解除制御を行い、触媒の再生を行っている。
上記の特許文献1においては、バイパスバルブの開時におけるバイパス触媒コンバータの被毒を積算・判定しているが、排気系流路の構造上バイパスバルブの漏洩等がなければバイパスバルブの開時にはバイパス通路側には排気ガスはほとんど流れることがないので、バイパス触媒コンバータの被毒の影響は小さく、実際にはバイパスバルブの閉時における被毒の影響がはるかに大きい。また、上記の特許文献1ではバイパスバルブ閉時は被毒しない前提の内容となっているが、実際はバイパス触媒コンバータが被毒解除可能温度以下で運転されている場面が多く、更にバイパス触媒コンバータ上流側の排気系のヒートマス増により、バイパス触媒コンバータに達した時点での温度低下が起こることが考慮されておらず、それに対する触媒被毒量が考慮されていない。上記の特許文献1では被毒解除制御中のバイパス触媒コンバータの触媒被毒量の加減算がされていないので、必要以上に被毒解除制御が行われて、バイパス触媒コンバータの熱劣化等を招くおそれがある。また、被毒解除のためにバイパスバルブを閉じることによって、バイパス触媒コンバータ側の過度な昇温が懸念されるとともに、排気流量の制限や通気抵抗の増加等による機関運転性能や燃費性能への悪影響も懸念されるため、被毒解除制御は必要最低限としなければならない。
In the
本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、バイパス触媒コンバータの被毒解除制御を良好に行いつつ、この被毒解除制御に伴うバイパス触媒コンバータの過度な昇温や機関運転性の低下を解消し得る新規な車両用内燃機関の触媒被毒解除制御装置を提供するものである。 The present invention has been made in view of such a problem, and while performing the poisoning release control of the bypass catalytic converter satisfactorily, excessive temperature rise and engine operability of the bypass catalytic converter accompanying the poisoning release control are achieved. The present invention provides a novel catalyst poisoning release control device for an internal combustion engine for a vehicle that can eliminate the above-described decrease.
気筒から排出された排気が流れるメイン通路と、上記メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、上記メイン触媒コンバータの上流側で上記メイン通路から分岐すると共に、上記メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、上記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように上記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関の触媒被毒解除制御装置において、上記メイン通路閉塞手段により上記メイン通路が閉じられているかを判定する開閉判定手段と、上記開閉判定手段によりメイン通路が閉じられていると判定された場合に、上記バイパス触媒コンバータの被毒量の加減算を行う被毒量加減算手段と、上記被毒量が所定の被毒解除判定量に達し、かつ、所定の運転条件を満たした場合に、被毒解除制御を行う被毒解除制御手段と、を有することを特徴としている。 A main passage through which exhaust exhausted from the cylinder flows, a main catalytic converter interposed in the main passage, a branch from the main passage on the upstream side of the main catalytic converter, and a passage cross-sectional area larger than the main passage A vehicle internal combustion engine comprising: a small bypass passage; a bypass catalytic converter provided in the bypass passage; and a main passage closing means for closing the main passage so that exhaust discharged from the cylinder flows to the bypass passage. In the catalyst poisoning release control device, when it is determined that the main passage is closed by the main passage closing means, and when the main passage is determined to be closed by the opening / closing determination means, Poisoning amount addition / subtraction means for adding / subtracting the poisoning amount of the bypass catalytic converter, and the poisoning amount is a predetermined poisoning Reaching removal determination amount, and, if it meets the predetermined operating condition is characterized by having a poisoning removal control means for poisoning removal control.
上記開閉判定手段によるメイン通路の開閉の判定は、上記の被毒解除制御処理とは別に、メイン触媒コンバータの触媒活性状態等に基づいて行われれ、一般的には、メイン触媒コンバータが非活性状態のときに閉とされ、メイン触媒コンバータが活性すると開とされる。つまり、被毒解除制御のためにメイン通路が閉じられるようなことはない。そして、この開閉判定手段によりメイン通路が閉じている場合に、バイパス触媒コンバータの被毒量の加減算を行い、この被毒量に基づいて被毒解除制御を行う。 The determination of the opening / closing of the main passage by the opening / closing determination means is performed based on the catalytic activation state of the main catalytic converter, etc. separately from the poisoning release control process, and generally the main catalytic converter is in an inactive state. And closed when the main catalytic converter is activated. That is, the main passage is not closed for poisoning release control. When the main passage is closed by the open / close determination means, the poisoning amount of the bypass catalytic converter is added or subtracted, and poisoning release control is performed based on the poisoning amount.
