JP2013142377A - Exhaust emission control device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関し、詳しくは、排気温度を上昇させることで排気浄化触媒を活性化する技術に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine, and more particularly, to a technique for activating an exhaust purification catalyst by raising an exhaust gas temperature.
自動車等に搭載されるエンジンから排出される排ガス中には、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)、窒素酸化物(NOx)や、微粒子状物質(PM:Particulate Matter)等の排気成分が含まれている。このため、エンジンの排気通路には、上記物質を分解(還元等)するための三元触媒や酸化触媒等を備える排気浄化装置が設けられている。これらの三元触媒や酸化触媒は高い炭化水素(HC)浄化効率を持つものの、触媒を構成する貴金属はその酸化活性温度以下では触媒性能を発揮しにくい。 Exhaust components such as carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), nitrogen oxides (NOx), and particulate matter (PM) in exhaust gas emitted from engines mounted on automobiles It is included. For this reason, an exhaust gas purification device including a three-way catalyst, an oxidation catalyst, or the like for decomposing (reducing or the like) the above substances is provided in the exhaust passage of the engine. Although these three-way catalysts and oxidation catalysts have high hydrocarbon (HC) purification efficiency, noble metals constituting the catalyst are difficult to exhibit catalytic performance below the oxidation activation temperature.
そこで、酸化活性温度に達しない運転域でゼオライト等にHCを吸着させ、貴金属活性の後の運転域でゼオライト等に吸着しているHCを脱離かつ酸化除去させるHC吸着機能を有する触媒を採用し、これを排気レイアウト中に付加することで、HC浄化性能を確保しているものがある。 Therefore, a catalyst with an HC adsorption function that adsorbs HC on zeolite, etc. in the operating range that does not reach the oxidation activation temperature, and desorbs and oxidizes and removes HC adsorbed on zeolite, etc. in the operating range after noble metal activity is adopted. However, there are some that ensure HC purification performance by adding this to the exhaust layout.
しかしながら、HC吸着機能を有する触媒であっても、触媒が吸着している炭化水素の吸着量が比較的多い状態で過度な昇温を行うとHCが脱離する量が増加してしまう虞がある。このため、触媒が吸着している炭化水素の吸着量が多いほど昇温速度を低くすることで、HCの脱離量を抑制しつつ、触媒の早期活性化を図るようにしたものがある(例えば、特許文献1参照)。 However, even with a catalyst having an HC adsorption function, there is a risk that the amount of HC desorbed will increase if the temperature is excessively raised with a relatively large amount of hydrocarbon adsorbed by the catalyst. is there. For this reason, there is one in which the catalyst is activated early while suppressing the amount of HC desorption by lowering the rate of temperature rise as the amount of adsorbed hydrocarbon adsorbed by the catalyst increases ( For example, see Patent Document 1).
このような昇温制御によりHC吸着機能を備えるHC吸着触媒を昇温させると、HCの脱離量を抑制することはできるものの、HC吸着触媒を所望の温度まで上昇させる時間が長くなってしまう。 When the temperature of an HC adsorption catalyst having an HC adsorption function is raised by such temperature rise control, the amount of HC desorption can be suppressed, but the time for raising the HC adsorption catalyst to a desired temperature becomes longer. .
本発明はこのような事情に鑑みてなされたものであり、HCの脱離量を抑制しつつHC吸着触媒を比較的短時間で活性化させることができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and provides an engine exhaust purification device that can activate an HC adsorption catalyst in a relatively short time while suppressing the amount of HC desorption. Objective.
