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JP2010112198A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device of internal combustion engine Download PDF

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JP2010112198A
JP2010112198A JP2008283327A JP2008283327A JP2010112198A JP 2010112198 A JP2010112198 A JP 2010112198A JP 2008283327 A JP2008283327 A JP 2008283327A JP 2008283327 A JP2008283327 A JP 2008283327A JP 2010112198 A JP2010112198 A JP 2010112198A
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JP
Japan
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regeneration control
vehicle
nox catalyst
fuel ratio
internal combustion
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Pending
Application number
JP2008283327A
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Japanese (ja)
Inventor
Kenji Kato
健治 加藤
Katsura Masuda
桂 増田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To surely separate the sulfur content from an NOx catalyst, without affecting a person, even when a person stays near a vehicle, in an exhaust emission control device of an internal combustion engine. <P>SOLUTION: This exhaust emission control device of the internal combustion engine has the NOx catalyst arranged in an exhaust passage, a sulfur regeneration control means for performing sulfur regeneration control when necessary for separating the sulfur content adsorbed to the NOx catalyst, and a determining means for determining whether or not to be high in the possibility that a person stays near the vehicle. The sulfur regeneration control means performs the sulfur regeneration control in an ordinary mode when not determined as being high in the possibility that a person stays near the vehicle when requiring the sulfur regeneration control, and performs the sulfur regeneration control in a toxic component restraining mode of being less in a discharge quantity of a toxic component from the NOx catalyst than the ordinary mode when determined as being high in the possibility that a person stays near the vehicle. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine.

従来より、内燃機関の排気ガスを浄化するための三元触媒が広く用いられている。三元触媒は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍にないと、高い浄化率が得られない。このため、理論空燃比より希薄な空燃比で燃焼させるリーン燃焼が可能な内燃機関の場合には、リーン空燃比の下でNOx(窒素酸化物)を吸蔵することのできるNOx触媒を備えた排気浄化装置が用いられている。   Conventionally, a three-way catalyst for purifying exhaust gas of an internal combustion engine has been widely used. The three-way catalyst cannot obtain a high purification rate unless the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is close to the stoichiometric air-fuel ratio. For this reason, in the case of an internal combustion engine capable of lean combustion that is burned at an air / fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air / fuel ratio, the exhaust gas is provided with a NOx catalyst that can store NOx (nitrogen oxide) under the lean air / fuel ratio. A purification device is used.

NOx触媒を備えたシステムにおいては、NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比を一時的に理論空燃比よりリッチにするリッチスパイクを周期的に実行することが必要である。リッチスパイクを実行することにより、NOx触媒に吸蔵されたNOxを脱離させ、N2へと還元浄化することができる。 In a system equipped with a NOx catalyst, it is necessary to periodically execute a rich spike that temporarily makes the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst richer than the stoichiometric air-fuel ratio. By executing the rich spike, NOx occluded in the NOx catalyst can be desorbed and reduced to N 2 for purification.

内燃機関の排気ガス中には、燃料中の硫黄分が燃焼することによって生成する硫黄酸化物(SOx)も含まれている。NOx触媒は、このSOxを吸蔵(吸着)する性質もある。NOx触媒に含まれる吸蔵材には、NOxが硝酸塩として保持され、SOxが硫酸塩として保持される。硫酸塩は硝酸塩よりも安定である。このため、リッチスパイクが実行されても、SOxは吸蔵材から脱離しない。従って、吸蔵材中には次第にSOxが蓄積していき、その分だけ、吸蔵材はNOxを吸蔵する能力を失っていく。このような現象は、硫黄被毒と呼ばれる。   The exhaust gas of the internal combustion engine also contains sulfur oxide (SOx) generated by burning the sulfur content in the fuel. The NOx catalyst also has a property of occluding (adsorbing) this SOx. In the occlusion material included in the NOx catalyst, NOx is retained as nitrate and SOx is retained as sulfate. Sulfate is more stable than nitrate. For this reason, even if rich spike is executed, SOx does not desorb from the storage material. Therefore, SOx gradually accumulates in the occlusion material, and the occlusion material loses its ability to occlude NOx by that amount. Such a phenomenon is called sulfur poisoning.

硫黄被毒したNOx触媒のNOx吸蔵能力を回復させる方法として、S再生制御が知られている。S再生制御では、NOx触媒を高温にした状態で、リッチな空燃比または理論空燃比の排気ガスをNOx触媒に流入させる。このS再生制御を実行することにより、NOx触媒から硫黄分を脱離させることができ、NOx触媒のNOx吸蔵能力を回復させることができる。   S regeneration control is known as a method for recovering the NOx storage capacity of a sulfur-poisoned NOx catalyst. In the S regeneration control, exhaust gas having a rich air-fuel ratio or stoichiometric air-fuel ratio is caused to flow into the NOx catalyst while the NOx catalyst is at a high temperature. By executing this S regeneration control, the sulfur content can be desorbed from the NOx catalyst, and the NOx storage capacity of the NOx catalyst can be recovered.

S再生制御を実行したとき、NOx触媒から脱離した硫黄分が排気中の水素と反応することにより、硫化水素(H2S)等が発生する場合がある。硫化水素等には、特有の臭いがある。このため、車両の近くに人間がいるときに硫化水素等が発生すると、その人間が臭いを感知し、不快感を覚えるおそれがある。 When the S regeneration control is executed, hydrogen sulfide (H 2 S) or the like may be generated due to the sulfur component desorbed from the NOx catalyst reacting with hydrogen in the exhaust gas. Hydrogen sulfide has a unique odor. For this reason, if hydrogen sulfide or the like is generated when a person is near the vehicle, the person may sense a smell and feel uncomfortable.

特表2003−511601号公報には、ナビゲーション機器によって自車の現在地や走行ルートに関するデータを検知し、その現在地あるいは走行ルートに応じて吸蔵触媒の浄化プロシージャ(S再生制御)を行う内燃機関の排気浄化装置が開示されている。この装置では、具体的には、都市区域や保養地などではS再生制御の実行を禁止または中止し、高速道路や幹線道路の自由走行の際にS再生制御を実行するようにしている。これにより、高速走行する車両に吹き付ける走行風によって排気ガスを迅速に拡散させ、人間に臭いが感知されるのを防止している。   Japanese Patent Application Publication No. 2003-511601 gazette discloses an exhaust gas from an internal combustion engine that detects data related to the current location or travel route of a host vehicle using a navigation device and performs a purification procedure (S regeneration control) of the storage catalyst according to the current location or travel route. A purification device is disclosed. Specifically, this apparatus prohibits or cancels the execution of S regeneration control in an urban area, a recreation area, or the like, and executes S regeneration control during free running on an expressway or main road. As a result, the exhaust gas is quickly diffused by the traveling wind blown to the vehicle traveling at a high speed, thereby preventing the human being from detecting the odor.