本発明によれば、メイン通路が閉じられている場合にバイパス触媒コンバータの被毒量の加減算を行い、この被毒量に基づいて被毒解除制御を行うことで、制御の簡素化を図りつつ、バイパス触媒コンバータの被毒量を正確に把握することができ、かつ、被毒解除のためにメイン通路が閉じられることもない。従って、被毒解除制御による触媒再生を良好に行いつつ、被毒解除制御が必要以上に行われることを防止し、これに起因するバイパス触媒コンバータの熱劣化や機関運転性への悪影響を抑制・回避することができる。 According to the present invention, the poisoning amount of the bypass catalytic converter is added / subtracted when the main passage is closed, and the poisoning release control is performed based on the poisoning amount, thereby simplifying the control. The poisoning amount of the bypass catalytic converter can be accurately grasped, and the main passage is not closed for releasing the poisoning. Therefore, while performing the catalyst regeneration by the poisoning cancellation control well, it prevents the poisoning cancellation control from being performed more than necessary, and suppresses the adverse effects on the thermal degradation of the bypass catalytic converter and the engine operability caused by this. It can be avoided.
以下、この発明を直列4気筒型の車両用内燃機関に適用した一実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an in-line four-cylinder internal combustion engine for a vehicle will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、この内燃機関の排気装置の配管レイアウトならびに制御システムを模式的に示した説明図であり、始めに、この図1に基づいて、排気装置の構成を説明する。 FIG. 1 is an explanatory view schematically showing the piping layout and control system of the exhaust device of the internal combustion engine. First, the configuration of the exhaust device will be described based on FIG.
内燃機関1のシリンダヘッド1aには、直列に配置された♯1気筒〜♯4気筒の各気筒の排気ポート2がそれぞれ側面に向かって開口するように形成されており、この排気ポート2のそれぞれに、メイン通路3が接続されている。♯1気筒〜♯4気筒の4本のメイン通路3は、1本の流路に合流しており、その下流側に、メイン触媒コンバータ4が配置されている。このメイン触媒コンバータ4は、車両の床下に配置される容量の大きなものであって、触媒としては、例えば、三元触媒とHCトラップ触媒とを含んでいる。上記のメイン通路3およびメイン触媒コンバータ4によって、通常の運転時に排気が通流するメイン流路が構成される。また、各気筒からの4本のメイン通路3の合流点には、各メイン通路3を一斉に開閉するメイン通路閉塞手段としてのバイパスバルブ5が設けられている。このバイパスバルブ5は、適宜なアクチュエータ5aによって開閉駆動される。
In the
一方、バイパス流路として、各気筒のメイン通路3の各々から、該メイン通路3よりも通路断面積の小さなバイパス通路7がそれぞれ分岐している。各バイパス通路7の上流端となる分岐点6は、メイン通路3のできるだけ上流側の位置に設定されている。4本のバイパス通路7は、下流側で1本の流路に合流しており、その合流点の直後に、三元触媒を用いたバイパス触媒コンバータ8が介装されている。このバイパス触媒コンバータ8は、メイン触媒コンバータ4に比べて容量が小さな小型のものであり、望ましくは、低温活性に優れた触媒が用いられる。バイパス触媒コンバータ8の出口側から延びるバイパス通路7の下流端は、メイン通路3におけるメイン触媒コンバータ4上流側でかつバイパスバルブ5よりも下流側の合流点12において該メイン通路3に接続されている。なお、メイン触媒コンバータ4の入口部ならびに出口部、およびバイパス触媒コンバータ8の入口部には、それぞれ空燃比センサ10,11,13が配置されている。
On the other hand, bypass passages 7 each having a smaller passage sectional area than the
内燃機関1は、点火プラグ21を備え、その吸気通路22には、燃料噴射弁23が配置されている。さらに、吸気通路22の上流側に、モータ等のアクチュエータによって開閉駆動される所謂電子制御型スロットル弁24が配置されているとともに、吸入空気量を検出するエアフロメータ25がエアクリーナ26下流に設けられている。
The
内燃機関1の種々の制御パラメータ、例えば、燃料噴射弁23による燃料噴射量、点火プラグ21による点火時期、スロットル弁24の開度、バイパスバルブ5の開閉状態、などは、エンジンコントロールユニット27によって制御される。このエンジンコントロールユニット27には、上述したセンサ類のほか、冷却水温センサ28、運転者により操作されるアクセルペダルの開度(踏込量)を検出するアクセル開度センサ29、などの種々のセンサ類の検出信号が入力されている。更に、バイパス触媒コンバータ8の触媒温度を検出するものとして、バイパス触媒コンバータ8の前後には、バイパス触媒コンバータ8の触媒入口ガス温度FGASTEMPを検出するバイパス触媒入口排温センサ30と、バイパス触媒コンバータ8の触媒出口ガス温度RGASTEMPを検出するバイパス触媒出口排温センサ31と、が設けられている。
Various control parameters of the
このような構成においては、冷間始動後の機関温度ないしは排気温度が低い段階では、アクチュエータ5aを介してバイパスバルブ5が閉じられ、メイン通路3が遮断される。そのため、各気筒から吐出された排気は、その全量が分岐点6からバイパス通路7を通してバイパス触媒コンバータ8へと流れる。バイパス触媒コンバータ8は、排気系の上流側つまり排気ポート2に近い位置にあり、かつ小型のものであるので、速やかに活性化し、早期に排気浄化が開始される。
In such a configuration, when the engine temperature or the exhaust temperature after the cold start is low, the
一方、機関の暖機が進行して、機関温度ないしは排気温度が十分に高くなったら、トリガー条件の一つとして、メイン触媒コンバータ4の触媒が活性したとみなし、バイパスバルブ5が開放される。これにより、各気筒から吐出された排気は、主に、メイン通路3からメイン触媒コンバータ4を通過する。このときバイパス通路7側は特に遮断されていないが、バイパス通路7側の方がメイン通路3側よりも通路断面積が小さく、かつバイパス触媒コンバータ8が介在しているので、両者の通路抵抗の差により、排気流の大部分はメイン通路3側を通り、バイパス通路7側には殆ど流れない。