上記課題を解決する本発明の第1の態様は、エンジンの排気通路に設けられ、排気中に含まれる炭化水素を吸着及び脱離する機能を備えるHC吸着触媒と、前記HC吸着触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、前記HC吸着触媒への炭化水素の吸着量を算出する吸着量算出手段と、前記HC吸着触媒を所定のタイミングで酸化活性温度に昇温させる昇温制御を実行する昇温制御実行手段と、を有し、該昇温制御実行手段は、前記昇温制御として、前記触媒温度検出手段によって検出された前記HC吸着触媒の温度が遷移温度以下の所定温度に達するまでは、前記HC吸着触媒を予め設定された設定昇温速度で昇温させる第1の昇温制御を実行し、前記HC吸着触媒の温度が前記所定温度よりも高くなると、前記吸着量算出手段によって算出された吸着量に応じて昇温速度を変更しながら前記HC吸着触媒を昇温させる第2の昇温制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化装置にある。 A first aspect of the present invention that solves the above-described problem is an HC adsorption catalyst that is provided in an exhaust passage of an engine and has a function of adsorbing and desorbing hydrocarbons contained in the exhaust, and the temperature of the HC adsorption catalyst. A catalyst temperature detecting means for detecting, an adsorption amount calculating means for calculating the adsorption amount of hydrocarbons on the HC adsorption catalyst, and a temperature rise control for raising the temperature of the HC adsorption catalyst to an oxidation activation temperature at a predetermined timing are executed. Temperature increase control execution means, the temperature increase control execution means, as the temperature increase control, until the temperature of the HC adsorption catalyst detected by the catalyst temperature detection means reaches a predetermined temperature below the transition temperature Performs a first temperature increase control for increasing the temperature of the HC adsorption catalyst at a preset temperature increase rate, and when the temperature of the HC adsorption catalyst becomes higher than the predetermined temperature, the adsorption amount calculating means Calculation In the exhaust purification apparatus for an engine and executes the second heating control for raising the temperature of the HC adsorption catalyst while changing the heating rate depending on the amount of adsorption was.
かかる第1の態様では、HC吸着触媒を総HC吸着量に応じた適切な昇温速度で昇温させることができるため、HC脱離量を抑制しつつHC吸着触媒を良好に昇温させることができる。 In the first aspect, since the temperature of the HC adsorption catalyst can be increased at an appropriate temperature increase rate corresponding to the total amount of HC adsorption, the temperature of the HC adsorption catalyst can be increased well while suppressing the amount of HC desorption. Can do.
本発明の第2の態様は、第1の態様のエンジンの排気浄化装置において、前記昇温制御実行手段は、前記第2の昇温制御の実行中に、前記HC吸着触媒の昇温速度を前記設定昇温速度以下の範囲で変更することを特徴とするエンジンの排気浄化装置にある。 According to a second aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification apparatus according to the first aspect, the temperature increase control execution means controls the temperature increase rate of the HC adsorption catalyst during the execution of the second temperature increase control. The engine exhaust gas purification apparatus is characterized in that the engine temperature is changed within a range equal to or lower than the set temperature increase rate.
かかる第2の態様では、HC吸着触媒からのHC脱離量をより確実に抑制しつつ、HC吸着触媒を急速に昇温させることができる。 In the second aspect, it is possible to rapidly raise the temperature of the HC adsorption catalyst while more reliably suppressing the amount of HC desorption from the HC adsorption catalyst.
本発明の第3の態様は、第1又は2の態様のエンジンの排気浄化装置において、前記昇温制御実行手段は、前記第1の昇温制御を実行する際に、前記吸着量算出手段によって算出された吸着量に応じて前記所定温度を変更することを特徴とするエンジンの排気浄化装置にある。 According to a third aspect of the present invention, in the engine exhaust gas purification apparatus according to the first or second aspect, the temperature increase control execution unit performs the adsorption amount calculation unit when executing the first temperature increase control. The engine exhaust gas purification apparatus is characterized in that the predetermined temperature is changed in accordance with the calculated adsorption amount.
かかる第3の態様では、HC吸着触媒を急速に昇温しつつ、HC脱離量の急激な上昇も効果的に抑制できる。 In the third aspect, a rapid increase in the amount of HC desorption can be effectively suppressed while rapidly raising the temperature of the HC adsorption catalyst.
以上のように本発明では、昇温制御として第1の昇温制御と第2の昇温制御とをHC吸着触媒の温度に応じて実行するようにしたので、HC吸着触媒からのHC脱離量を増加させることなく、HC吸着触媒を急速に昇温させて活性化させることができる。 As described above, in the present invention, the first temperature increase control and the second temperature increase control are executed according to the temperature of the HC adsorption catalyst as the temperature increase control. Without increasing the amount, the HC adsorption catalyst can be rapidly heated to be activated.
