JP2616262B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for internal combustion engineInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、排気系にゼオライト系
NOx還元触媒を備えた内燃機関の排気浄化装置に関
し、とくに、耐久劣化によって触媒のNOx浄化特性が
変化しても、高いNOx浄化率が得られるようにした内
燃機関の排気浄化装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine having a zeolite-based NOx reducing catalyst in an exhaust system. The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine which can obtain the following.
【0002】[0002]
【従来の技術】環境保護のために、自動車用内燃機関の
排気中のCO2 を低減することが望まれており、希薄燃
焼(リーンバーン)はひとつの有効な解決策である。し
かし、リーンバーンでは、従来の三元触媒を用いても排
気中のNOxを還元できないので、NOxを如何に低減
させるかが問題となる。リーン空燃比の排気中のNOx
を還元することのできる触媒として、HC(炭化水素)
の存在のもとでNOxを還元する、遷移金属を担持せし
めたゼオライト系触媒(特開平1−130735号公
報、特開平1−135541号公報)と、HCが無くて
もNOxを分解できる貴金属系触媒と、が知られてい
る。2. Description of the Related Art In order to protect the environment, it is desired to reduce CO 2 in exhaust gas from an automobile internal combustion engine, and lean burn is one effective solution. However, in lean burn, NOx in exhaust gas cannot be reduced even by using a conventional three-way catalyst, and thus there is a problem how to reduce NOx. NOx in exhaust with lean air-fuel ratio
(HC) as a catalyst that can reduce
A transition metal-supported zeolite catalyst (JP-A-1-130735 and JP-A-1-135541) for reducing NOx in the presence of NO and a noble metal-based catalyst capable of decomposing NOx without HC Catalysts are known.
【0003】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、ゼオライト系
NOx還元触媒は熱劣化を受けやすく、触媒が劣化する
と触媒の浄化性能を有効に利用できなくなるという問題
があった。However, the zeolite-based NOx reduction catalyst is susceptible to thermal deterioration, and there is a problem that if the catalyst is deteriorated, the purification performance of the catalyst cannot be used effectively.
【0004】本発明は、触媒の劣化が進行してもなお相
当に高い浄化性能を発揮させることができるようにする
ことを目的とする。[0004] An object of the present invention is to make it possible to exhibit a considerably high purification performance even when the catalyst deteriorates.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明に係
る内燃機関の排気浄化装置が次の手段を具備することに
よって達成される。希薄燃焼可能な内燃機関、前記内燃
機関の排気系に設けられ、遷移金属あるいは貴金属を担
持せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、HC存
在下で、NOxを還元する触媒(以下、リーンNOx触
媒という)、前記触媒の劣化を判断する触媒劣化判断手
段、および前記触媒劣化判断手段が前記触媒が劣化した
と判断したとき触媒床温を高温側に変更する触媒床温変
更手段。The above object is achieved by providing an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention comprising the following means. A lean-burn internal combustion engine, a catalyst provided in the exhaust system of the internal combustion engine and made of zeolite carrying a transition metal or a noble metal, and reducing NOx in an oxidizing atmosphere in the presence of HC (hereinafter referred to as a lean NOx catalyst). ), Catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the catalyst, and catalyst bed temperature changing means for changing the catalyst bed temperature to a higher temperature side when the catalyst deterioration determining means determines that the catalyst has deteriorated.
【0006】[0006]
【作用】発明者等の試験研究によれば、リーンNOx触
媒によるNOx浄化反応には、浄化率がピークとなる温
度領域があり、このNOx浄化率がピークとなる温度領
域はリーンNOx触媒の劣化が進行するにつれて徐々に
高温側にずれていく。上記本発明においては、触媒劣化
判断手段がリーンNOx触媒の劣化の進行度合を判断
し、その劣化に応じて、触媒床温変更手段が使用触媒床
温域を高温側にずらす。したがって、初期に浄化率がピ
ークとなる温度域でリーンNOx触媒を使用していて、
触媒劣化によって浄化率がピークの温度域が高温側にず
れても、それに対応して使用触媒床温域が高温側にずら
されるので、触媒の耐久劣化後も浄化率がピークとなる
温度域で使用されることになり、NOx浄化率の低下が
可能な限り抑制される。これによって、リーンNOx触
媒のNOx浄化率が、長期間にわたって、比較的高く維
持される。According to experiments and studies by the inventors, the NOx purification reaction by the lean NOx catalyst has a temperature region where the purification rate has a peak, and the temperature region where the NOx purification rate has a peak is the deterioration of the lean NOx catalyst. Gradually shifts to the high temperature side as the process proceeds. In the present invention, the catalyst deterioration judging means judges the degree of progress of the lean NOx catalyst deterioration, and the catalyst bed temperature changing means shifts the used catalyst bed temperature range to a higher temperature side according to the deterioration. Therefore, the lean NOx catalyst is used in the temperature range where the purification rate reaches a peak at the beginning,
Even if the temperature range where the purification rate peaks due to catalyst deterioration shifts to the high temperature side, the catalyst bed temperature range used shifts correspondingly to the high temperature side, so in the temperature range where the purification rate peaks even after endurance deterioration of the catalyst. As a result, the reduction of the NOx purification rate is suppressed as much as possible. As a result, the NOx purification rate of the lean NOx catalyst is kept relatively high over a long period of time.