On the other hand, when the engine warm-up proceeds and the engine temperature or the exhaust temperature becomes sufficiently high, it is considered that the catalyst of the main catalytic converter 4 is activated as one of the trigger conditions, and the
これによって、排気の流れを切り換えるメイン通路閉塞手段は、複雑な切換バルブを必要とせず、メイン通路3を閉じたり開いたりするだけのバイパスバルブ5で構成することができる。また、バイパス触媒コンバータ8の熱劣化は十分に抑制することができる。
As a result, the main passage closing means for switching the flow of exhaust gas can be configured by the
尚、バイパスバルブ5が閉じていて排気流がバイパス通路7側を流れる状態では、排気流量が大となる高速域ないしは高負荷域に対応できないため、バイパスバルブ5が閉状態に制御されるのは、基本的には、機関運転条件(負荷および機関回転数)が低速低負荷側の所定の領域内にある場合に限定され、これ以外の領域では、原則として、メイン触媒コンバータ4が未活性であっても、バイパスバルブ5は開状態となる。
It should be noted that when the
バイパスバルブ5を開いた状態では、バイパス通路7側には殆ど排気は流れないものの、常に通過する一部の排気によってバイパス触媒コンバータ8の温度はある程度の高温(例えば500℃程度)に維持することができる。触媒コンバータはその温度が低いほど被毒し易くなるが、上記のようにバイパス触媒コンバータ8はある程度の高温に保たれるため被毒が抑制されるている。また、一旦開いたバイパスバルブ5を再び閉じた場合に、その直後からバイパス触媒コンバータ8の排気浄化作用を期待することができる。
When the
尚、本実施形態における被毒としては、バイパス触媒コンバータ8に硫黄酸化物(SOx)が蓄積されることで触媒本来の触媒反応が阻害されるいわゆる硫黄被毒を想定している。燃料が燃焼すると、燃料中の硫黄分が酸化して、SO2やSO3といった硫黄酸化物(SOx)が発生する。この硫黄酸化物(SOx)は触媒に吸収されて時間が経過すると安定な硫酸塩を形成し、触媒内に蓄積され易い傾向がある。そして、触媒内に蓄積される硫黄酸化物(SOx)の蓄積量の増大に伴って、触媒本来の触媒反応が阻害される硫黄被毒が進行する。
In addition, as poisoning in the present embodiment, so-called sulfur poisoning is assumed in which sulfur oxide (SOx) is accumulated in the bypass
図2は、バイパス触媒コンバータ8の被毒解除制御の基本的な制御の流れを示すフローチャートであり、図3〜図18は、そのサブルーチンである。
FIG. 2 is a flowchart showing a basic control flow of the poisoning release control of the bypass
ステップS1では、メイン通路閉塞手段としてのバイパスバルブ5の開閉を判定する(開閉判定手段)。ステップS2では、バイパス触媒コンバータ8の触媒温度を判定する(触媒温度判定手段)。ステップS3では、バイパス触媒コンバータ8の被毒量の加減算を行う(被毒量加減算手段)。ステップS4では、ステップ3で算出した被毒量が所定の被毒解除判定量に達したかの判定を行う。ステップS5では、触媒被毒解除制御を実行可能な所定の機関運転条件を満たしているかを判定する。そしてステップS6では、被毒解除制御を実行する(被毒解除制御手段)。
In step S1, the opening / closing of the
図3は、上記ステップS1のバイパスバルブの開閉判定処理の一例を示しており、ステップS11では、バイパスバルブ5が閉じているかを判定する。バイパスバルブ5が閉じていると判定された場合に限り、ステップS2の触媒温度判定処理へと進み、バイパスバルブ5が開いている場合には、本ルーチンを終了してスタートへ戻り、所定の演算間隔(例えば10ms)後に再び次回のルーチンが行われる。なお、バイパスバルブ5の開閉判定処理は、本ルーチンとは別のルーチンにより行われ、基本的にはバイパス触媒コンバータ8の触媒温度等に基づいてバイパス触媒コンバータ8が非活性と判断されたときに閉とされ、活性と判断されたときに開とされる。
FIG. 3 shows an example of the bypass valve opening / closing determination process in step S1, and it is determined in step S11 whether the
図4は、ステップS2の触媒温度判定処理の第1の例を示している。ステップS21では、バイパス触媒出口温度RGASTEMPが所定の被毒解除可能触媒出口温度SOXRTEMP未満であるかを判定する。このように触媒の反応熱を拾うことで触媒BED温度との相関性の高いバイパス触媒出口温度RGASTEMPによる判定を基本とする。但し、触媒長が長く触媒BED入口部表面温度とバイパス触媒出口温度RGASTEMPとの相関が良好にとれないような場合には、図5に示す第2の例のように、ステップS21の判定処理に加えて、ステップS22において、バイパス触媒入口温度FGASTEMPが所定の被毒解除可能触媒入口温度SOXFTEMP未満であるかを判定する。このように触媒温度として、バイパス触媒出口温度RGASTEMPに加えてバイパス触媒入口温度FGASTEMPの判定処理も併用することで、その判定精度をより向上することができる。 FIG. 4 shows a first example of the catalyst temperature determination process in step S2. In step S21, it is determined whether or not the bypass catalyst outlet temperature RGASTTEMP is lower than a predetermined poisonable decomposable catalyst outlet temperature SOXRTEMP. Thus, by picking up the reaction heat of the catalyst, the determination based on the bypass catalyst outlet temperature RGASTTEMP having a high correlation with the catalyst BED temperature is basically used. However, in the case where the catalyst length is long and the correlation between the catalyst BED inlet surface temperature and the bypass catalyst outlet temperature RGASTTEMP cannot be satisfactorily obtained, the determination