まずは本発明の一実施形態に係る排気浄化装置を含むエンジン10の全体構成について説明する。図1に示すエンジン10は、ディーゼルエンジンであり、エンジン本体11は、シリンダヘッド12とシリンダブロック13とを有する。シリンダブロック13の各シリンダボア14内には、ピストン15が収容されている。ピストン15は、コンロッド16を介してクランクシャフト17に接続されている。このピストン15とシリンダボア14とシリンダヘッド12とで燃焼室18が形成されている。
First, the overall configuration of the
シリンダヘッド12には吸気ポート19が形成され、吸気ポート19には吸気マニホールド20を含む吸気管(吸気通路)21が接続されている。吸気ポート19内には吸気弁22が設けられ、この吸気弁22によって吸気ポート19が開閉される。またシリンダヘッド12には排気ポート23が形成され、排気ポート23には排気マニホールド24を含む排気管(排気通路)25が接続されている。排気ポート23内には排気弁26が設けられており、排気ポート23はこの排気弁26によって開閉される。
An
これら吸気管21及び排気管25の途中には、ターボチャージャ27が設けられている。ターボチャージャ27の下流側の吸気管21には、インタークーラ28が配されている。インタークーラ28の下流側の吸気管21には、吸気管(吸気通路)21を開閉するスロットルバルブ29が設けられている。スロットルバルブ29の下流側の吸気管21には、ターボチャージャ27の上流側の排気管25に連通するEGR管(EGR通路)30が接続されている。EGR管30にはEGRクーラ31が設けられ、EGR管30の吸気管21との接続部分にはEGR弁32が設けられている。
A
なおシリンダヘッド12には、各気筒の燃焼室18内に燃料を直噴射する燃料噴射弁33が設けられている。燃料噴射弁33にはコモンレール34から燃料が供給される。コモンレール34にはサプライポンプ35により燃料タンク(図示なし)の燃料がエンジン本体11の回転速度に応じて所定圧で供給される。コモンレール34に供給された燃料は所定の燃圧に調整されて燃料噴射弁33に供給される。
The
ターボチャージャ27の下流側の排気管25には、本実施形態に係る排気浄化装置50を構成するHC吸着触媒51と、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter:以下、DPFと称する)52と、が上流側から順に設けられている。
An
なおHC吸着触媒51及びDPF52の入口近傍には、それぞれ排気温センサ53A,53Bが設けられている。さらにHC吸着触媒51の出口近傍には、排ガスの空燃比を検出する空燃比センサ54が設けられている。
HC吸着触媒51は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造の担体の表面に吸着層と、貴金属触媒層とを有する。吸着層は、排気中に含まれる炭化水素(HC)を吸着する特性を備えた各種ゼオライトを含有する層である。貴金属触媒層は、酸化機能を向上させる白金(Pt)、パラジウム(Pd)等の貴金属成分を担持した活性アルミナを含有する層である。また、吸着層と貴金属触媒層に分けずに混合しても良い。このHC吸着触媒51は、触媒温度が低温であるときにHCを吸着し、触媒温度が酸化活性温度まで上昇すると吸着した炭化水素を脱離して貴金属触媒層で酸化除去する。なお、ここでいう酸化活性温度とは、貴金属触媒層が活性化する温度のことである。HC吸着触媒51では、排気ガスが流入すると、排気ガス中の一酸化窒素(NO)が酸化されて二酸化窒素(NO2)が生成される。
The
DPF52は、例えば、セラミックス材料で形成されたハニカム構造のフィルタである。DPF52に捕捉されたPMは、排気ガス中のNO2によって酸化(燃焼)されてCO2として排出され、DPF52内に残存するNO2はNOに還元されて排出される。
The
またエンジン10は、電子制御ユニット(ECU)70を備えており、ECU70には、入出力装置、制御プログラムや制御マップ等の記憶を行う記憶装置、中央処理装置及びタイマやカウンタ類が備えられている。このECU70が、各種センサ類からの情報に基づいて、排気浄化装置50を備えるエンジン10の総合的な制御を行っている。さらにECU70は排気浄化装置50の一部としても機能し、排気温センサ53A,53Bや空燃比センサ54等の各種センサ類からの情報に基づいて燃料噴射弁33等を適宜制御する。
The
ところで、HC吸着触媒51は、触媒温度が酸化活性温度まで上昇しないと、排ガス成分を酸化・除去することができない。このような問題を生じさせないために、例えば、排気温度が低い場合等の所定のタイミングにおいて、HC吸着触媒51を酸化活性温度まで昇温させる昇温制御が実行される。これにより、HC吸着触媒51の性能が発揮され、排ガス成分を酸化・除去することができる。
By the way, the
本実施形態に係る排気浄化装置50を構成するECU70は、昇温制御実行手段71と、吸着量算出手段72と、を備える。昇温制御実行手段71は、所定のタイミングで、HC吸着触媒51を酸化活性温度に昇温させる昇温制御を実行する。なお昇温制御を実行する条件は、例えば、車両の運転状態や、HC吸着触媒51の性能、総HC吸着量等を考慮して適宜決定されればよい。
The
昇温制御実行手段71は、昇温制御を実行すると、HC吸着触媒51の温度に応じて燃料噴射弁33を制御し、HC吸着触媒51を通過する排ガスの温度を上昇させる。例えば、噴射時期を遅角、或いは膨張行程でポスト噴射を実行することで、排ガスの温度を上昇させることができる。
When the temperature increase control execution means 71 executes the temperature increase control, the temperature increase control execution means 71 controls the