特表2003−511601号公報Special Table 2003-511601 特開2005−113691号公報JP 2005-113691 A 特開2003−155925号公報JP 2003-155925 A 特開2004−116320号公報JP 2004-116320 A

しかしながら、上記従来の公報に開示された技術では、S再生制御の実行が必要であるにもかかわらずS再生制御が実行されない状況が発生する場合がある。そのような場合には、NOx触媒の硫黄被毒を解消させることができず、NOx触媒のNOx吸蔵能力が低下したままの状態で車両が走行してしまう。その結果、大気中へのNOx排出量が増大するなどのエミッション悪化を招来する。   However, in the technique disclosed in the above-described conventional publication, there is a case in which the S regeneration control is not performed even though the S regeneration control is necessary. In such a case, sulfur poisoning of the NOx catalyst cannot be eliminated, and the vehicle travels with the NOx storage capability of the NOx catalyst remaining reduced. As a result, emission deterioration such as an increase in the amount of NOx emissions into the atmosphere is caused.

本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、車両の近くに人間がいる場合であっても、その人間に影響を及ぼすことなしに、NOx触媒から硫黄分を確実に脱離させることのできる内燃機関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 to solve the above-described problems. Even when a person is near the vehicle, the sulfur content can be reliably removed from the NOx catalyst without affecting the person. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can be desorbed.

第1の発明は、上記の目的を達成するため、内燃機関の排気浄化装置であって、
内燃機関の排気通路に設置されたNOx触媒と、
前記NOx触媒に吸着した硫黄分を脱離させるためのS再生制御を必要時に実行するS再生制御手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記S再生制御手段は、前記S再生制御が必要であるときに、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、前記S再生制御を通常モードで実行し、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、前記通常モードと比べて前記NOx触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードで前記S再生制御を実行することを特徴とする。
In order to achieve the above object, a first invention is an exhaust purification device for an internal combustion engine,
A NOx catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
S regeneration control means for executing S regeneration control for desorbing the sulfur component adsorbed on the NOx catalyst when necessary;
Determining means for determining whether or not there is a high possibility that a person is near a vehicle equipped with the internal combustion engine;
With
The S regeneration control means executes the S regeneration control in a normal mode when it is not determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle when the S regeneration control is necessary. When it is determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the S regeneration control is executed in a harmful component suppression mode in which the amount of harmful components discharged from the NOx catalyst is small compared to the normal mode. It is characterized by that.

また、第2の発明は、第1の発明において、
前記S再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することを特徴とする。
The second invention is the first invention, wherein
The S regeneration control means controls so that the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst periodically becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the harmful component suppression mode.

また、第3の発明は、第1の発明において、
前記S再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比の下限値が、前記通常モードよりもリーン側となるように制御することを特徴とする。
The third invention is the first invention, wherein
The S regeneration control unit controls the lower limit value of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst so as to be leaner than the normal mode in the harmful component suppression mode.

また、第4の発明は、第1乃至第3の発明の何れかにおいて、
前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態、ナビゲーション情報、車外を撮影する車載カメラの映像、のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する手段を含むことを特徴とする。
According to a fourth invention, in any one of the first to third inventions,
The determination means determines whether or not there is a high possibility that a person is near the vehicle based on at least one of the operating state of the internal combustion engine, navigation information, and a video of an in-vehicle camera that captures the outside of the vehicle. It includes a means for determining.

第1の発明によれば、NOx触媒のS再生制御が必要であるときに、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、S再生制御が通常モードで実行される。その一方で、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、通常モードと比べてNOx触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードでS再生制御が実行される。このため、車両の近くにいる人間に対し、S再生制御の影響(臭い、不快感等)が及ぶことを確実に防止することができる。また、第1の発明によれば、車両の近くに人間がいる場合であっても、S再生制御を実行することができるので、硫黄被毒したNOx触媒のNOx吸蔵能力を確実に回復させることができる。よって、NOx触媒が硫黄被毒したままの状態で内燃機関が長時間運転されるような状況が発生することを確実に防止することができる。このため、大気中へのNOx排出量が増加することを確実に回避することができる。   According to the first aspect, when the S regeneration control of the NOx catalyst is necessary, if it is not determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the S regeneration control is executed in the normal mode. The On the other hand, if it is determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the S regeneration control is executed in the harmful component suppression mode in which the amount of harmful components emitted from the NOx catalyst is small compared to the normal mode. The For this reason, it is possible to reliably prevent the influence (odor, discomfort, etc.) of the S regeneration control from being exerted on a person near the vehicle. In addition, according to the first invention, even when a person is near the vehicle, the S regeneration control can be executed, so that the NOx occlusion capability of the sulfur-poisoned NOx catalyst can be reliably recovered. Can do. Therefore, it is possible to reliably prevent a situation in which the internal combustion engine is operated for a long time with the NOx catalyst being poisoned with sulfur. For this reason, it can avoid reliably that the NOx discharge | emission amount to air | atmosphere increases.

第2の発明によれば、有害成分抑制モードのS再生制御において、NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することができる。これにより、NOx触媒中の酸素吸蔵材に周期的に酸素を補充することができる。このため、S再生制御の実行中においても、NOx触媒中の酸素吸蔵材に酸素が吸蔵されている状態を維持することができる。その結果、NOx触媒から脱離した硫黄分が還元されることを確実に防止することができ、有害成分の発生を確実に抑制することができる。   According to the second invention, in the S regeneration control in the harmful component suppression mode, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst can be controlled to be periodically leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. Thereby, oxygen can be periodically replenished to the oxygen storage material in the NOx catalyst. For this reason, even during execution of the S regeneration control, it is possible to maintain a state where oxygen is stored in the oxygen storage material in the NOx catalyst. As a result, it is possible to reliably prevent the sulfur component desorbed from the NOx catalyst from being reduced, and to reliably suppress the generation of harmful components.

第3の発明によれば、有害成分抑制モードのS再生制御手段において、NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比の下限値が、通常モードよりもリーン側となるように制御することができる。これにより、NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比が、有害成分の発生し易い、極めてリッチな値になることが確実に防止される。よって、有害成分の発生を確実に抑制することができる。   According to the third invention, in the S regeneration control means in the harmful component suppression mode, the lower limit value of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst can be controlled to be leaner than in the normal mode. This reliably prevents the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst from becoming an extremely rich value in which harmful components are easily generated. Therefore, generation | occurrence | production of a harmful | toxic component can be suppressed reliably.

第4の発明によれば、内燃機関の運転状態、ナビゲーション情報、車外を撮影する車載カメラの映像、のうちの少なくとも一つに基づいて、車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定することができる。これにより、車両の近くに人間がいるかどうかを高精度に判定することができる。   According to the fourth invention, whether or not there is a high possibility that a person is near the vehicle based on at least one of the operating state of the internal combustion engine, navigation information, and the image of the in-vehicle camera that captures the outside of the vehicle. Can be determined. Thereby, it can be determined with high accuracy whether or not a person is near the vehicle.

実施の形態1.
図1は、本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。図1に示すように、本発明の実施の形態1のシステムは、内燃機関10を備えている。内燃機関10は、動力源として車両に搭載されているものとする。内燃機関10は、複数の気筒を有しており、図1にはそのうちの一つの気筒の断面が描かれている。
Embodiment 1 FIG.
FIG. 1 is a diagram for explaining a system configuration according to the first embodiment of the present invention. As shown in FIG. 1, the system according to the first embodiment of the present invention includes an internal combustion engine 10. It is assumed that the internal combustion engine 10 is mounted on a vehicle as a power source. The internal combustion engine 10 has a plurality of cylinders, and FIG. 1 shows a cross section of one of the cylinders.