【0007】[0007]
【実施例】本発明の実施例を3つ説明する。実施例1
は、積算走行距離から触媒劣化度合を判断し、エンジン
冷却水等により排気温、したがって触媒床温を制御する
場合で、図1−図7に示してある。実施例2は、積算走
行距離から触媒劣化を判断するとともに、点火時期制御
で触媒床温を学習制御する場合で、図8−図12に示し
てある。実施例3は冷却風により触媒床温を制御する場
合で、図13−図14に示してある。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Three embodiments of the present invention will be described. Example 1
Fig. 1 to Fig. 7 show the case where the degree of catalyst deterioration is determined from the accumulated traveling distance and the exhaust gas temperature, that is, the catalyst bed temperature is controlled by the engine cooling water and the like. Second Embodiment A second embodiment is a case in which catalyst deterioration is determined from the accumulated traveling distance and learning control of the catalyst bed temperature is performed by ignition timing control, which is shown in FIGS. Example 3 is a case where the catalyst bed temperature is controlled by cooling air, and is shown in FIGS.
【0008】まず、実施例1を説明する。図6におい
て、2は希薄燃焼(ストイキよりリーン側の空燃比での
燃焼)可能な内燃機関で、その排気系4には、リーンN
Ox触媒6が設けられている。リーンNOx触媒6の上
流側の排気系4には、排気温度制御装置8が設けられて
いる。排気温度が変化すればそれに対応してリーンNO
x触媒6の触媒床温が変化する。排気温度制御装置8は
エンジン冷却水の一部を排気系に循環させ、制御弁でそ
の循環量を制御するようにしてある。排気温度制御装置
8は、上記のような水冷の他に、2次エアの導入(2次
エアを導入すると排気温はさがる)、空燃比制御(空燃
比をストイキよりリーン側でリッチ側に変えると排気温
は上がる)、点火時期制御(進角側にするとあるところ
迄は排気温はさがり、それを越えると上昇する)であっ
てもよく、またディーゼルの場合は、過給圧制御(過給
圧を増大すると排気温が上がる)、吸気絞り弁制御(絞
り弁の開度を大にすると排気温は上がる)であってもよ
い。排気温度制御装置8は電子制御装置(ECU)10
によって作動を制御される。First, a first embodiment will be described. In FIG. 6, reference numeral 2 denotes an internal combustion engine capable of lean combustion (combustion at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric ratio).
An Ox catalyst 6 is provided. An exhaust temperature control device 8 is provided in the exhaust system 4 on the upstream side of the lean NOx catalyst 6. If the exhaust temperature changes, lean NO
The catalyst bed temperature of x catalyst 6 changes. The exhaust gas temperature control device 8 circulates a part of the engine cooling water to the exhaust system, and controls the amount of circulation by a control valve. The exhaust gas temperature control device 8 introduces secondary air (exhaust gas temperature decreases when secondary air is introduced) and air-fuel ratio control (changes the air-fuel ratio to the rich side on the lean side from the stoichiometric side) in addition to the water cooling as described above. And the exhaust temperature rises), ignition timing control (exhaust gas temperature goes down to a certain point when it is advanced, and rises when it exceeds it), and in the case of diesel, boost pressure control (supercharger) The exhaust gas temperature may increase when the supply pressure is increased), or the intake throttle valve control (the exhaust temperature may increase when the opening degree of the throttle valve is increased). The exhaust temperature control device 8 is an electronic control device (ECU) 10
The operation is controlled by
【0009】リーンNOx触媒6の上流側には、HC源
12からのHCの導入部14が設けられており、HC源
12と導入部14を接続する配管の途中に設けた制御弁
16をバルブ駆動装置18で開閉制御することにより、
HCの導入量を制御できるようになっている。バルブ駆
動装置18はECU10によって制御される。ECU1
0には、リーンNOx触媒6の下流に設けられた排気温
センサ20からの出力が入力されるとともに、走行距離
信号Sが入力される。On the upstream side of the lean NOx catalyst 6, an introduction portion 14 for HC from the HC source 12 is provided. A control valve 16 provided in the middle of a pipe connecting the HC source 12 and the introduction portion 14 is provided with a valve. By controlling the opening and closing by the driving device 18,
The introduction amount of HC can be controlled. The valve driving device 18 is controlled by the ECU 10. ECU1
To 0, the output from the exhaust gas temperature sensor 20 provided downstream of the lean NOx catalyst 6 is input, and the travel distance signal S is input.