なおHC吸着触媒51の温度は、HC吸着触媒51の入口近傍に設けられた排気温センサ(触媒温度検出手段)53A、出口近傍に設けられた排気温センサ(触媒温度検出手段)53Bによって検出される。勿論、HC吸着触媒51の温度の検出方法は、特に限定されるものではない。また各種センサの検出結果に基づいてHC吸着触媒51の温度を推定するようにしてもよい。
The temperature of the
さらに昇温制御実行手段71は、HC吸着触媒51の温度が遷移温度以下の所定温度に達するまでは、HC吸着触媒51を予め設定された設定昇温速度で昇温させる第1の昇温制御を実行する。またHC吸着触媒51の温度が上記所定温度よりも高くなると、総HC吸着量に応じて昇温速度を変更しながらHC吸着触媒51を昇温させる第2の昇温制御を実行する。
Further, the temperature increase control execution means 71 performs first temperature increase control for increasing the temperature of the
ここで、「遷移温度」とは、HC吸着触媒51にHCが吸着する速度(吸着速度)とHC吸着触媒51からHCが脱離する速度(脱離速度)とが一致する温度をいう。例えば、図2に示すように、吸着速度は、HC吸着触媒51の温度(例えば、入口温度)の上昇に伴って徐々に遅くなる。一方、脱離速度は、HC吸着触媒51の温度の上昇に伴って徐々に速くなる。これら吸着速度と脱離速度とが一致するHC吸着触媒51の入口温度T1が「遷移温度」となる。
Here, the “transition temperature” refers to a temperature at which the rate at which HC is adsorbed on the HC adsorption catalyst 51 (adsorption rate) matches the rate at which HC is desorbed from the HC adsorption catalyst 51 (desorption rate). For example, as shown in FIG. 2, the adsorption rate gradually decreases as the temperature of the HC adsorption catalyst 51 (for example, the inlet temperature) increases. On the other hand, the desorption rate gradually increases as the temperature of the
そして、HC吸着触媒51の温度が遷移温度以下の所定温度に達するまでは、HC吸着触媒51を予め設定された設定昇温速度で昇温させる第1の昇温制御が実行される。設定昇温速度は、エンジン10の運転状態や燃費等の各種条件を考慮して適宜決定されればよいが、可及的に速い速度とすることが好ましい。これにより、HC吸着触媒からのHC脱離量を抑制しつつ、HC吸着触媒51を急速に昇温させることができる。
Then, until the temperature of the
ここで、図3は、昇温速度を一定(80℃/min)として、吸着層に既に吸着されているHCの量(HC蓄積量)の異なる各HC吸着触媒をそれぞれ昇温させ、そのときに各HC吸着触媒から脱離されるHCの量(HC脱離量)の変化を調べた結果を示すグラフである。図3に示すように、HC蓄積量に拘わらず、HC吸着触媒の温度が遷移温度Ta付近に達するまでは、HC脱離量が減少する傾向にあり、HC吸着触媒の温度が遷移温度Taを超えて上昇すると、HC脱離量が上昇する傾向にある。なおHC脱離量の上昇傾向は、HC蓄積量が多いほど顕著である。 Here, FIG. 3 shows that the temperature rising rate is constant (80 ° C./min), each HC adsorption catalyst having a different amount of HC (HC accumulation amount) already adsorbed in the adsorption layer is heated, 6 is a graph showing the results of examining changes in the amount of HC desorbed from each HC adsorption catalyst (HC desorption amount). As shown in FIG. 3, regardless of the HC accumulation amount, the HC desorption amount tends to decrease until the temperature of the HC adsorption catalyst reaches the vicinity of the transition temperature Ta, and the temperature of the HC adsorption catalyst decreases the transition temperature Ta. If it exceeds this value, the amount of HC desorption tends to increase. The increasing tendency of the HC desorption amount is more remarkable as the HC accumulation amount is larger.