内燃機関10の各気筒には、ピストン11と、吸気弁12と、排気弁13と、点火プラグ14と、燃料インジェクタ15とが設けられている。燃料タンク16内の燃料は、燃料配管17を通って、燃料インジェクタ15に供給される。本実施形態では、燃料インジェクタ15は、気筒内に直接に燃料を噴射するように設置されているが、本発明は、吸気ポート内に燃料を噴射する燃料インジェクタを有する内燃機関にも適用可能である。   Each cylinder of the internal combustion engine 10 is provided with a piston 11, an intake valve 12, an exhaust valve 13, a spark plug 14, and a fuel injector 15. The fuel in the fuel tank 16 is supplied to the fuel injector 15 through the fuel pipe 17. In the present embodiment, the fuel injector 15 is installed so as to inject fuel directly into the cylinder, but the present invention is also applicable to an internal combustion engine having a fuel injector that injects fuel into the intake port. is there.

この内燃機関10は、理論空燃比燃焼のほかに、燃料を理論空燃比より希薄な空燃比で燃焼させるリーン燃焼を行うことができる。リーン燃焼としては、均質燃焼、成層燃焼、の何れでもよい。   In addition to the stoichiometric air-fuel ratio combustion, the internal combustion engine 10 can perform lean combustion in which fuel is burned at an air-fuel ratio that is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. As the lean combustion, either homogeneous combustion or stratified combustion may be used.

内燃機関10には、吸気系20および排気系30が接続されている。吸気系20は、各気筒の吸気弁12に連通する吸気通路22と、この吸気通路22の途中に設けられたスロットル弁24とを有している。内燃機関10の吸入空気量は、スロットル弁24の開度によって調整される。   An intake system 20 and an exhaust system 30 are connected to the internal combustion engine 10. The intake system 20 has an intake passage 22 communicating with the intake valve 12 of each cylinder, and a throttle valve 24 provided in the middle of the intake passage 22. The intake air amount of the internal combustion engine 10 is adjusted by the opening degree of the throttle valve 24.

排気系30は、各気筒の排気弁13に連通する排気通路32を有している。排気通路32の途中には、スタート触媒34およびNOx触媒36が設置されている。   The exhaust system 30 has an exhaust passage 32 communicating with the exhaust valve 13 of each cylinder. In the middle of the exhaust passage 32, a start catalyst 34 and a NOx catalyst 36 are installed.

スタート触媒34は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍であるときに、HC、CO、およびNOxを同時に浄化することのできる三元触媒である。このスタート触媒34は、内燃機関10との距離が近く、且つ、容量が比較的小さい。このため、スタート触媒34は、内燃機関10の始動後、早期に活性化して、排気ガスを浄化することができる。   The start catalyst 34 is a three-way catalyst that can simultaneously purify HC, CO, and NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio. The start catalyst 34 is close to the internal combustion engine 10 and has a relatively small capacity. Therefore, the start catalyst 34 can be activated early after the internal combustion engine 10 is started to purify the exhaust gas.

NOx触媒36は、スタート触媒34より下流側に配置されている。このNOx触媒36は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比よりリーンである場合にはNOxを吸蔵することができ、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比以下である場合には吸蔵したNOxを脱離させて還元浄化することのできる吸蔵還元型のNOx触媒(NSR: NOx Storage Reduction)である。NOx触媒36の触媒層としては、例えば、アルミナ(Al23)の表面に、触媒作用を有する白金Pt等の貴金属と、NOxを吸収して硝酸塩として保持することのできるバリウムBa等の吸蔵材とを分散させたものを用いることができる。なお、本明細書において、「吸蔵」という用語には、「保持」、「吸着」、「吸収」等に類似するすべての概念が含まれる。 The NOx catalyst 36 is disposed on the downstream side of the start catalyst 34. This NOx catalyst 36 can occlude NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and occludes when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is less than or equal to the stoichiometric air-fuel ratio. This is a storage reduction type NOx catalyst (NSR: NOx Storage Reduction) that can remove and purify the NOx that has been removed. As the catalyst layer of the NOx catalyst 36, for example, on the surface of alumina (Al 2 O 3 ), a noble metal such as platinum Pt having catalytic action, and occlusion of barium Ba or the like that can absorb NOx and hold it as nitrate. What disperse | distributed material can be used. In this specification, the term “occlusion” includes all concepts similar to “holding”, “adsorption”, “absorption”, and the like.

NOx触媒36は、流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍であるときには、HC、CO、およびNOxを同時に浄化する三元触媒として機能することができる。NOx触媒36は、酸素を吸収および放出可能な酸素吸蔵材を更に含んでいる。NOx触媒36に流入する排気ガスの空燃比が理論空燃比の近傍である場合には、酸素吸蔵材が酸素を吸収・放出することにより、高い効率で三成分を浄化することができる。   The NOx catalyst 36 can function as a three-way catalyst that simultaneously purifies HC, CO, and NOx when the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is near the stoichiometric air-fuel ratio. The NOx catalyst 36 further includes an oxygen storage material capable of absorbing and releasing oxygen. When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 36 is in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio, the three components can be purified with high efficiency by the oxygen storage material absorbing and releasing oxygen.

NOx触媒36の上流側には、空燃比センサ37が設置されており、NOx触媒36の下流側には、酸素センサ38が設置されている。空燃比センサ37は、比較的広範囲にわたる空燃比を連続的に検出可能であり、その空燃比に応じた出力を発する。酸素センサ38は、理論空燃比を境に急変する出力を発する。   An air-fuel ratio sensor 37 is installed on the upstream side of the NOx catalyst 36, and an oxygen sensor 38 is installed on the downstream side of the NOx catalyst 36. The air-fuel ratio sensor 37 can continuously detect an air-fuel ratio over a relatively wide range and generates an output corresponding to the air-fuel ratio. The oxygen sensor 38 generates an output that suddenly changes with the theoretical air-fuel ratio as a boundary.

また、本実施形態のシステムは、内燃機関10のエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ41と、内燃機関10の吸入空気量を検出するエアフローメータ42と、内燃機関10を搭載した車両の車速を検出する車速センサ43と、内燃機関10の冷却水温を検出する水温センサ44と、上記車両の運転席のアクセルペダルの位置(以下、「アクセル開度」と称する)を検出するアクセルポジションセンサ45とを備えている。   The system of the present embodiment also includes an engine speed sensor 41 that detects the engine speed of the internal combustion engine 10, an air flow meter 42 that detects the intake air amount of the internal combustion engine 10, and the vehicle speed of the vehicle on which the internal combustion engine 10 is mounted. A vehicle speed sensor 43 that detects the coolant temperature, a water temperature sensor 44 that detects the coolant temperature of the internal combustion engine 10, and an accelerator position sensor 45 that detects the position of the accelerator pedal in the driver's seat of the vehicle (hereinafter referred to as "accelerator opening"). And.

更に、本実施形態のシステムは、ナビゲーションシステム46と、ECU(Electronic Control Unit)50とを備えている。ECU50には、上述した各種のアクチュエータおよびセンサと、ナビゲーションシステム46とが電気的に接続されている。   Furthermore, the system of this embodiment includes a navigation system 46 and an ECU (Electronic Control Unit) 50. The ECU 50 is electrically connected to the various actuators and sensors described above and the navigation system 46.