【0010】ECU10はマイクロコンピュータから成
り、インプットインターフェイス、アウトプットインタ
ーフェイス、アナログ信号をディジタル信号に変換して
インプットインターフェイスに入力するアナログ/ディ
ジタル変換器、読出し専用記憶部のリードオンリメモリ
(ROM)、一時記憶用のランダムアクセスメモリ(R
AM)、演算を実行するセントラルプロセッサユニット
(CPU)からなる。ROMは図1−図5のルーチンお
よびマップを格納しており、CPUはそれらを読出して
演算を実行する。The ECU 10 comprises a microcomputer, an input interface, an output interface, an analog / digital converter for converting an analog signal into a digital signal and inputting the digital signal to the input interface, a read-only memory (ROM) of a read-only memory, a temporary memory, Random access memory (R
AM), and a central processor unit (CPU) for executing operations. The ROM stores the routines and maps shown in FIGS. 1 to 5, and the CPU reads them out and executes calculations.
【0011】図1はリーンNOx触媒の劣化を判断する
触媒劣化判断手段を構成するルーチンである。このルー
チンは一定時間毎、たとえば50ミリsec毎に割込ま
れる。ステップ102でイグニッションスイッチがON
されたかを判定し、OFFであれば劣化判断をする必要
がないからそのままリターンし、ONされていればステ
ップ104に進んで、積算走行距離Sを読込む。次いで
ステップ106にて、図2のマップ1から積算走行距離
Sに対応するリーンNOx触媒の浄化率ピークの温度範
囲の下限値T1 および上限値T2 (図7に初期の場合の
T1 、T2 を例示してある)を演算する。この場合、図
2に示すように、触媒劣化が進むにつれて、すなわち積
算走行距離Sが増大するにつれて、T1 、T2 は増え
る。これを図7で示すと、リーンNOx触媒6のNOx
浄化率のピーク温度領域が、aからbへbからcへと高
温側にずれていく。次いで、ステップ108に進み、使
用排気温度の下限値TCをT1とおき、上限値THをT
2とおく。FIG. 1 shows a routine constituting a catalyst deterioration judging means for judging the deterioration of the lean NOx catalyst. This routine is interrupted every fixed time, for example, every 50 milliseconds. The ignition switch is turned on in step 102
It is determined whether the operation has been performed. If it is OFF, the process returns as it is because there is no need to make a deterioration determination, and if it is ON, the process proceeds to step 104 to read the integrated traveling distance S. Next, at step 106, T 1 when the initial lower limit value T 1 and the upper limit value T 2 (FIG. 7 of the temperature range of the purification rate peak of the lean NOx catalyst corresponding to the integrated travel distance S from the map 1 of FIG. 2, T 2 is illustrated a) is calculated. In this case, as shown in FIG. 2, as the catalyst deterioration progresses, that is, as the integrated traveling distance S increases, T 1 and T 2 increase. This is shown in FIG. 7, where the NOx of the lean NOx catalyst 6
The peak temperature region of the purification rate shifts from a to b to b to c toward the high temperature side. Next, the routine proceeds to step 108, where the lower limit value TC of the used exhaust gas temperature is set to T1, and the upper limit value TH is set to T1.
Put 2.
【0012】 次いで、ステップ110に進み、図3に
示したマップ2から積算走行距離Sに対して目標HC濃
度H1を読み出し、ステップ112で、HC濃度HTに
H1の値を代入し、そしてリターンする。ステップ11
0は、積算走行距離Sの増大につれて排気温度が上昇さ
れるので、HCのH2 O、CO2 への直接酸化が進みそ
れだけHCの部分酸化による活性種の生成量が少なくな
ってNOx還元反応が低下するであろうから、HC量を
補填するためにHC供給量を増やすためのステップであ
る。Next, the routine proceeds to step 110, where the target HC concentration H1 is read from the map 2 shown in FIG. 3 with respect to the integrated traveling distance S, and at step 112, the value of H1 is substituted for the HC concentration HT, and the routine returns. . Step 11
In the case of 0, since the exhaust gas temperature rises as the cumulative traveling distance S increases, the direct oxidation of HC to H 2 O and CO 2 progresses, so that the amount of active species generated by the partial oxidation of HC decreases and the NOx reduction reaction proceeds. Is a step for increasing the HC supply amount in order to compensate for the HC amount.