また図4は、HC蓄積量を一定(0.8g)として、HC吸着触媒を異なる昇温速度で昇温させたときのHC脱離量の変化を調べた結果を示すグラフである。図4に示すように、昇温速度に拘わらず、各HC吸着触媒の温度が遷移温度Ta付近に達するまでは、HC脱離量は減少する傾向にあり、HC吸着触媒の温度が遷移温度Taを超えて上昇すると、HC脱離量が上昇する傾向にある。なおHC脱離量の上昇傾向は、昇温速度が高いほど顕著である。 FIG. 4 is a graph showing the results of examining the change in the HC desorption amount when the HC adsorption catalyst is heated at a different temperature increase rate with the HC accumulation amount being constant (0.8 g). As shown in FIG. 4, regardless of the temperature increase rate, the HC desorption amount tends to decrease until the temperature of each HC adsorption catalyst reaches the vicinity of the transition temperature Ta. When the amount exceeds HC, the amount of HC desorption tends to increase. The increasing tendency of the HC desorption amount is more remarkable as the temperature increase rate is higher.
このようにHC吸着触媒51の温度が遷移温度以下であれば、HC蓄積量及び昇温速度に拘わらず、HC脱離量は減少傾向を示す。つまり第1の昇温制御が実行されることで、上述したようにHC吸着触媒51からのHC脱離量を抑制しつつ、HC吸着触媒51を急速に昇温させることができる。
As described above, when the temperature of the
また第1の昇温制御が実行されるHC吸着触媒51の温度の上限は遷移温度であることが好ましい。これにより、HC吸着触媒51をより急速に昇温させることができるからである。しかしながら、設定昇温速度が比較的速い場合には、第1の昇温制御が終了した後もHC吸着触媒51の温度が上昇して遷移温度を超えてしまう虞がある。このため本実施形態では、設定昇温速度を考慮して、HC吸着触媒51の温度が遷移温度を超えないように、第1の昇温制御が実行される触媒温度の上限値を遷移温度よりも低い所定温度としている。
Moreover, it is preferable that the upper limit of the temperature of the
さらに昇温制御実行手段71は、HC吸着触媒51の温度が上記所定温度よりも高くなると、吸着量算出手段72によって算出された吸着量に応じて昇温速度を変更しながらHC吸着触媒51を昇温させる第2の昇温制御を実行する。
Further, when the temperature of the
ここで吸着量算出手段72は、HC吸着触媒51へのHCの吸着量(総HC吸着量)を算出する。総HC吸着量は、HC吸着触媒51に既に蓄積されているHCの量(HC蓄積量)と、新たにHC吸着触媒51に吸着されたHCの量(HC吸着量)と、HC吸着触媒51から脱離されるHCの脱離量(HC脱離量)と、から下記式(1)によって求められる。
Here, the adsorption amount calculating means 72 calculates the adsorption amount of HC (total HC adsorption amount) to the
総HC吸着量=HC蓄積量+HC吸着量−HC脱離量 (1) Total HC adsorption amount = HC accumulation amount + HC adsorption amount-HC desorption amount (1)
また総HC吸着量は、流入HC量と、第1のHC吸着率補正値と、第2の吸着率補正値と、吸着時間と、から求められる。流入HC量は、HC吸着触媒51に流入するHCの量であり、エンジンの回転数及びトルクと、例えば、図5に示すように、エンジンの回転数とトルクとで規定される流入HC量のマップと、に基づいて求められる。
The total HC adsorption amount is obtained from the inflow HC amount, the first HC adsorption rate correction value, the second adsorption rate correction value, and the adsorption time. The inflow HC amount is the amount of HC flowing into the
また第1の吸着率補正値は、HC吸着触媒51の温度に応じて変化するHC吸着率を補正するものである。例えば、図6に示すように、HC吸着触媒51の温度が上昇するのに伴って、HC吸着率は低下する傾向にある。第1の吸着率補正値は、このようなHC吸着触媒の温度とHC吸着率との関係に基づいて算出される。
The first adsorption rate correction value is for correcting the HC adsorption rate that changes according to the temperature of the