ナビゲーションシステム46は、運転者に対し、目的地までのルート案内を行うことのできる装置である。ナビゲーションシステム46は、地図情報等が記憶されたハードディスクなどの記憶媒体と、入出力ポート,通信ポートなどを有する制御部と、車両の現在位置に関する情報を受信するGPSアンテナと、渋滞情報や規制情報,駐車場の満空状態などの情報を受信するVICSアンテナと、ディスプレイとを備えている。ナビゲーションシステム46は、車両の現在位置と目的地と地図情報とに基づいて目的地までの走行ルートを検索し、その検索した走行ルートをディスプレイに表示することにより、運転者に対しルート案内を行うことができる。   The navigation system 46 is a device that can perform route guidance to a destination for a driver. The navigation system 46 includes a storage medium such as a hard disk in which map information and the like are stored, a control unit having an input / output port, a communication port, and the like, a GPS antenna that receives information on the current position of the vehicle, traffic jam information, and regulation information. , A VICS antenna for receiving information such as a parking lot full condition and a display. The navigation system 46 searches the travel route to the destination based on the current position of the vehicle, the destination, and the map information, and displays the searched travel route on the display to guide the route to the driver. be able to.

上記地図情報には、道路情報が含まれる。道路情報には、距離情報や幅員情報,種別情報(市街地路,郊外路,山岳路,高速道路),勾配情報,法定速度,信号機の数,信号の有無などが含まれる。ナビゲーションシステム46の制御部は、地図情報と車両の現在位置とに基づいて、現在走行している走行路についての道路情報や渋滞情報,規制情報などの情報を常時検出しており、それらの情報をECU50にも出力可能になっている。   The map information includes road information. The road information includes distance information, width information, type information (city roads, suburban roads, mountain roads, highways), gradient information, legal speed, number of traffic lights, presence / absence of signals, and the like. Based on the map information and the current position of the vehicle, the control unit of the navigation system 46 constantly detects information such as road information, traffic jam information, and regulation information about the currently traveling road, and the information Can also be output to the ECU 50.

ECU50は、原則として理論空燃比よりリーンな空燃比で燃焼を行うリーン燃焼モードと、理論空燃比の近傍で燃焼を行う理論空燃比燃焼モードとを切り換えることができる。リーン燃焼モードと理論空燃比燃焼モードとは、内燃機関10の運転状態に応じて選択される。例えば、内燃機関10の始動直後の暖機時や、高出力が要求される高負荷運転時には、理論空燃比燃焼モードが選択され、暖機完了後の低中負荷運転時には、リーン燃焼モードが選択される。ECU50は、スロットル弁24によって吸入空気量を制御するとともに、燃料インジェクタ15からの燃料噴射量を制御することにより、燃焼空燃比を制御することができる。   In principle, the ECU 50 can switch between a lean combustion mode in which combustion is performed at an air-fuel ratio leaner than the stoichiometric air-fuel ratio and a stoichiometric air-fuel ratio combustion mode in which combustion is performed in the vicinity of the stoichiometric air-fuel ratio. The lean combustion mode and the stoichiometric air-fuel ratio combustion mode are selected according to the operating state of the internal combustion engine 10. For example, the stoichiometric air-fuel ratio combustion mode is selected during warm-up immediately after the start of the internal combustion engine 10 or during a high-load operation that requires high output, and the lean combustion mode is selected during low-medium load operation after the warm-up is completed. Is done. The ECU 50 can control the combustion air-fuel ratio by controlling the intake air amount by the throttle valve 24 and controlling the fuel injection amount from the fuel injector 15.

リーン燃焼時には、排気ガス中のNOxがNOx触媒36に吸蔵される。NOx触媒36に蓄積したNOxの量が多くなるにつれて、NOxの吸収率が低下する。そこで、リーン燃焼モードにおいては、NOx触媒36に流入する排気ガスの空燃比を一時的に理論空燃比以下とするリッチスパイク制御を周期的に実行する。リッチスパイク制御を実行することにより、排気中の酸素濃度が低下し、また、還元剤としての燃料をNOx触媒36に流入させることができる。これにより、NOx触媒36に吸蔵されたNOxを脱離させ、N2へと還元浄化することができる。 During lean combustion, NOx in the exhaust gas is stored in the NOx catalyst 36. As the amount of NOx accumulated in the NOx catalyst 36 increases, the NOx absorption rate decreases. Therefore, in the lean combustion mode, rich spike control is performed periodically in which the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 36 is temporarily set to the theoretical air-fuel ratio or less. By executing the rich spike control, the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, and the fuel as the reducing agent can flow into the NOx catalyst 36. Thereby, NOx occluded in the NOx catalyst 36 can be desorbed and reduced to N 2 for purification.

なお、本実施形態において、ECU50は、内燃機関10の燃焼空燃比を制御することにより、NOx触媒36に流入する排気ガスの空燃比を制御することができる。   In the present embodiment, the ECU 50 can control the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 36 by controlling the combustion air-fuel ratio of the internal combustion engine 10.

NOx触媒36の吸蔵材には、排気ガス中のSOxが徐々に蓄積していく。NOx触媒36中にSOxが蓄積していくにつれて、NOx触媒36のNOx吸蔵能力が低下していく。このようにして硫黄被毒したNOx触媒36のNOx吸蔵能力を回復させるために、ECU50は、S再生制御を定期的に(例えば2000km走行毎に)実行する。通常、S再生制御では、NOx触媒36を高温(例えば600〜650℃)にした状態で、理論空燃比よりリッチな空燃比の排気ガスを、例えば5〜10分間程度、NOx触媒36に流入させる。これにより、NOx触媒36からSOxを脱離させて、NOx吸蔵能力を回復させることができる。   In the storage material of the NOx catalyst 36, SOx in the exhaust gas gradually accumulates. As SOx accumulates in the NOx catalyst 36, the NOx storage capacity of the NOx catalyst 36 decreases. In order to recover the NOx occlusion capacity of the sulfur-poisoned NOx catalyst 36 in this way, the ECU 50 periodically executes S regeneration control (for example, every 2000 km). Normally, in the S regeneration control, the exhaust gas having an air-fuel ratio richer than the stoichiometric air-fuel ratio is allowed to flow into the NOx catalyst 36 for about 5 to 10 minutes with the NOx catalyst 36 at a high temperature (for example, 600 to 650 ° C.). . Thereby, SOx can be desorbed from the NOx catalyst 36, and the NOx storage capacity can be recovered.

S再生制御を実行したとき、NOx触媒から脱離した硫黄分と未燃燃料成分とが反応することにより、硫化水素など(以下、代表して「硫化水素」と称する)が発生する場合がある。硫化水素は、特有の臭いがあり、有害である。このため、車両の近くに人間がいるときに硫化水素が発生すると、その人間が臭いを感知し、不快感を覚えるおそれがある。   When the S regeneration control is executed, hydrogen sulfide or the like (hereinafter referred to as “hydrogen sulfide”) may be generated due to a reaction between the sulfur component desorbed from the NOx catalyst and the unburned fuel component. . Hydrogen sulfide has a specific odor and is harmful. For this reason, if hydrogen sulfide is generated when a person is near the vehicle, the person may sense the odor and feel uncomfortable.