process in step S21 is performed as in the second example shown in FIG. In addition, in step S22, it is determined whether the bypass catalyst inlet temperature FGASTTEMP is lower than a predetermined poisoning releaseable catalyst inlet temperature SOXFTEMP. As described above, the determination accuracy of the bypass catalyst inlet temperature FGASTTEMP in addition to the bypass catalyst outlet temperature RGASTTEMP is also used as the catalyst temperature, so that the determination accuracy can be further improved.
図6は、ステップS3の被毒量加減算の第1の例である距離加減算方式を示している。上記のステップS2において触媒温度RGASTEMP(及びFGASTEMP)が被毒解除可能触媒温度SOXRTEMP(及びSOXFTEMP)未満であると判定された場合(2A)、ステップS31において、一演算前の触媒被毒時積算距離SOXMILE(old)に車速VSPを加算する。一方、上記触媒温度が被毒解除可能触媒温度に達していると判定された場合(2B)、ステップS32において車速VSPに所定の被毒解除時等価車速RSMILEを乗じた値を一演算前の触媒被毒時積算距離から減算する。 FIG. 6 shows a distance addition / subtraction method which is a first example of the poisoning amount addition / subtraction in step S3. When it is determined in step S2 that the catalyst temperature RGASTTEMP (and FGASTTEMP) is lower than the poisonable decomposable catalyst temperature SOXRTEMP (and SOXFTEMP) (2A), in step S31, the catalyst poisoning accumulated distance before one calculation The vehicle speed VSP is added to SOXMILE (old). On the other hand, if it is determined that the catalyst temperature has reached the poisoning releaseable catalyst temperature (2B), the value obtained by multiplying the vehicle speed VSP by the predetermined poisoning release equivalent vehicle speed RSMILE in step S32 is the catalyst before one calculation. Subtract from the accumulated distance during poisoning.
図7は、ステップS3の被毒量加減算の第2の例である触媒被毒時の硫黄通過量を加減算する方式を示している。上記のステップS2において触媒温度が被毒解除可能触媒温度未満であると判定された場合(2A)、ステップS33において、単位時間当たりの燃料噴射量QINJ及び回転数NMRPM等に基づいて、単位時間当たりの触媒通過硫黄量SOXINを算出し、ステップS34において、このSOXINを、一演算前の積算値である総触媒通過硫黄量SOXCAL(old)に加算して、総触媒通過硫黄量SOXCALを演算・更新する。一方、触媒温度が被毒解除可能触媒温度に達していると判定された場合(2B)、ステップS35において車速VSPに被毒解除時等価車速RSMILEを乗じた値を一演算前の総触媒通過硫黄量SOXCALから減算して、総触媒通過硫黄量SOXCALを演算・更新する。 FIG. 7 shows a method of adding / subtracting the sulfur passage amount at the time of catalyst poisoning, which is a second example of the poisoning amount addition / subtraction in step S3. When it is determined in step S2 that the catalyst temperature is lower than the poisoning decomposable catalyst temperature (2A), in step S33, based on the fuel injection amount QINJ per unit time, the rotational speed NMRPM, and the like, In step S34, the SOXIN is added to the total catalyst passing sulfur amount SOXCAL (old), which is an integrated value before one calculation, and the total catalyst passing sulfur amount SOXCAL is calculated and updated. To do. On the other hand, if it is determined that the catalyst temperature has reached the poisoning releaseable catalyst temperature (2B), the total catalyst passing sulfur before one calculation is calculated by multiplying the vehicle speed VSP by the poisoning release equivalent vehicle speed RSMILE in step S35. Subtract from the amount SOXCAL to calculate / update the total catalyst passing sulfur amount SOXCAL.
このように、いずれの方式においても、被毒可能温度未満の場合には加算を行い、触媒温度が被毒可能温度を超えている場合には減算を実施することで、総触媒通過硫黄量SOXCALを精度良く求めることができる。 Thus, in any method, addition is performed when the temperature is lower than the poisonable temperature, and subtraction is performed when the catalyst temperature exceeds the poisonable temperature, so that the total catalyst passing sulfur amount SOXCAL is obtained. Can be obtained with high accuracy.