第2の吸着率補正値は、総HC吸着量に応じて変化するHC吸着率を補正するものである。例えば、図7に示すように、総HC吸着量が増加するに伴ってHC吸着率は低下する傾向にある。第2の吸着率補正値は、このような総HC吸着量とHC吸着率との関係に基づいて算出される。 The second adsorption rate correction value corrects the HC adsorption rate that changes according to the total HC adsorption amount. For example, as shown in FIG. 7, the HC adsorption rate tends to decrease as the total HC adsorption amount increases. The second adsorption rate correction value is calculated based on the relationship between the total HC adsorption amount and the HC adsorption rate.
一方、HC脱離量は、第1の脱離率補正値と、第2の脱離率補正値と、脱離時間と、HC蓄積量と、から求められる。第1の脱離率補正値は、HC吸着触媒の温度に応じて変化するHC脱離率を補正するものである。例えば、図8に示すように、HC吸着触媒51の温度上昇に伴ってHC脱離率は増加する傾向にある。第1の脱離率補正値は、このようなHC吸着触媒51の温度とHC脱離率との関係に基づいて算出される。第2の脱離率補正値は、総HC吸着量に応じて変化するHC脱離率を補正するものである。例えば、図9に示すように、総HC吸着量が増加するに伴ってHC脱離率は増加する傾向にある。第2の吸着率補正値は、このような総HC吸着量とHC脱離率との関係に基づいて算出される。
On the other hand, the HC desorption amount is obtained from the first desorption rate correction value, the second desorption rate correction value, the desorption time, and the HC accumulation amount. The first desorption rate correction value corrects the HC desorption rate that changes according to the temperature of the HC adsorption catalyst. For example, as shown in FIG. 8, the HC desorption rate tends to increase as the temperature of the
そして上述のように昇温制御実行手段71は、第2の昇温制御中、このように吸着量算出手段72によって算出された総HC吸着量に応じて昇温速度を変更しながら、HC吸着触媒51を昇温させる。
As described above, the temperature increase control execution means 71 performs the HC adsorption while changing the temperature increase rate according to the total HC adsorption amount calculated by the adsorption amount calculation means 72 during the second temperature increase control. The temperature of the
これにより、HC吸着触媒51を総HC吸着量に応じた適切な昇温速度で昇温させることができるため、HC脱離量を抑制しつつHC吸着触媒51を良好に昇温させることができる。
As a result, the temperature of the
HC吸着触媒51の昇温速度の範囲は特に限定されないが、第1の昇温制御における設定昇温速度以下の範囲であることが好ましい。すなわち、第1の昇温制御では、可及的に速い昇温速度でHC吸着触媒51を昇温させ、第2の昇温制御では、総HC吸着量に応じて昇温速度を徐々に遅くすることが好ましい。これにより、HC吸着触媒51からのHC脱離量を抑制しつつ、HC吸着触媒51を急速に昇温させることができる。
The range of the temperature increase rate of the
以下、図10に示すフローチャートを参照して、本実施形態に係る排気浄化装置50におけるHC吸着触媒51の昇温制御についてさらに説明する。
Hereinafter, with reference to the flowchart shown in FIG. 10, the temperature increase control of the
図10に示すように、まずステップS1で昇温制御を実行するための各種条件(実行条件)が成立したか否かが判定される。この実行条件は、特に限定されず必要に応じて適宜決定されればよいが、例えば、車両の走行状態や、上述した総HC吸着量等が含まれる。 As shown in FIG. 10, first, in step S1, it is determined whether or not various conditions (execution conditions) for executing the temperature increase control are satisfied. This execution condition is not particularly limited and may be appropriately determined as necessary. For example, the running condition of the vehicle, the total HC adsorption amount described above, and the like are included.