しかしながら、車両の近くに人間がいるときにS再生制御の実行を禁止または中止するように制御した場合には、NOx触媒36のNOx浄化能力を十分に回復させることができないままの状態で内燃機関10が運転される状況が出てくる。このため、大気中へのNOx排出量が増大するという問題がある。   However, when control is performed so that the execution of the S regeneration control is prohibited or stopped when a person is near the vehicle, the internal combustion engine remains in a state where the NOx purification ability of the NOx catalyst 36 cannot be sufficiently recovered. The situation where 10 is driven comes out. For this reason, there is a problem that the amount of NOx emission to the atmosphere increases.

そこで、本実施形態では、S再生制御の実行が要求されているときに車両の近くに人間がいると判定された場合には、通常の方法と比べて硫化水素の発生が抑制される方法でS再生制御を実行することとした。以下では、通常の方法でS再生制御を実行する場合を「通常モード」と称し、硫化水素の発生を抑制する方法でS再生制御を実行する場合を「有害成分抑制モード」と称する。   Therefore, in the present embodiment, when it is determined that there is a person near the vehicle when the execution of the S regeneration control is requested, a method in which the generation of hydrogen sulfide is suppressed as compared with the normal method. The S regeneration control is executed. Hereinafter, a case where the S regeneration control is executed by a normal method is referred to as a “normal mode”, and a case where the S regeneration control is executed by a method for suppressing the generation of hydrogen sulfide is referred to as a “hazardous component suppression mode”.

本実施形態では、有害成分抑制モードでのS再生制御においては、NOx触媒36に流入する排気ガス(以下「流入ガス」と称する)の空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することとした。すなわち、流入ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチである状態が所定時間継続する毎に、流入ガスの空燃比をリーン化し、NOx触媒36に酸素を流入させることとした。   In the present embodiment, in the S regeneration control in the harmful component suppression mode, the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst 36 (hereinafter referred to as “inflow gas”) periodically becomes leaner than the stoichiometric air-fuel ratio. It was decided to control. That is, every time the state in which the air-fuel ratio of the inflow gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio continues for a predetermined time, the air-fuel ratio of the inflow gas is made lean and oxygen is caused to flow into the NOx catalyst 36.

通常モードでのS再生制御においては、流入ガスの空燃比が理論空燃比よりリッチな状態を長時間連続させる。このため、NOx触媒36中の酸素吸蔵材は、酸素をすべて放出した状態となる。本発明者の知見によれば、NOx触媒36の酸素吸蔵材中の酸素が枯渇した状態であると、NOx触媒36から脱離したSOxが還元されて硫化水素が生成し易い。   In the S regeneration control in the normal mode, a state where the air-fuel ratio of the inflowing gas is richer than the stoichiometric air-fuel ratio is continued for a long time. For this reason, the oxygen storage material in the NOx catalyst 36 is in a state in which all oxygen is released. According to the knowledge of the present inventor, when the oxygen in the oxygen storage material of the NOx catalyst 36 is depleted, the SOx desorbed from the NOx catalyst 36 is reduced and hydrogen sulfide is easily generated.

これに対し、有害成分抑制モードでのS再生制御によれば、NOx触媒36に酸素を周期的に流入させることができる。これにより、NOx触媒36中の酸素吸蔵材に周期的に酸素を補充することができる。このため、S再生制御の実行中においても、NOx触媒36中の酸素吸蔵材に酸素が吸蔵されている状態を維持することができる。本発明者の知見によれば、NOx触媒36中の酸素吸蔵材に酸素が吸蔵されている状態を維持することにより、NOx触媒36から脱離したSOxが還元されるのを確実に防止することができる。すなわち、硫化水素の発生を確実に防止することができる。このため、車両の近くに人間がいる場合であっても、その人間に影響(臭い、不快感)を与えることなく、S再生制御を実行し、NOx触媒36のNOx吸蔵能力を回復させることができる。   On the other hand, according to the S regeneration control in the harmful component suppression mode, oxygen can periodically flow into the NOx catalyst 36. Thereby, oxygen can be periodically replenished to the oxygen storage material in the NOx catalyst 36. For this reason, even during execution of the S regeneration control, it is possible to maintain a state where oxygen is stored in the oxygen storage material in the NOx catalyst 36. According to the knowledge of the present inventors, by maintaining the state where oxygen is stored in the oxygen storage material in the NOx catalyst 36, it is possible to reliably prevent the SOx desorbed from the NOx catalyst 36 from being reduced. Can do. That is, generation of hydrogen sulfide can be reliably prevented. For this reason, even when a person is near the vehicle, the S regeneration control can be executed and the NOx occlusion capacity of the NOx catalyst 36 can be recovered without affecting the person (odor or discomfort). it can.

一方、車両の近くに人間がおらず、硫化水素の発生が許容される場合には、通常モードでS再生制御を実行することが好ましい。有害成分抑制モードと比べ、通常モードの方が、短い時間でより確実にSOxを脱離させることができるからである。   On the other hand, when there is no person near the vehicle and hydrogen sulfide is allowed to be generated, it is preferable to execute the S regeneration control in the normal mode. This is because SOx can be more reliably desorbed in a shorter time than in the harmful component suppression mode.

[実施の形態1における具体的処理]
図2は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、本ルーチンは、所定時間毎に繰り返し実行されるものとする。図2に示すルーチンによれば、まず、NOx触媒36の硫黄被毒量が読み込まれる(ステップ100)。ECU50は、前回のS再生制御の実行時からの走行距離,積算燃料噴射量等に基づいて、現在の硫黄被毒量を逐次算出している。このステップ100では、その硫黄被毒量の値が読み込まれる。
[Specific Processing in Embodiment 1]
FIG. 2 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. This routine is repeatedly executed every predetermined time. According to the routine shown in FIG. 2, first, the sulfur poisoning amount of the NOx catalyst 36 is read (step 100). The ECU 50 sequentially calculates the current sulfur poisoning amount based on the travel distance from the previous execution of the S regeneration control, the integrated fuel injection amount, and the like. In this step 100, the value of the sulfur poisoning amount is read.

次いで、上記ステップ100で読み込まれた硫黄被毒量の値に基づいて、S再生制御の実行が必要であるか否かが判定される(ステップ102)。すなわち、硫黄被毒量が所定の判定値を超えている場合には、S再生制御の実行が必要であると判定され、硫黄被毒量が上記判定値以下である場合には、S再生制御を実行する必要はまだないと判定される。   Next, based on the value of the sulfur poisoning amount read in step 100, it is determined whether or not execution of S regeneration control is necessary (step 102). That is, when the sulfur poisoning amount exceeds a predetermined determination value, it is determined that the S regeneration control needs to be executed, and when the sulfur poisoning amount is equal to or less than the determination value, the S regeneration control is performed. Is determined not yet to be executed.

上記ステップ102でS再生制御を実行する必要はないと判定された場合には、以下の処理を実行する必要はないため、本ルーチンの処理がここで終了される。一方、上記ステップ102でS再生制御を実行する必要があると判定された場合には、次に、内燃機関10および車両の現在の運転状態(エンジン回転数、吸入空気量、スロットル弁開度、アクセル開度、車速など)が読み込まれる(ステップ104)。なお、運転状態を表すこれらのパラメータは、前述した各種センサにより検出されている。   If it is determined in step 102 that it is not necessary to execute the S regeneration control, it is not necessary to execute the following processing, and thus the processing of this routine is terminated here. On the other hand, if it is determined in step 102 that it is necessary to execute the S regeneration control, then the current operating state of the internal combustion engine 10 and the vehicle (engine speed, intake air amount, throttle valve opening, The accelerator opening, vehicle speed, etc.) are read (step 104). Note that these parameters representing the operating state are detected by the various sensors described above.