図8はステップS4の被毒解除判定量に達したかの判定処理の例を示している。図6に示す距離加減算方式の場合、ステップS41において、触媒被毒時の積算距離SOXMILEが上記被毒解除判定量としての被毒解除判断積算距離SOXMAXを超えているかを判定し、超えていればステップS5の運転条件判定処理へ進み、超えていなければ本ルーチンを終了して最初のバイパスバルブ開閉判定処理(S1)へ戻る。図7に示す触媒被毒時の硫黄通過量を加減算する方式の場合、ステップS42において、総触媒通過硫黄量SOXCALが上記被毒解除判定量としての被毒解除判断積算値SOXFULを超えているかを判定し、超えていればステップS5の運転条件判定処理へ進み、超えていなければ本ルーチンを終了して最初のバイパスバルブ開閉判定処理(S1)へ戻る。 FIG. 8 shows an example of a determination process as to whether the poisoning release determination amount has been reached in step S4. In the case of the distance addition / subtraction method shown in FIG. 6, it is determined in step S41 whether or not the accumulated distance SOXMILE at the time of catalyst poisoning exceeds the poisoning release determination integrated distance SOXMAX as the poisoning release determination amount. The process proceeds to the operation condition determination process in step S5, and if not exceeded, this routine is terminated and the process returns to the first bypass valve open / close determination process (S1). In the method of adding and subtracting the sulfur passage amount at the time of catalyst poisoning shown in FIG. 7, in step S42, it is determined whether or not the total catalyst passage sulfur amount SOXCAL exceeds the poisoning release determination integrated value SOXFUL as the poisoning release determination amount. If it has exceeded, the process proceeds to the operation condition determination process in step S5. If not, the routine ends and the process returns to the first bypass valve open / close determination process (S1).
図9及び図10は、それぞれ上記ステップS5の被毒解除制御を実行可能な所定の運転条件の判定処理の例を示している。いずれの例も、被毒解除制御による機関運転性への悪影響の低減・回避と、被毒解除制御を行うことによる過度な排温上昇の抑制・回避等を目的としている。 FIG. 9 and FIG. 10 each show an example of a determination process of predetermined operating conditions that can execute the poisoning release control in step S5. Both examples are intended to reduce or avoid adverse effects on engine operability due to poisoning release control and to suppress or avoid excessive exhaust temperature rise by performing poisoning release control.
図9の第1の例では、車速VSP,負荷TP及び回転数MNRPMがそれぞれ所定の範囲内にあるかを判定している。具体的には、ステップS51で車速VSPが所定の下限車速RSVSP1以上かつ所定の上限車速RSVSP2以下であるかを判定し、ステップS52で負荷TPが所定の下限負荷RSTP1以上かつ所定の上限負荷RSTP2以下であるかを判定し、ステップS53で回転数MNRPMが所定の下限回転数RSRPM1以上かつ所定の上限回転数RSRPM2以下であるかを判定する。ステップS51〜S53の条件を全て満たす場合にのみ、ステップS6の被毒解除制御へ進み、それ以外の場合には本ルーチンを終了して最初のバイパスバルブ開閉判定処理(S1)へ戻る。 In the first example of FIG. 9, it is determined whether the vehicle speed VSP, the load TP, and the rotational speed MNRPM are within predetermined ranges. Specifically, it is determined in step S51 whether the vehicle speed VSP is equal to or higher than a predetermined lower limit vehicle speed RSVSP1 and equal to or lower than a predetermined upper limit vehicle speed RSVSP2, and in step S52, the load TP is equal to or higher than a predetermined lower limit load RSTP1 and lower than a predetermined upper limit load RSTP2. In step S53, it is determined whether the rotational speed MNRPM is equal to or higher than a predetermined lower limit rotational speed RRPM1 and equal to or lower than a predetermined upper limit rotational speed RRPM2. Only when all the conditions of steps S51 to S53 are satisfied, the process proceeds to the poisoning release control of step S6. In other cases, this routine is terminated and the process returns to the first bypass valve opening / closing determination process (S1).