【0013】 図1のルーチンで触媒劣化が積算走行距
離ベースで判断されて各種の値TC、TH、HTが決定
されると、図4のルーチンで排気温、したがって触媒床
温の制御及び図5でHC量制御を行う。図4のルーチン
では、ステップ202で、現在の排気温度TE(排気温
度センサ20の出力)を読込む。次いで、ステップ20
4で、排気温度TEが図1で求めた使用温度範囲の下限
値TCより低いか否かを判定し、低い時は排気温を上げ
る必要があるから、ステップ206に進んで冷却水の排
気温度制御装置8への循環を停止する。ステップ204
で排気温度TEが下限値TC以上だとステップ208に
進み、排気温度TEが図1で求めた使用温度範囲の上限
値THより高いか否かを判定し、高い時は排気温をさげ
る必要があるから、ステップ210に進んで冷却水を排
気温度制御装置8に循環させる。ステップ208でTE
がTH以下と判断されると、排気温TEはTCとTHと
の間にあって制御される必要がないからステップ212
を通ってそのままリターンする。図4のルーチンは、触
媒が劣化したとき(積算走行距離Sが大になってきたと
き)、触媒床温(排気温TEに相関)を高温側に変更す
る、実施例1における、触媒床温変更手段を構成する。When the catalyst deterioration is determined on the basis of the accumulated traveling distance in the routine of FIG. 1, and various values TC, TH, HT are determined, the control of the exhaust gas temperature, that is, the catalyst bed temperature, and the control of FIG. To control the amount of HC. In the routine of FIG. 4, in step 202, the current exhaust gas temperature TE (output of the exhaust gas temperature sensor 20) is read. Then, step 20
In 4, it is determined whether the exhaust gas temperature TE is lower than the lower limit value TC of the operating temperature range obtained in FIG. 1. If lower, the exhaust gas temperature needs to be raised. The circulation to the control device 8 is stopped. Step 204
If the exhaust temperature TE is equal to or higher than the lower limit value TC, the process proceeds to step 208, and it is determined whether or not the exhaust temperature TE is higher than the upper limit value TH of the operating temperature range obtained in FIG. Therefore, the process proceeds to step 210, where the cooling water is circulated to the exhaust gas temperature control device 8. TE in step 208
Is equal to or less than TH, the exhaust gas temperature TE is between TC and TH and does not need to be controlled.
And return as it is. In the routine of FIG. 4, the catalyst bed temperature (correlated to the exhaust gas temperature TE) is changed to a high temperature side when the catalyst is deteriorated (when the accumulated traveling distance S becomes large). Configure the change means.
【0014】 図5はHC量制御ルーチンを示してい
る。このルーチンには、一定時間毎、たとえば50ミリ
sec毎に割込まれる。ステップ302で吸入空気量Q
を読込む。次いでステップ304で吸入空気量QとHC
濃度HTとからHC量制御弁16の目標開度VAを、予
じめ定めたマップ等を用いて演算し、ステップ306で
このVAを出力して制御弁開度を目標開度VAにするこ
とによって、HC量を制御する。このHC制御において
は、リーンNOx触媒6が劣化すると、HCを増やして
リーンNOx触媒6のNOx浄化率が低下するのを防止
するようにする。すなわち、劣化によってHCとNOx
との反応率が低下しても、HC量を多くすることによっ
てNOx浄化率を上げるように制御する。FIG. 5 shows an HC amount control routine. This routine is interrupted at regular intervals, for example, at every 50 milliseconds. In step 302, the intake air amount Q
Read. Next, at step 304, the intake air amount Q and the HC
The target opening VA of the HC amount control valve 16 is calculated from the concentration HT using a predetermined map or the like, and this VA is output in step 306 to make the control valve opening the target opening VA. Controls the HC amount. In this HC control, when the lean NOx catalyst 6 deteriorates, HC is increased to prevent the NOx purification rate of the lean NOx catalyst 6 from decreasing. That is, HC and NOx
Even if the reaction rate of the NOx decreases, control is performed to increase the NOx purification rate by increasing the HC amount.
【0015】つぎに、実施例2を説明する。図6の機器
構成は実施例2にも適用される。ただし、リーンNOx
触媒6の下流に、排気中のNOx量を検出するNOxセ
ンサ22が設けられ、その出力はECU10に送られ
る。Next, a second embodiment will be described. 6 is also applied to the second embodiment. However, lean NOx
Downstream of the catalyst 6, a NOx sensor 22 for detecting the amount of NOx in the exhaust gas is provided, and the output is sent to the ECU 10.
【0016】図8は実施例2における触媒劣化判断手段
を構成する、NOxセンサ22による学習制御を含む、
触媒劣化判断ルーチンを示している。このルーチンに
は、一定時間毎、たとえば50ミリsec毎に割込まれ
る。ステップ402で積算走行距離Sが一定距離、たと
えば2000kmを越えたか否かを判定する。一定走行
距離以下の場合は触媒が劣化していないとみなしてステ
ップ404に進んで、NOxセンサ22の出力を用いて
劣化系数Giを学習していき、一定走行距離を越えた場
合は触媒の劣化が進行していると判断してステップ41
4に進み、劣化度合に基づいて排気温を制御するための
温度補正系数Kを求める。FIG. 8 includes learning control by the NOx sensor 22, which constitutes catalyst deterioration determination means in the second embodiment.