続いて、上記ステップ104で読み込まれた運転状態に基づいて、車両が高速走行中であるか否かが判定される(ステップ106)。このステップ106で、車両が高速走行中であると判定された場合には、車両の近くに人間はいないと推定できる。この場合には、制御目標空燃比が所定のリッチ空燃比(理論空燃比よりリッチな値)に設定され(ステップ108)、その後、S再生制御が実行される(ステップ118)。つまり、この場合には、S再生制御の実行中、制御目標空燃比は上記リッチ空燃比に維持される。すなわち、S再生制御が通常モードで実行される。   Subsequently, based on the driving state read in step 104, it is determined whether or not the vehicle is traveling at high speed (step 106). If it is determined in step 106 that the vehicle is traveling at high speed, it can be estimated that there is no human being near the vehicle. In this case, the control target air-fuel ratio is set to a predetermined rich air-fuel ratio (a value richer than the theoretical air-fuel ratio) (step 108), and then S regeneration control is executed (step 118). That is, in this case, the control target air-fuel ratio is maintained at the rich air-fuel ratio during the execution of the S regeneration control. That is, the S regeneration control is executed in the normal mode.

一方、上記ステップ106で車両が高速走行中ではないと判定された場合には、次に、ナビゲーションシステム46から、車両の現在地と、周囲の状況とに関する情報が取得される(ステップ110)。   On the other hand, if it is determined in step 106 that the vehicle is not traveling at a high speed, next, information about the current location of the vehicle and the surrounding situation is acquired from the navigation system 46 (step 110).

次いで、上記ステップ110で取得された情報に基づいて、車両の近くに人間がいる可能性が高いか低いかが判定される(ステップ112)。例えば、車両の現在地が市街地である場合には歩行者が近くにいる可能性が高いと推定でき、車両の現在地が有料道路料金所である場合には、料金収受係員が近くにいる可能性が高いと推定できる。これに対し、車両の現在地が郊外や山間部である場合には、車両の近くに人間がいる可能性は低いと推定できる。ステップ112では、このような所定の方法により、車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かが判定される。   Next, based on the information acquired in step 110, it is determined whether there is a high or low possibility that a person is near the vehicle (step 112). For example, if the current location of the vehicle is an urban area, it can be estimated that there is a high possibility that a pedestrian is nearby. If the current location of the vehicle is a toll road toll gate, there is a possibility that a toll collector is nearby. It can be estimated to be high. On the other hand, when the current location of the vehicle is in the suburbs or mountains, it can be estimated that there is a low possibility that a person is near the vehicle. In step 112, it is determined by such a predetermined method whether or not there is a high possibility that a person is near the vehicle.

上記ステップ112で、車両の近くに人間がいる可能性は低いと判定された場合には、制御目標空燃比が所定のリッチ空燃比に設定され(ステップ108)、その後、S再生制御が実行される(ステップ118)。すなわち、この場合には、前述した高速走行中の場合と同様に、S再生制御が通常モードで実行される。   If it is determined in step 112 that it is unlikely that a person is near the vehicle, the control target air-fuel ratio is set to a predetermined rich air-fuel ratio (step 108), and then S regeneration control is executed. (Step 118). That is, in this case, the S regeneration control is executed in the normal mode, as in the case of high speed traveling described above.

これに対し、上記ステップ112で、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、次に、制御目標空燃比がリッチ空燃比に設定されてからの経過時間が所定時間に達しているか否かが判定される(ステップ114)。このステップ114で、上記経過時間が上記所定時間に達していないと判定された場合には、制御目標空燃比がリッチ空燃比に設定される(ステップ108)。一方、上記ステップ114で、上記経過時間が上記所定時間に達したと判定された場合には、制御目標空燃比が所定のリーン空燃比(理論空燃比よりリーンな値)に設定される(ステップ116)。このようにして、制御目標空燃比がリッチ空燃比あるいはリーン空燃比に設置された後、S再生制御が実行される(ステップ118)。従って、この場合のS再生制御では、制御目標空燃比がリッチ空燃比に設定された状態が所定時間経過する毎に、制御目標空燃比が一時的にリーン空燃比に設定される。なお、上記所定時間(つまり、制御目標空燃比をリッチ空燃比からリーン空燃比へ切り換える周期)は、NOx触媒36中の酸素吸蔵材の酸素吸蔵量がゼロになる前に流入ガスの空燃比がリーン空燃比に切り換えられるような長さであることが好ましい。   On the other hand, if it is determined in step 112 that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the elapsed time after the control target air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio is set to a predetermined time. Is determined (step 114). If it is determined in step 114 that the elapsed time has not reached the predetermined time, the control target air-fuel ratio is set to a rich air-fuel ratio (step 108). On the other hand, when it is determined in step 114 that the elapsed time has reached the predetermined time, the control target air-fuel ratio is set to a predetermined lean air-fuel ratio (a value leaner than the theoretical air-fuel ratio) (step). 116). In this way, after the control target air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio or the lean air-fuel ratio, the S regeneration control is executed (step 118). Accordingly, in the S regeneration control in this case, the control target air-fuel ratio is temporarily set to the lean air-fuel ratio every time a predetermined time elapses when the control target air-fuel ratio is set to the rich air-fuel ratio. Note that the predetermined time (that is, the cycle for switching the control target air-fuel ratio from the rich air-fuel ratio to the lean air-fuel ratio) is such that the air-fuel ratio of the inflowing gas is reduced before the oxygen storage amount of the oxygen storage material in the NOx catalyst 36 becomes zero. It is preferable that the length is such that the lean air-fuel ratio can be switched.

このように、図2に示すルーチンの処理によれば、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、流入ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりもリーンにされる有害成分抑制モードでS再生制御が実行される。このため、硫化水素の発生を確実に抑制することができるので、車両の近くにいる人間に悪影響が及ぶことを確実に防止することができる。また、車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されているときであっても、S再生制御を実行することができるので、硫黄被毒したNOx触媒36のNOx吸蔵能力を確実に回復させることができる。よって、NOx触媒36が硫黄被毒したままの状態で内燃機関10が長時間運転されるような状況が発生することを確実に防止することができ、大気中へのNOx排出量が増加することを確実に回避することができる。   As described above, according to the routine processing shown in FIG. 2, when it is determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the air-fuel ratio of the inflowing gas is periodically changed from the stoichiometric air-fuel ratio. The S regeneration control is executed in the lean harmful component suppression mode. For this reason, since generation | occurrence | production of hydrogen sulfide can be suppressed reliably, it can prevent reliably having a bad influence on the person near the vehicle. Further, even when it is determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the S regeneration control can be executed, so that the NOx occlusion capability of the sulfur poisoned NOx catalyst 36 is reliably recovered. Can be made. Therefore, it is possible to reliably prevent the situation in which the internal combustion engine 10 is operated for a long time with the NOx catalyst 36 being sulfur-poisoned, and the amount of NOx emission to the atmosphere increases. Can be reliably avoided.