ステップS1で実行条件が成立している場合には(ステップS1:Yes)、ステップS2に進む。実行条件が成立していない場合には(ステップS1:No)、昇温制御が実行されることなく処理が終了する。 If the execution condition is satisfied in step S1 (step S1: Yes), the process proceeds to step S2. If the execution condition is not satisfied (step S1: No), the process ends without executing the temperature increase control.
ステップS2では、HC吸着触媒51の温度(入口温度)、すなわち排気温センサ53Aによって検出されたHC吸着触媒51の温度が、遷移温度よりも高いか否かが判定される。HC吸着触媒51の温度が遷移温度よりも低い場合には(ステップS2:No)、ステップS3に進み、上述した第1の昇温制御が実行される。一方、HC吸着触媒51の入口温度が遷移温度よりも高い場合には(ステップS2:Yes)、ステップS4に進み、上述した第2の昇温制御が実行される。第2の昇温制御では、上述のようにHC吸着触媒51の総HC吸着量が算出(推定)され、この総HC吸着量に基づいて昇温速度が適宜変更され、変更された昇温速度でHC吸着触媒51が昇温される。
In step S2, it is determined whether or not the temperature of the HC adsorption catalyst 51 (inlet temperature), that is, the temperature of the
以上のように本発明では、HC吸着触媒51の温度が遷移温度以下の所定温度に達するまでは、HC吸着触媒51を設定昇温速度で昇温させる第1の昇温制御を実行するようにした。HC吸着触媒51の温度が遷移温度以下である場合、HC蓄積量を含む総HC吸着量や昇温速度に拘わらず、HC脱離量が増加することはない。したがって第1の昇温制御を実行することで、HC吸着触媒51からのHC脱離量を増加させることなく、HC吸着触媒51を急速に昇温させることができる。
As described above, in the present invention, the first temperature increase control for increasing the temperature of the
なお上述のように、総HC吸着量が多いほど、遷移温度を超えた後のHC脱離量の上昇傾向は顕著である。つまり総HC吸着量が多いほど、HC脱離量の急激な上昇が起こり易い。このため、昇温制御実行手段71が、第1の昇温制御を実行する際に、吸着量算出手段72によって算出された吸着量に応じて上記所定温度を変更するようにしてもよい。具体的には、吸着量算出手段72によって算出された吸着量が多くなるに伴って、上記所定温度を低くするようにしてもよい。これにより、HC吸着触媒51を急速に昇温しつつ、HC脱離量の急激な上昇も効果的に抑制できる。例えば、第1の昇温制御から第2の昇温制御への切り替え時等に、仮にHC吸着触媒の温度が遷移温度を超えた場合でも、HC脱離量の急激な上昇は抑制される。
As described above, the higher the total HC adsorption amount, the more the HC desorption amount increases after the transition temperature is exceeded. That is, the greater the total HC adsorption amount, the more likely the HC desorption amount to increase rapidly. For this reason, the predetermined temperature may be changed according to the adsorption amount calculated by the adsorption
また本発明では、HC吸着触媒51の温度が上記所定温度よりも高くなると、吸着量算出手段72によって算出された吸着量に応じて昇温速度を変更しながらHC吸着触媒51を昇温させる第2の昇温制御を実行するようにした。これにより、上述したようにHC吸着触媒51を総HC吸着量に応じた適切な昇温速度で昇温させることができ、HC脱離量を抑制しつつHC吸着触媒51を良好に昇温させることができる。
Further, in the present invention, when the temperature of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、この実施形態に限定されるものではない。本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能なものである。 Although the embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this embodiment. The present invention can be modified as appropriate without departing from the spirit of the present invention.