4 shows a catalyst deterioration determination routine. This routine is interrupted at regular intervals, for example, at every 50 milliseconds. In step 402, it is determined whether or not the accumulated traveling distance S has exceeded a certain distance, for example, 2000 km. If the distance is equal to or less than the predetermined traveling distance, it is determined that the catalyst has not deteriorated, and the process proceeds to step 404, where the deterioration factor Gi is learned using the output of the NOx sensor 22. Is determined to be in progress and step 41
Proceeding to 4, a temperature correction coefficient K for controlling the exhaust gas temperature is determined based on the degree of deterioration.
【0017】さらに詳しくは、ステップ404にて、学
習条件が整っているか否か、たとえば暖機後の定常走行
状態にあるか否か、を判断し、整っていなければそのま
まリターンし、整っていればステップ406に進む。ス
テップ406で機関負荷Q/N、機関回転速度NEから
運転領域を判断し、ステップ408で、図9のQ/N対
NEマップを用いて、対応する運転領域から学習値Gi
を読出す。次いでステップ410でNOxセンサ22の
出力Nにより、(N+9Gi)/10を演算(1回のル
ーチン割込み毎に1/10づつ平均化する)してこれを
新たにGiとおき、徐々にGiを補正し学習していく。
次いでステップ412で、後述の図11のルーチンで用
いる温度補正係数Kを0としておく。More specifically, at step 404, it is determined whether the learning conditions are satisfied, for example, whether the vehicle is in a steady running state after warming up. If so, proceed to step 406. In step 406, the operating range is determined from the engine load Q / N and the engine speed NE. In step 408, the learning value Gi is obtained from the corresponding operating range using the Q / N vs. NE map in FIG.
Is read. Next, at step 410, (N + 9Gi) / 10 is calculated (averaged by 1/10 for each routine interruption) based on the output N of the NOx sensor 22, and this is newly set as Gi, and Gi is gradually corrected. And learn.
Next, at step 412, the temperature correction coefficient K used in the routine of FIG.
【0018】ステップ402からステップ414に進ん
だ場合は、ステップ414で劣化判定条件が整っている
か否か、たとえば暖機後の定常走行時か否かを判定し、
整っていなければそのままリターンし、整っていればス
テップ416に進む。ステップ416では、機関負荷Q
/N、機関回転速度NEから現在の運転領域を判断し、
ステップ418で、対応する運転領域から、0−200
0kmの場合において時々刻々学習制御しておいた学習
値Giを読出す。次いでステップ420で、NOxセン
サ22の出力Nと読出した学習値GiとからNOx浄化
率低下度合Dを、D=N−Giとして算出し、さらにス
テップ422で、図10のK対Dマップに基づいて、浄
化率低下度合Dから温度補正係数Kを求めて、リターン
する。When the process proceeds from step 402 to step 414, it is determined in step 414 whether or not the conditions for determining deterioration are satisfied, for example, whether or not the vehicle is traveling normally after warm-up.
If not, the process returns. Otherwise, the process proceeds to step 416. In step 416, the engine load Q
/ N, the current operating range is determined from the engine speed NE,
In step 418, from the corresponding operation area, 0-200
In the case of 0 km, the learning value Gi, which has been momentarily learned and controlled, is read. Next, at step 420, the NOx purification rate reduction degree D is calculated as D = N−Gi from the output N of the NOx sensor 22 and the read learning value Gi, and further at step 422, based on the K-to-D map of FIG. Then, the temperature correction coefficient K is obtained from the degree D of purification rate decrease, and the process returns.
【0019】図11は実施例2の触媒床温変更手段を構
成する点火時期算出ルーチンを示す。触媒床温を制御す
る手段にはいろいろあるが、実施例2では、点火時期と
排気温度との間には図12のような関係があることに鑑
み、点火時期を制御することにより排気温、したがって
触媒床温を制御するようにしてある。FIG. 11 shows an ignition timing calculation routine constituting the catalyst bed temperature changing means of the second embodiment. Although there are various means for controlling the catalyst bed temperature, in the second embodiment, in consideration of the relationship between the ignition timing and the exhaust temperature as shown in FIG. Therefore, the catalyst bed temperature is controlled.
【0020】 図11のルーチンは一定クランク角毎、
たとえば30°クランク角毎に、割込まれる。ステップ
502で、機関負荷Q/N、機関回転速度NEから基本
点火時期θBASEを算出する。次いで、ステップ50
4で、図8のルーチンにて求めた温度補正係数Kから、
進角補正量θAを、θA=K×MN から求める。ただ
し、MN は触媒温度の変化と点火時期の変化を関連付け
る係数である。次いでθAが一定値αより大きくならな
いようにステップ506、508にてαのガードをか
け、ステップ510に進んで、基本点火時期θBASE
と進角補正量θAとから、点火時期θを、θ=θBAS
E−θAとして求める。ただし、点火時期が予め、最も
温度が低くなる点MBTかそれより遅角側に設定されて
いる場合のことである。次いでステップ512に進み、
θを出力して点火時期をθにする処理を実行し、リター
ンする。[0020] The routine of FIG.