なお、上述した実施の形態1においては、ECU50が、図2に示すルーチンの処理を実行することにより前記第1および第2の発明における「S再生制御手段」が、上記ステップ106,110および112の処理を実行することにより前記第1および第4の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。   In the first embodiment described above, the ECU 50 executes the processing of the routine shown in FIG. 2 so that the “S regeneration control means” in the first and second inventions becomes the steps 106, 110 and 112 described above. The “determination means” in the first and fourth aspects of the present invention is realized by executing the above process.

実施の形態2.
次に、図3および図4を参照して、本発明の実施の形態2について説明するが、上述した実施の形態1との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を簡略化または省略する。
Embodiment 2. FIG.
Next, the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 3 and FIG. 4. The description will focus on the differences from the first embodiment described above, and the same matters will be described. Simplify or omit.

図3は、本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための図である。なお、図3において、図1に示す構成要素と同様の構成要素には、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。   FIG. 3 is a diagram for explaining a system configuration according to the second embodiment of the present invention. In FIG. 3, the same components as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図3に示すように、実施の形態2のシステムでは、ナビゲーションシステム46に代えて、車載カメラ47と、画像認識装置48とを備えている。車載カメラ47は、車両の周囲の映像を撮影する。画像認識装置48は、映像を画像認識処理することにより、その映像中の人間を認識することができるように構成されている。本実施形態のシステムでは、車載カメラ47で撮影された映像を画像認識装置48で処理することにより、車両の周囲に人間がいるかどうかを検知することができる。そして、S再生制御の実行が要求されている場合に、車両の周囲に人間がいることが検知されたときには、有害成分抑制モードでS再生制御を実行することとした。   As shown in FIG. 3, the system of the second embodiment includes an in-vehicle camera 47 and an image recognition device 48 instead of the navigation system 46. The in-vehicle camera 47 captures an image around the vehicle. The image recognition device 48 is configured to recognize a person in the video by performing image recognition processing on the video. In the system of the present embodiment, it is possible to detect whether or not there is a person around the vehicle by processing an image captured by the in-vehicle camera 47 with the image recognition device 48. And when execution of S regeneration control is requested | required, when it was detected that a person exists around the vehicle, it decided to perform S regeneration control in harmful | toxic component suppression mode.

また、本実施形態では、有害成分抑制モードのS再生制御の方法が実施の形態1と異なる。本実施形態では、有害成分抑制モードのときには、流入ガスの空燃比の下限値が、通常モードの場合よりもリーン側(理論空燃比よりはリッチ側)になるように制御することとした。   In the present embodiment, the method of S regeneration control in the harmful component suppression mode is different from that in the first embodiment. In the present embodiment, in the harmful component suppression mode, control is performed such that the lower limit value of the air-fuel ratio of the inflowing gas is leaner (richer than the theoretical air-fuel ratio) than in the normal mode.

S再生制御においては、流入ガスの空燃比がリッチになるにつれて、SOxをより脱離させ易くなる。しかしながら、流入ガスの空燃比が極めてリッチな値(例えば、燃料がガソリンの場合、12未満程度)になると、硫化水素の生成量が多くなる。そこで、本実施形態では、有害成分抑制モードのS再生制御を実行する場合には、制御目標空燃比を通常モードのときよりもリーン側の値にすることとした。これにより、流入ガスの空燃比が、上記のような極めてリッチな値になることを確実に防止し、硫化水素の発生を抑制することができる。   In the S regeneration control, it becomes easier to desorb SOx as the air-fuel ratio of the inflowing gas becomes richer. However, when the air-fuel ratio of the inflowing gas becomes a very rich value (for example, less than 12 when the fuel is gasoline), the amount of hydrogen sulfide generated increases. Therefore, in the present embodiment, when the S regeneration control in the harmful component suppression mode is executed, the control target air-fuel ratio is set to a value on the lean side than in the normal mode. Thereby, it is possible to reliably prevent the air-fuel ratio of the inflowing gas from becoming an extremely rich value as described above, and to suppress the generation of hydrogen sulfide.

[実施の形態2における具体的処理]
図4は、上記の機能を実現するために本実施形態においてECU50が実行するルーチンのフローチャートである。なお、図4において、図2に示すステップと同一のステップには、同一の符号を付してその説明を省略または簡略化する。
[Specific Processing in Second Embodiment]
FIG. 4 is a flowchart of a routine executed by the ECU 50 in the present embodiment in order to realize the above function. In FIG. 4, the same steps as those shown in FIG. 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted or simplified.

図4に示すルーチンによれば、まず、NOx触媒36の硫黄被毒量が読み込まれ(ステップ100)、その硫黄被毒量の値に基づいて、S再生制御の実行が必要であるか否かが判定される(ステップ102)。このステップ102で、S再生制御を実行する必要があると判定された場合には、次に、内燃機関10および車両の現在の運転状態が読み込まれ(ステップ104)、その読み込まれた運転状態に基づいて、車両が高速走行中であるか否かが判定される(ステップ106)。   According to the routine shown in FIG. 4, first, the sulfur poisoning amount of the NOx catalyst 36 is read (step 100), and whether or not the S regeneration control needs to be executed based on the value of the sulfur poisoning amount. Is determined (step 102). If it is determined in step 102 that the S regeneration control needs to be executed, then the current operating state of the internal combustion engine 10 and the vehicle is read (step 104), and the read operating state is obtained. Based on this, it is determined whether or not the vehicle is traveling at high speed (step 106).

上記ステップ106で、車両が高速走行中であると判定された場合には、車両の近くに人間はいないと推定できる。この場合には、制御目標空燃比が、リッチの度合いの大きい所定の空燃比(以下、「強リッチ」と称する)に設定され(ステップ120)、その後、S再生制御が実行される(ステップ128)。この場合のS再生制御は、通常モードに相当する。通常モードのS再生制御では、流入ガスの空燃比が強リッチに制御されるため、SOxを迅速且つ確実に脱離させることができる反面、硫化水素が発生する可能性がある。   If it is determined in step 106 that the vehicle is traveling at high speed, it can be estimated that there is no human being near the vehicle. In this case, the control target air-fuel ratio is set to a predetermined air-fuel ratio with a high degree of richness (hereinafter referred to as “strong rich”) (step 120), and then S regeneration control is executed (step 128). ). The S regeneration control in this case corresponds to the normal mode. In the S regeneration control in the normal mode, the air-fuel ratio of the inflowing gas is controlled to be rich, so that SOx can be desorbed quickly and reliably, but hydrogen sulfide may be generated.

一方、上記ステップ106で、車両が高速走行中ではないと判定された場合には、車載カメラ47の映像に基づいて、車両の周囲の状況が検知される(ステップ122)。このステップ122では、車載カメラ47の映像が取り込まれ、画像認識装置48により、映像中に人間が写っているか否かを認識する処理が実行される。   On the other hand, if it is determined in step 106 that the vehicle is not traveling at a high speed, the situation around the vehicle is detected based on the video of the in-vehicle camera 47 (step 122). In this step 122, the video of the in-vehicle camera 47 is captured, and the image recognition device 48 executes a process for recognizing whether or not a person is captured in the video.