図10の第2の例では、一定時間減速中で、かつ燃料噴射の停止すなわちフュエールカット中であるかを判定している。具体的には、ステップS54において、車速変化量ΔVSPが0未満つまり減速中であるかを判定する。減速中でなければ、ステップS58において減速時間積算タイマVSPTIMERの値を『0』に初期化して本ルーチンを終了し、最初のバイパスバルブ開閉判定処理(S1)へ戻る。減速中であれば、ステップS55において、減速時間積算タイマVSPTIMERに『1』を加算し、ステップS56において、減速時間積算タイマVSPTIMERの値が所定の被毒解除判定減速時間RSTIMER以上となったかを判定する。ステップS57ではフューエルカット中であるかを判定する。減速時間積算値VSPTIMERが所定の被毒解除判定減速時間RSTIMER以上で、かつ、フューエルカット中の場合には、ステップS6の被毒解除制御へ進み、それ以外の場合にはステップS54へ戻る。 In the second example of FIG. 10, it is determined whether the vehicle is decelerating for a certain time and whether fuel injection is stopped, that is, whether fuel cut is in progress. Specifically, in step S54, it is determined whether the vehicle speed change amount ΔVSP is less than 0, that is, the vehicle is decelerating. If the vehicle is not decelerating, the value of the deceleration time integration timer VSPTIMER is initialized to “0” in step S58, the present routine is terminated, and the process returns to the first bypass valve opening / closing determination process (S1). If the vehicle is decelerating, “1” is added to the deceleration time integration timer VSPTIMER in step S55, and it is determined in step S56 whether the value of the deceleration time integration timer VSPTIMER is equal to or greater than a predetermined poisoning release determination deceleration time RSTIMER. To do. In step S57, it is determined whether a fuel cut is in progress. If the deceleration time integrated value VSPTIMER is equal to or longer than the predetermined poisoning release determination deceleration time RSTIMER and the fuel cut is in progress, the process proceeds to poisoning release control in step S6, and otherwise returns to step S54.
図11〜図18はステップS6の被毒解除制御の例を示し、図11〜図14はアンバランスλコントロール方式、図15〜図18は点火時期リタードと空燃比リッチ化方式を示している。いずれの方式でも、被毒解除制御後に、触媒温度RGASTEMP(及びFGASTEMP)をモニタし、触媒温度が被毒解除可能触媒温度SOXRTEMP(及びSOXFTEMP)を超えていれば(ステップS62,S63)、被毒量の減算を行い(ステップS64,S64A)、被毒量に相当する触媒被毒時の積算距離SOXMILEや触媒被毒時の積算硫黄通過量SOXCALが、被毒解除判定量に相当するRSEND,RSFIN,SOXFUL,やSOXMAX未満であるかを判定する(ステップS65,S65A,65B,S65C)。被毒量が被毒解除判定量未満であれば被毒解除制御終了し、そうでなければ本ルーチンを終了して最初のバイパスバルブ開閉判定処理(ステップS1)へ戻る。なお、ステップS64,S64Aにおける被毒量の減算では、その時の車速VSPに対し、被毒解除量に相当する等価車速RSMILE,RSSOXを乗じた値を減算している。一方、被毒量が被毒解除判定量未満であれば、被毒量の積算を行い(ステップS67,S68)、本ルーチンを終了して最初のバイパスバルブ開閉判定処理(ステップS1)へ戻る。 FIGS. 11 to 18 show examples of poisoning release control in step S6, FIGS. 11 to 14 show an unbalanced λ control system, and FIGS. 15 to 18 show an ignition timing retard and air-fuel ratio enrichment system. In any method, after the poisoning release control, the catalyst temperature RGASTTEMP (and FGASTTEMP) is monitored, and if the catalyst temperature exceeds the poisoning releaseable catalyst temperature SOXRTEMP (and SOXFTEMP) (steps S62 and S63), the poisoning is performed. The amount is subtracted (steps S64 and S64A), and the cumulative distance SOXMILE at the time of catalyst poisoning corresponding to the poisoning amount and the cumulative sulfur passage amount SOXCAL at the time of catalyst poisoning correspond to the RSEND and RSFIN corresponding to the poisoning release determination amount. , SOXFUL, or whether it is less than SOXMAX (steps S65, S65A, 65B, S65C). If the poisoning amount is less than the poisoning release determination amount, the poisoning release control is ended. Otherwise, this routine is ended and the process returns to the first bypass valve opening / closing determination process (step S1). In addition, in the subtraction of the poisoning amount in steps S64 and S64A, a value obtained by multiplying the vehicle speed VSP at that time by the equivalent vehicle speeds RSMILE and RSSOX corresponding to the poisoning release amount is subtracted. On the other hand, if the poisoning amount is less than the poisoning release determination amount, the poisoning amount is integrated (steps S67, S68), the present routine is terminated, and the process returns to the first bypass valve opening / closing determination process (step S1).
なお、被毒解除制御中は常に所定の運転条件(図9及び図10参照)を満たしているかを判定し、運転条件を満たしていなければ、被毒解除制御を終了するようにしても良い。 During the poisoning release control, it is always determined whether or not a predetermined operating condition (see FIGS. 9 and 10) is satisfied. If the operating condition is not satisfied, the poisoning release control may be terminated.
具体的な被毒解除制御については、特開2000−337137号公報等にも記載のように公知であり、簡単に説明すると、図11〜図14におけるステップS61では、各気筒の空燃比を意図的にリーンとリッチに繰り返し変動させており、図15〜図18におけるステップS61では、点火時期を遅角(リタード)側に補正しつつ空燃比(A/F)を理論空燃比よりもリッチ側へシフトさせている。 The specific poisoning release control is known as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-337137 and the like. Briefly, in step S61 in FIGS. 11 to 14, the air-fuel ratio of each cylinder is intentionally set. In FIG. 15 to FIG. 18, in step S61, the air-fuel ratio (A / F) is richer than the stoichiometric air-fuel ratio while correcting the ignition timing to the retarded angle (retarded) side. Shift to.