For example, it is interrupted at every 30 ° crank angle. In step 502, a basic ignition timing θBASE is calculated from the engine load Q / N and the engine speed NE. Then, Step 50
At 4, the temperature correction coefficient K obtained by the routine of FIG.
The advance correction amount θA is obtained from θA = K × MN . Here, MN is a coefficient relating the change in the catalyst temperature to the change in the ignition timing. Next, α is guarded in steps 506 and 508 so that θA does not become larger than the fixed value α, and the routine proceeds to step 510, where the basic ignition timing θBASE
And the advance correction amount θA, the ignition timing θ is calculated as θ = θBAS
It is determined as E-θA. However, this is the case where the ignition timing is set in advance to the point MBT where the temperature becomes the lowest or to the retard side thereof. Then proceed to step 512,
A process for outputting θ to set the ignition timing to θ is executed, and the process returns.
【0021】実施例3では、図14に示すように、冷却
風(エアポンプによる冷却風、車輌走行風等)を制御す
ることによって、触媒床温を制御する。図14には、機
関クランクシャフトに連動して回転されるエアポンプ2
4が設けられ、エアポンプ24からの冷却風はエアノズ
ル26からリーンNOx触媒6に吹きつけられる。エア
ノズル26から噴出されるエア量は、制御弁28をEC
U10によって制御することにより制御する。30はマ
フラを示し、32は冷却水温センサ、34は入りガス温
センサ、36は出ガス温センサを示す。In the third embodiment, as shown in FIG. 14, the catalyst bed temperature is controlled by controlling the cooling air (cooling air from an air pump, vehicle running wind, etc.). FIG. 14 shows an air pump 2 rotated in conjunction with the engine crankshaft.
The cooling air from the air pump 24 is blown from the air nozzle 26 to the lean NOx catalyst 6. The amount of air ejected from the air nozzle 26 is controlled by the control valve 28
It controls by controlling by U10. Reference numeral 30 denotes a muffler, 32 denotes a cooling water temperature sensor, 34 denotes an incoming gas temperature sensor, and 36 denotes an outgoing gas temperature sensor.
【0022】実施例3では、触媒劣化判断手段および触
媒床温変更手段は、図13の冷却風制御ルーチンから成
る。図13のルーチンは、一定時間毎、たとえば50ミ
リsec毎に割込まれる。ステップ602で、冷却水温
センサ32の出力から、冷却水温により暖機中か否かを
判定する。たとえば冷却水温が90℃以下だと暖機中と
判断する。ステップ602で暖機中と判定された場合、
リーンNOx触媒6を早く暖機して活性化させた方がよ
いから冷却風の噴出を停止させるために、ステップ61
0に進んで制御弁28を閉とする。In the third embodiment, the catalyst deterioration determining means and the catalyst bed temperature changing means comprise a cooling air control routine shown in FIG. The routine of FIG. 13 is interrupted at regular intervals, for example, at every 50 milliseconds. In step 602, it is determined from the output of the cooling water temperature sensor 32 whether or not the engine is being warmed up based on the cooling water temperature. For example, if the cooling water temperature is 90 ° C. or lower, it is determined that the engine is being warmed up. If it is determined in step 602 that the engine is being warmed up,
Since it is better to warm up and activate the lean NOx catalyst 6 quickly, step 61 is performed to stop the blowing of the cooling air.
Proceeding to 0, the control valve 28 is closed.
【0023】ステップ602で暖機中でないと判定され
ると、ステップ604に進み、現在の機関運転状態が触
媒を冷却すべき領域にあるか否かを判断し、アイドル時
等の冷却すべきでない領域にある場合は、ステップ61
0に進んで制御弁28を閉じる。ステップ604で、冷
却領域にあると判断されると、ステップ606に進む。
ステップ606で入りガス温センサ34の出力TIと出
ガス温センサ36の出力TEの温度差TI−TEが一定
温度TAを越えるか否かを判断し、TA以下の場合はリ
ーンNOx触媒6が劣化しているとみなす。ここでステ
ップ606は実施例3における触媒劣化判断手段を構成
する。ステップ606で触媒が劣化していると判定され
た場合は、ステップ610に進んで制御弁28を閉じ、
冷却を禁止して触媒床温を高温側にする。したがって、
ステップ610は実施例3における触媒床温を高温側に
する触媒床温変更手段を構成する。ステップ606で触
媒劣化が進んでいないと判定されたときは、ステップ6
08に進んで、制御弁28を開側にし、リーンNOx触
媒6を冷却する。If it is determined in step 602 that the engine is not being warmed up, the process proceeds to step 604, in which it is determined whether or not the current engine operating state is in an area where the catalyst should be cooled. If it is in the area, step 61
Proceeding to 0, the control valve 28 is closed. If it is determined in step 604 that it is in the cooling area, the process proceeds to step 606.