続いて、上記ステップ122で検知された車両の周囲の状況(画像認識結果)に基づいて、車両の近くに人間がいるか否かが判定される(ステップ124)。その結果、車両の近くに人間はいないと判定された場合には、制御目標空燃比が強リッチに設定され(ステップ120)、その後、S再生制御が実行される(ステップ128)。すなわち、この場合には、前述した高速走行中の場合と同様に、S再生制御が通常モードで実行される。   Subsequently, based on the situation around the vehicle (image recognition result) detected in step 122, it is determined whether or not there is a person near the vehicle (step 124). As a result, when it is determined that there is no person near the vehicle, the control target air-fuel ratio is set to be rich (step 120), and then S regeneration control is executed (step 128). That is, in this case, the S regeneration control is executed in the normal mode, as in the case of high speed traveling described above.

これに対し、上記ステップ124で、車両の近くに人間がいると判定された場合には、制御目標空燃比が、上記強リッチと比べてリッチの度合いの小さい所定の空燃比(以下、「弱リッチ」と称する)に設定され(ステップ126)、その後、S再生制御が実行される(ステップ128)。この場合のS再生制御は、有害成分抑制モードに相当する。この場合には、流入ガスの空燃比が、比較的リッチ度合いの小さい弱リッチに制御される。このため、流入ガスの空燃比が、硫化水素の発生し易い、極めてリッチな値に(ガソリンの場合、12未満程度)になることが確実に防止される。よって、硫化水素の発生を確実に抑制することができ、車両の近くにいる人間に悪影響が及ぼすことなしに、S再生制御を実行することができる。   On the other hand, if it is determined in step 124 that there is a person near the vehicle, the control target air-fuel ratio is a predetermined air-fuel ratio (hereinafter referred to as “weak”) that is less rich than the strong rich. (Referred to as “rich”) (step 126), and then S regeneration control is executed (step 128). The S regeneration control in this case corresponds to a harmful component suppression mode. In this case, the air-fuel ratio of the inflowing gas is controlled to be slightly rich with a relatively small rich degree. For this reason, it is reliably prevented that the air-fuel ratio of the inflowing gas becomes an extremely rich value (less than about 12 in the case of gasoline) where hydrogen sulfide is easily generated. Therefore, the generation of hydrogen sulfide can be reliably suppressed, and the S regeneration control can be executed without adversely affecting a person near the vehicle.

上述した実施の形態2によれば、前述した実施の形態1と同様の効果が得られる。なお、本発明では、有害成分抑制モードのS再生制御の方法は、実施の形態1あるいは2で説明した方法に限定されるものではなく、通常モードと比べて硫化水素の発生を抑制することができる方法であればいかなる方法でもよい。例えば、有害成分抑制モードのときには、S再生制御実行中のNOx触媒36の温度が通常モードのときより低くなるように制御してもよい。硫化水素は、NOx触媒36の温度が高くなるにつれて発生し易くなる。このため、S再生制御実行中のNOx触媒36の温度を通常モードのときより低くする方法によっても、硫化水素の発生を抑制することができる。   According to the second embodiment described above, the same effect as in the first embodiment described above can be obtained. In the present invention, the S regeneration control method in the harmful component suppression mode is not limited to the method described in the first or second embodiment, and the generation of hydrogen sulfide is suppressed as compared with the normal mode. Any method can be used as long as it is possible. For example, in the harmful component suppression mode, the temperature of the NOx catalyst 36 during execution of the S regeneration control may be controlled to be lower than that in the normal mode. Hydrogen sulfide tends to be generated as the temperature of the NOx catalyst 36 increases. For this reason, the generation of hydrogen sulfide can also be suppressed by a method in which the temperature of the NOx catalyst 36 during the execution of the S regeneration control is made lower than that in the normal mode.

上述した実施の形態2においては、ECU50が、図4に示すルーチンの処理を実行することにより前記第1および第3の発明における「S再生制御手段」が、上記ステップ106,122および124の処理を実行することにより前記第1および第4の発明における「判定手段」が、それぞれ実現されている。   In the second embodiment described above, the ECU 50 executes the process of the routine shown in FIG. 4 so that the “S regeneration control means” in the first and third inventions is the process of steps 106, 122, and 124 described above. By executing this, the “determination means” in the first and fourth inventions are realized.

本発明の実施の形態1のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 1 of this invention. 本発明の実施の形態1において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 1 of the present invention. 本発明の実施の形態2のシステム構成を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the system configuration | structure of Embodiment 2 of this invention. 本発明の実施の形態2において実行されるルーチンのフローチャートである。It is a flowchart of the routine performed in Embodiment 2 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10 内燃機関
12 吸気弁
13 排気弁
14 点火プラグ
15 燃料インジェクタ
16 燃料タンク
17 燃料配管
20 吸気系
22 吸気通路
24 スロットル弁
30 排気系
32 排気通路
34 スタート触媒
36 NOx触媒
37 空燃比センサ
38 酸素センサ
50 ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Internal combustion engine 12 Intake valve 13 Exhaust valve 14 Spark plug 15 Fuel injector 16 Fuel tank 17 Fuel piping 20 Intake system 22 Intake passage 24 Throttle valve 30 Exhaust system 32 Exhaust passage 34 Start catalyst 36 NOx catalyst 37 Air-fuel ratio sensor 38 Oxygen sensor 50 ECU

Claims (4)

内燃機関の排気通路に設置されたNOx触媒と、
前記NOx触媒に吸着した硫黄分を脱離させるためのS再生制御を必要時に実行するS再生制御手段と、
前記内燃機関を搭載した車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する判定手段と、
を備え、
前記S再生制御手段は、前記S再生制御が必要であるときに、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定されていない場合には、前記S再生制御を通常モードで実行し、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いと判定された場合には、前記通常モードと比べて前記NOx触媒からの有害成分の排出量が少ない有害成分抑制モードで前記S再生制御を実行することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A NOx catalyst installed in the exhaust passage of the internal combustion engine;
S regeneration control means for executing S regeneration control for desorbing the sulfur component adsorbed on the NOx catalyst when necessary;
Determining means for determining whether or not there is a high possibility that a person is near a vehicle equipped with the internal combustion engine;
With
The S regeneration control means executes the S regeneration control in a normal mode when it is not determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle when the S regeneration control is necessary. When it is determined that there is a high possibility that a person is near the vehicle, the S regeneration control is executed in a harmful component suppression mode in which the amount of harmful components discharged from the NOx catalyst is small compared to the normal mode. An exhaust emission control device for an internal combustion engine.
前記S再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比が、周期的に、理論空燃比よりリーンになるように制御することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。   The S regeneration control means controls the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst to be periodically leaner than the stoichiometric air-fuel ratio in the harmful component suppression mode. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1. 前記S再生制御手段は、前記有害成分抑制モードのとき、前記NOx触媒に流入する排気ガスの空燃比の下限値が、前記通常モードよりもリーン側となるように制御することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。   The S regeneration control unit controls the lower limit value of the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx catalyst so as to be leaner than the normal mode in the harmful component suppression mode. Item 2. An exhaust emission control device for an internal combustion engine according to Item 1. 前記判定手段は、前記内燃機関の運転状態、ナビゲーション情報、車外を撮影する車載カメラの映像、のうちの少なくとも一つに基づいて、前記車両の近くに人間がいる可能性が高いか否かを判定する手段を含むことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項記載の内燃機関の排気浄化装置。   The determination means determines whether or not there is a high possibility that a person is near the vehicle based on at least one of the operating state of the internal combustion engine, navigation information, and a video of an in-vehicle camera that captures the outside of the vehicle. The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, further comprising means for determining.
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