このような実施形態から把握し得る本発明の特徴的な技術的思想について、その効果とともに列記する。 The characteristic technical ideas of the present invention that can be grasped from such embodiments will be listed together with their effects.
[1]気筒から排出された排気が流れるメイン通路3と、上記メイン通路3に介装されたメイン触媒コンバータ4と、上記メイン触媒コンバータ4の上流側で上記メイン通路3から分岐すると共に、上記メイン通路3よりも通路断面積の小さなバイパス通路7と、上記バイパス通路7に介装されたバイパス触媒コンバータ8と、気筒から排出された排気が上記バイパス通路7へ流れるように上記メイン通路3を閉じるバイパスバルブ5等のメイン通路閉塞手段と、を備える。
[1] A
そして、上記メイン通路閉塞手段により上記メイン通路3が閉じられているかを判定する開閉判定手段(ステップS1)と、上記開閉判定手段によりメイン通路3が閉じられていると判定された場合に、上記バイパス触媒コンバータ8の被毒量の加減算を行う被毒量加減算手段(ステップS3)と、上記被毒量が所定の被毒解除判定量に達し、かつ、所定の運転条件を満たした場合に、被毒解除制御を行う被毒解除制御手段(ステップS6)と、を有することを特徴としている。
When the open / close determining means (step S1) for determining whether the
このように、メイン通路3が閉じられ、バイパス触媒コンバータ8が配設されたバイパス通路7側に排気ガスが流れるときにのみ被毒量を加減算することで、制御ロジックを簡素化・簡略化しつつ、被毒量を正確に精度良く把握することができ、この被毒量が所定の被毒解除判定量に達し、かつ、所定の運転条件を満たした場合に、被毒解除制御を行うことで、被毒解除つまりバイパス触媒コンバータ8の再生を良好に行うことができる。また、被毒解除制御のためにメイン通路3を閉塞するのではなく、メイン通路3が閉塞されているときに限って被毒解除制御を行うようにしたために、被毒解除制御が行われる機会を最小限に抑制することができる。
In this way, the control logic is simplified and simplified by adding and subtracting the poisoning amount only when the
[2]好ましくは、図6及び図7に示すように、上記バイパス触媒コンバータ8の触媒温度に基づいて、上記被毒量の加減算を行う。これによって、触媒の被毒量をより正確に把握することができ、被毒解除制御が行われる頻度を最小限とし、触媒を高温にさらす機会を低減・抑制することができる。
[2] Preferably, as shown in FIGS. 6 and 7, the poisoning amount is added or subtracted based on the catalyst temperature of the bypass
[3]具体的には、上記バイパス触媒コンバータ8の触媒温度(RGASTEMP,FGASTEMP)が所定の被毒解除可能温度(SOXRTEMP,SOXFTEMP)未満であるかを判定する触媒温度判定手段(ステップS21,S22)を有し、上記被毒量加減算手段は、上記触媒温度が上記被毒解除可能温度未満であれば上記被毒量の加算を行い(ステップS31,S34)、上記触媒温度が上記被毒解除可能温度を超えていれば、上記被毒量の減算を行う(ステップS32,S35)。このように、触媒温度と被毒解除可能温度との比較という簡素な制御ロジックにより、触媒の被毒量を正確に把握することができる。
[3] Specifically, catalyst temperature determination means for determining whether the catalyst temperature (RGASTTEMP, FGASTTEMP) of the bypass
[4]図11〜図18に示すように、上記被毒解除制御中に上記被毒量(SOXMILE,SOXCAL)が上記被毒解除判定量(RSEND,RSFIN,SOXFUL,SOXMAX)未満になると、上記被毒解除制御を終了する(ステップS65,S65A,S65B,S65C)。これによって、被毒解除制御が過度に行われることを防止することができる。 [4] As shown in FIGS. 11 to 18, when the poisoning amount (SOXMILE, SOXCAL) becomes less than the poisoning release determination amount (RSEND, RSFIN, SOXFUL, SOXMAX) during the poisoning release control, The poisoning release control is terminated (steps S65, S65A, S65B, S65C). Thereby, it is possible to prevent the poisoning release control from being performed excessively.
[5]また、上記被毒解除制御中に所定の運転条件から外れると、上記被毒解除制御を終了するようにしても良い。これによって、過度な被毒解除制御の実行を低減・回避できるとともに、被毒解除制御による運転性能への悪影響を低減できる。 [5] Further, the poisoning release control may be terminated when it is outside predetermined operating conditions during the poisoning release control. As a result, it is possible to reduce or avoid the execution of excessive poisoning release control, and it is possible to reduce adverse effects on driving performance due to the poisoning release control.