In step 606, it is determined whether or not the temperature difference TI-TE between the output TI of the incoming gas temperature sensor 34 and the output TE of the outgoing gas temperature sensor 36 exceeds a certain temperature TA, and if it is less than TA, the lean NOx catalyst 6 is deteriorated. It is assumed that you are doing. Here, step 606 constitutes the catalyst deterioration determining means in the third embodiment. If it is determined in step 606 that the catalyst has deteriorated, the process proceeds to step 610 to close the control valve 28,
Cooling is prohibited and the catalyst bed temperature is raised to a high temperature side. Therefore,
Step 610 constitutes the catalyst bed temperature changing means for increasing the catalyst bed temperature in the third embodiment. If it is determined in step 606 that catalyst deterioration has not progressed, step 6
In step 08, the control valve 28 is opened, and the lean NOx catalyst 6 is cooled.
【0024】 次に各実施例に共通の、本発明の作用を
説明する。積算走行距離、または触媒入口−出口温度
差、またはNOxセンサによる学習制御によって、リー
ンNOx触媒6が劣化したと判断されたときには、冷却
の停止または点火時期制御によって、触媒床温が高温側
にシフトされる。一方、リーンNOx触媒6が実際に劣
化していくと、NOx浄化率がピークを示す温度域が図
7のaからb、cへと高温側にずれていく。このずれに
対応して、上記の如く、触媒床温が高温側にシフトされ
ていくので、リーンNOx触媒6は常に、高いNOx浄
化率を示すことのできる温度領域で使用され、長期間に
わたって、触媒の浄化性能が有効に利用される。Next, the operation of the present invention common to each embodiment will be described. When it is determined that the lean NOx catalyst 6 has deteriorated by the accumulated traveling distance, the catalyst inlet-outlet temperature difference, or the learning control by the NOx sensor, the catalyst bed temperature is shifted to a high temperature side by stopping the cooling or controlling the ignition timing. Is done. On the other hand, when the lean NOx catalyst 6 actually deteriorates, the temperature region where the NOx purification rate shows a peak shifts from a in FIG. 7 to b and c in FIG. As described above, the catalyst bed temperature is shifted to a higher temperature side in response to this shift, so that the lean NOx catalyst 6 is always used in a temperature range where a high NOx purification rate can be exhibited, and over a long period of time. The purification performance of the catalyst is effectively used.
【0025】[0025]
【発明の効果】本発明によれば、触媒劣化判断手段と触
媒床温変更手段を設けたので、触媒劣化判断手段がリー
ンNOx触媒の劣化が進行したと判定したときには、触
媒床温変更手段がリーンNOx触媒の触媒床温を高温側
にずらすことができる。したがって、リーンNOx触媒
が劣化してピーク浄化率を示す温度が高温側にずれて
も、それに伴なって触媒床温も高温側にシフトされるの
で、触媒の高いNOx浄化率領域を常に利用することが
でき、リーンNOx触媒のNOx浄化率を長期間にわた
って高く維持することができる。According to the present invention, since the catalyst deterioration determining means and the catalyst bed temperature changing means are provided, when the catalyst deterioration determining means determines that the deterioration of the lean NOx catalyst has progressed, the catalyst bed temperature changing means is activated. The catalyst bed temperature of the lean NOx catalyst can be shifted to a higher temperature side. Therefore, even if the lean NOx catalyst deteriorates and the temperature indicating the peak purification rate shifts to the high temperature side, the catalyst bed temperature also shifts to the high temperature side, so that the high NOx purification rate region of the catalyst is always used. Therefore, the NOx purification rate of the lean NOx catalyst can be kept high over a long period of time.
【図1】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例1の
触媒劣化判断手段を構成するルーチンのフローチャート
である。FIG. 1 is a flowchart of a routine that constitutes catalyst deterioration determination means of Embodiment 1 of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention.
【図2】図1のルーチンで用いられる排気温度対積算走
行距離マップである。FIG. 2 is an exhaust temperature vs. integrated travel distance map used in the routine of FIG. 1;
【図3】図1のルーチンで用いられる目標HC濃度対積
算走行距離マップである。FIG. 3 is a map of a target HC concentration versus an accumulated traveling distance used in the routine of FIG. 1;
【図4】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例1の
触媒床温変更手段を構成するルーチンのフローチャート
である。FIG. 4 is a flowchart of a routine that constitutes a catalyst bed temperature changing unit of the first embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention.