例えば上述の実施形態ではディーゼルエンジンを例示したが、勿論、本発明はディーゼルエンジン以外のエンジンにも適用することができるものである。 For example, although the diesel engine has been exemplified in the above-described embodiment, of course, the present invention can be applied to an engine other than the diesel engine.
10 エンジン
11 エンジン本体
12 シリンダヘッド
13 シリンダブロック
14 シリンダボア
15 ピストン
16 コンロッド
17 クランクシャフト
18 燃焼室
19 吸気ポート
20 吸気マニホールド
21 吸気管
22 吸気弁
23 排気ポート
24 排気マニホールド
25 排気管
26 排気弁
27 ターボチャージャ
28 インタークーラ
29 スロットルバルブ
30 EGR管
31 EGRクーラ
32 EGR弁
33 燃料噴射弁
34 コモンレール
35 サプライポンプ
50 排気浄化装置
51 HC吸着触媒
52 DPF
53 排気温センサ
54 空燃比センサ
70 ECU
71 昇温制御実行手段
72 吸着量算出手段
DESCRIPTION OF
53
71 Temperature rise control execution means 72 Adsorption amount calculation means
Claims (3)
前記HC吸着触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記HC吸着触媒への炭化水素の吸着量を算出する吸着量算出手段と、
前記HC吸着触媒を所定のタイミングで酸化活性温度に昇温させる昇温制御を実行する昇温制御実行手段と、を有し、
該昇温制御実行手段は、前記昇温制御として、
前記触媒温度検出手段によって検出された前記HC吸着触媒の温度が遷移温度以下の所定温度に達するまでは、前記HC吸着触媒を予め設定された設定昇温速度で昇温させる第1の昇温制御を実行し、
前記HC吸着触媒の温度が前記所定温度よりも高くなると、前記吸着量算出手段によって算出された吸着量に応じて昇温速度を変更しながら前記HC吸着触媒を昇温させる第2の昇温制御を実行することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 An HC adsorption catalyst provided in the exhaust passage of the engine and having a function of adsorbing and desorbing hydrocarbons contained in the exhaust;
Catalyst temperature detecting means for detecting the temperature of the HC adsorption catalyst;
An adsorption amount calculating means for calculating the amount of hydrocarbon adsorbed on the HC adsorption catalyst;
Temperature increase control execution means for executing temperature increase control for increasing the temperature of the HC adsorption catalyst to the oxidation activation temperature at a predetermined timing;
The temperature increase control execution means includes the temperature increase control as:
First temperature increase control for increasing the temperature of the HC adsorption catalyst at a preset temperature increase rate until the temperature of the HC adsorption catalyst detected by the catalyst temperature detection means reaches a predetermined temperature not higher than the transition temperature. Run
When the temperature of the HC adsorption catalyst becomes higher than the predetermined temperature, a second temperature increase control for increasing the temperature of the HC adsorption catalyst while changing the temperature increase rate according to the adsorption amount calculated by the adsorption amount calculating means. An exhaust emission control device for an engine characterized in that
前記昇温制御実行手段は、前記第2の昇温制御の実行中に、前記HC吸着触媒の昇温速度を前記設定昇温速度以下の範囲で変更することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 The exhaust emission control device for an engine according to claim 1,
The engine temperature control execution means changes the temperature increase rate of the HC adsorption catalyst within the range of the set temperature increase rate or less during execution of the second temperature increase control. .
前記昇温制御実行手段は、前記第1の昇温制御を実行する際に、前記吸着量算出手段によって算出された吸着量に応じて前記所定温度を変更することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1 or 2,
The engine temperature purification control execution means changes the predetermined temperature according to the adsorption amount calculated by the adsorption amount calculation means when executing the first temperature increase control. apparatus.
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