3…メイン通路
4…メイン触媒コンバータ
5…バイパスバルブ
7…バイパス通路
8…バイパス触媒コンバータ
27…エンジンコントロールユニット
3 ... Main passage 4 ... Main
Claims (5)
上記メイン通路に介装されたメイン触媒コンバータと、
上記メイン触媒コンバータの上流側で上記メイン通路から分岐すると共に、上記メイン通路よりも通路断面積の小さなバイパス通路と、
上記バイパス通路に介装されたバイパス触媒コンバータと、
気筒から排出された排気が上記バイパス通路へ流れるように上記メイン通路を閉じるメイン通路閉塞手段と、を備えた車両用内燃機関の触媒被毒解除制御装置において、
上記メイン通路閉塞手段により上記メイン通路が閉じられているかを判定する開閉判定手段と、
上記開閉判定手段によりメイン通路が閉じられていると判定された場合に、上記バイパス触媒コンバータの被毒量の加減算を行う被毒量加減算手段と、
上記被毒量が所定の被毒解除判定量に達し、かつ、所定の運転条件を満たした場合に、被毒解除制御を行う被毒解除制御手段と、
を有することを特徴とする車両用内燃機関の触媒被毒解除制御装置。 A main passage through which exhaust exhausted from the cylinder flows,
A main catalytic converter interposed in the main passage;
A bypass passage that branches off from the main passage on the upstream side of the main catalytic converter, and has a smaller passage cross-sectional area than the main passage;
A bypass catalytic converter interposed in the bypass passage;
A catalyst poisoning release control device for an internal combustion engine for a vehicle, comprising: a main passage closing means for closing the main passage so that the exhaust discharged from the cylinder flows into the bypass passage;
Open / close determining means for determining whether the main passage is closed by the main passage closing means;
Poisoning amount addition / subtraction means for adding / subtracting the poisoning amount of the bypass catalytic converter when the open / close determination means determines that the main passage is closed;
Poisoning release control means for performing poisoning release control when the poisoning amount reaches a predetermined poisoning release determination amount and satisfies a predetermined operating condition;
A catalyst poisoning release control device for an internal combustion engine for a vehicle, comprising:
上記被毒量加減算手段は、上記触媒温度が上記被毒解除可能温度未満であれば上記被毒量の加算を行い、上記触媒温度が上記被毒解除可能温度を超えていれば、上記被毒量の減算を行うことを特徴とする請求項2に記載の車両用内燃機関の触媒被毒解除制御装置。 Having a catalyst temperature determination means for determining whether the catalyst temperature of the bypass catalytic converter is lower than a predetermined detoxification-removable temperature;
The poisoning amount addition / subtraction means adds the poisoning amount if the catalyst temperature is lower than the poisoning decomposable temperature, and if the catalyst temperature exceeds the poisoning decomposable temperature, the poisoning amount 3. The catalyst poisoning release control apparatus for an internal combustion engine for a vehicle according to claim 2, wherein the amount is subtracted.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008234111A JP2010065631A (en) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | Catalyst poisoning detoxification control device for vehicle internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008234111A JP2010065631A (en) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | Catalyst poisoning detoxification control device for vehicle internal combustion engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010065631A true JP2010065631A (en) | 2010-03-25 |
Family
ID=42191419
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008234111A Pending JP2010065631A (en) | 2008-09-12 | 2008-09-12 | Catalyst poisoning detoxification control device for vehicle internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010065631A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072750A (en) * | 2016-03-28 | 2018-12-21 | 喜星触媒株式会社 | Selective catalytic reduction reaction partially regenerating catalyst device |
-
2008
- 2008-09-12 JP JP2008234111A patent/JP2010065631A/en active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109072750A (en) * | 2016-03-28 | 2018-12-21 | 喜星触媒株式会社 | Selective catalytic reduction reaction partially regenerating catalyst device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3658115B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| KR100905811B1 (en) | A diagnosis apparatus for an exhaust gas purifier of an internal combustion engine | |
| JP4952847B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP3557925B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| KR100423378B1 (en) | Air/fuel ratio control device for combustion engine | |
| JP4438759B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP5023915B2 (en) | Exhaust purification catalyst regeneration control device for exhaust purification system of internal combustion engine and catalyst regeneration method thereof | |
| JP3550846B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP3850999B2 (en) | Internal combustion engine | |
| JP2007321652A (en) | Internal combustion engine | |
| JP4779730B2 (en) | Failure diagnosis device for exhaust gas purification device of internal combustion engine | |
| JP2010065631A (en) | Catalyst poisoning detoxification control device for vehicle internal combustion engine | |
| JP5169547B2 (en) | Exhaust control device for internal combustion engine | |
| US20080034735A1 (en) | Internal combustion engine and method of controlling the same | |
| JP4289133B2 (en) | Air-fuel ratio control device for internal combustion engine | |
| JP5040838B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP4706463B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP7758210B2 (en) | Method and device for controlling air-fuel ratio of an internal combustion engine | |
| JP5012710B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP4687602B2 (en) | Internal combustion engine failure diagnosis method and internal combustion engine failure diagnosis device | |
| JP5071172B2 (en) | Control device for internal combustion engine | |
| JP4631759B2 (en) | Failure diagnosis device for exhaust gas purification device of internal combustion engine | |
| JP2005351108A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP4816300B2 (en) | Internal combustion engine and control method for internal combustion engine | |
| JP5024215B2 (en) | Failure diagnosis device for exhaust gas purification device of internal combustion engine |