【図5】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例1で
用いられるHC量制御ルーチンのフローチャートであ
る。FIG. 5 is a flowchart of an HC amount control routine used in the first embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine of the present invention.
【図6】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例1の
機器系統図である。FIG. 6 is a system diagram of an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
【図7】本発明におけるNOx浄化率対リーンNOx触
媒床温特性図である。FIG. 7 is a graph showing the relationship between the NOx purification rate and the lean NOx catalyst bed temperature in the present invention.
【図8】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例2の
触媒劣化判断手段を構成するルーチンのフローチャート
である。FIG. 8 is a flowchart illustrating a routine that constitutes a catalyst deterioration determination unit according to a second embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention.
【図9】図8のルーチンで用いられる機関負荷Q/N対
機関回転速度NEマップである。9 is an engine load Q / N vs. engine speed NE map used in the routine of FIG. 8;
【図10】図8のルーチンで用いられる温度補正係数K
対浄化率低下度合Dマップである。FIG. 10 is a temperature correction coefficient K used in the routine of FIG. 8;
It is a purification rate fall degree D map.
【図11】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例2
の触媒床温変更手段を構成するルーチンのフローチャー
トである。FIG. 11 shows an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to a second embodiment of the present invention.
7 is a flowchart of a routine that constitutes a catalyst bed temperature changing means of the present invention.
【図12】図11のルーチンによる制御に係る排気温度
対点火時期特性図である。FIG. 12 is an exhaust temperature-ignition timing characteristic diagram according to control by the routine of FIG. 11;
【図13】本発明の内燃機関の排気浄化装置の実施例3
の冷却風制御ルーチンのフローチャートである。FIG. 13 shows a third embodiment of the exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.
6 is a flowchart of a cooling air control routine of FIG.
【図14】本発明の実施例3の機器系統図である。FIG. 14 is a device system diagram according to a third embodiment of the present invention.
2 内燃機関 4 排気系 6 リーンNOx触媒 8 排気温度制御装置 10 ECU 12 HC源 14 HC導入部 16 制御弁 18 バルブ駆動装置 20 排気温度センサ 22 NOxセンサ 24 エアポンプ 28 制御弁 34 入りガス温センサ 36 出ガス温センサ Reference Signs List 2 internal combustion engine 4 exhaust system 6 lean NOx catalyst 8 exhaust temperature control device 10 ECU 12 HC source 14 HC introduction unit 16 control valve 18 valve drive device 20 exhaust temperature sensor 22 NOx sensor 24 air pump 28 control valve 34 gas temperature sensor 36 exit Gas temperature sensor
Claims (1)
関の排気系に設けられ、遷移金属あるいは貴金属を担持
せしめたゼオライトからなり、酸化雰囲気中、HC存在
下で、NOxを還元する触媒と、前記触媒の劣化を判断
する触媒劣化判断手段と、前記触媒劣化判断手段が前記
触媒が劣化したと判断したとき触媒床温を高温側に変更
する触媒床温変更手段と、から成る内燃機関の排気浄化
装置。1. An internal combustion engine capable of lean combustion and a catalyst provided in an exhaust system of the internal combustion engine and made of zeolite carrying a transition metal or a noble metal, and reducing NOx in an oxidizing atmosphere in the presence of HC. An internal combustion engine comprising: catalyst deterioration determining means for determining deterioration of the catalyst; and catalyst bed temperature changing means for changing the catalyst bed temperature to a higher temperature when the catalyst deterioration determining means determines that the catalyst has deteriorated. Exhaust gas purification device.
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3045662A JP2616262B2 (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
US07/829,212 US5201802A (en) | 1991-02-04 | 1992-01-31 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
EP92300896A EP0498598B1 (en) | 1991-02-04 | 1992-02-03 | Exhaust gas purification system for an internal combustion engine |
DE69202163T DE69202163T2 (en) | 1991-02-04 | 1992-02-03 | Exhaust gas detoxification system for an internal combustion engine. |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3045662A JP2616262B2 (en) | 1991-02-20 | 1991-02-20 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04265414A JPH04265414A (en) | 1992-09-21 |
JP2616262B2 true JP2616262B2 (en) | 1997-06-04 |
Family
ID=12725591
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3045662A Expired - Lifetime JP2616262B2 (en) | 1991-02-04 | 1991-02-20 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2616262B2 (en) |
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JP3509426B2 (en) * | 1996-05-24 | 2004-03-22 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP5888497B2 (en) * | 2012-01-19 | 2016-03-22 | 三菱自動車工業株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP6551322B2 (en) * | 2016-06-17 | 2019-07-31 | 株式会社デンソー | Purification control device |
JP6943808B2 (en) * | 2018-04-24 | 2021-10-06 | 株式会社クボタ | Diesel engine exhaust treatment system |
-
1991
- 1991-02-20 JP JP3045662A patent/JP2616262B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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