JP2004257323A - Exhaust system control system of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique in which regeneration treatment of an exhaust emission control means can be efficiently performed at low fuel consumption by a simple constitution, temperatures of the emission control means and a heat recovery apparatus can be accurately controlled, a best emission control characteristic is provided, and optimum recycle of exhaust gas heat is possible. <P>SOLUTION: An exhaust temperature sensor 9 is arranged between the emission control means 8 and 16 and a heat recovery apparatus 25. In response to the output signal, a spraying burner 14 that is disposed on the upstream side of these and has an air assist fuel supply device 14a and an air pump 14b is combusted to increase the exhaust temperature. The exhaust temperature is decreased by supplying only air to the exhaust gas by the air pump 14b, and a reducing agent is supplied to the exhaust gas by combusting the burner at a rich air-fuel ratio or supplying only fuel to the exhaust gas. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、内燃機関の排気及び排気系構成要素を制御する内燃機関の排気系制御システムに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、自動車に搭載される内燃機関では、環境保護等の理由により排気中の有害ガス成分を低減させることが要求されている。このような要求に対し、内燃機関の排気系には、所定条件下で機関から排出される排気中のNOxを還元、浄化するNOx触媒や、排気中に含まれる煤等の粒子状物質(Particulate Matter)PMを除去するパティキュレート・フィルタ等の排気浄化装置が備えられている。
【0003】
NOx触媒としては、触媒に流入する排気の空燃比がリーンのときに排気中のNOxを吸蔵し、排気中の酸素濃度が低下したときに吸蔵していたNOxを放出するとともに、放出されたNOxをHCや一酸化炭素(CO)等の還元剤と反応させてN2等に還元・浄化する吸蔵還元型NOx触媒、あるいは触媒に流入する排気の状態が酸素過剰状態で且つHCが存在する状態のときに炭化水素(HC)を還元剤としてNOxを窒素(N2)、水(H2O)、二酸化炭素(CO2)等に還元する選択還元型NOx触媒等が知られている。
【0004】
一方、パティキュレート・フィルタとしては、多孔質のセラミック等で形成され、排気が孔を通過する際に排気中のPMを捕捉し、流入排気がリーン且つ排気温度が高温(例えば、600°C以上)になると捕捉したPMを燃焼させるものや、パティキュレート・フィルタ内の排気流路表面に触媒を担持し、その触媒上でHC等の還元剤と酸素とを反応させ、その際に発生する反応熱によって、捕捉したPMを燃焼させるもの等が知られている。
【0005】
また、内燃機関の排気系には、内燃機関から排出される高温の排気ガスの熱を回収して車室暖房器に送る熱回収器を、排気通路に備えたものがある。
【0006】
熱回収器および車室暖房器は、内燃機関の冷却水回路の一部を共通の構成要素としており、内燃機関から排出される排気の熱は、循環する冷却水に回収され車室暖房器に運ばれる。よって、内燃機関の排熱を暖房熱源として利用できるのである。
【0007】
しかしながら、内燃機関からの排気の熱によってのみ車室暖房のための熱を得ようとすると、内燃機関の低負荷あるいは中負荷運転時には排気温度が低いので熱回収器で回収される熱量も少なくなり、結果として、車室暖房器による速やかな暖房を得られない場合があった。
【0008】
そこで、上記課題を解決するために、動力源としての内燃機関とは別に排気への還元剤供給または排気加熱用の噴霧燃焼器を備えたものがある。
【0009】
例えば、排気浄化装置の排気通路上流側に噴霧燃焼器を備え、噴霧燃焼器が作動状態にあれば前記噴霧燃焼器で燃焼されたガスを添加剤として前記排気浄化装置の上流の排気系に導入し、前記噴霧燃焼器が非作動状態にあれば前記噴霧燃焼器に燃料を供給して燃料を気化させ、気化燃料を還元剤として前記排気浄化手段の上流の排気系に導入し、NOxやPMを還元・処理する従来技術が提案されている。(例えば、特許文献1参照。)。
【0010】
また、噴霧燃焼器の燃焼ガスの熱により、パティキュレート・フィルタで捕捉したPMを燃焼させ無害成分とし、更にパティキュレート・フィルタの目詰まりを防止する技術や、噴霧燃焼器の燃焼ガスの熱で熱回収器により回収される熱量を増加させ、その熱によって加熱した車室暖房用の空気を空調装置を介して車室内に吹き出して車室内暖房用に供する技術等が開示されている。(例えば、特許文献2,3参照。)。
【0011】
しかし、上記の従来技術における噴霧燃焼器では、排気を加熱する場合、車両の室内温度を検知することによって噴霧燃焼器の制御を行っているために、排気浄化装置や熱交換器の実際の温度が適切とならない場合があった。
【0012】
【特許文献1】
特開2000−186545号公報
【特許文献2】
特開昭59−29718号公報
【特許文献3】
特開平11−70813号公報
【特許文献4】
特開2000−186538号公報
【特許文献5】
特開2000−186541号公報
【0013】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記従来技術に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、内燃機関の排気系における排気浄化手段や熱回収手段の温度を正確に制御することを可能とする技術を提供することである。
【0014】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明は、内燃機関の排気系において、排気浄化手段と熱交換手段との間に、排気温度取得手段を配置し、その排気温度取得手段の取得した排気温度に応じて、前記排気浄化手段及び熱回収手段の上流側に配置された噴霧燃焼器であって、エアアシスト式燃料供給装置及び空気ポンプを有するものを、例えば、燃焼させることにより排気温度を上昇させ、空気ポンプによって空気のみを排気に供給することにより排気温度を下降させ、あるいは、リッチ空燃比で燃焼させまたは燃料のみを排気に供給することにより排気に還元剤を供給するなどの制御を行うものである。
【0015】
そして、本発明にあっては、内燃機関の排気通路に配置され前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、前記排気通路に前記排気浄化手段と直列に配置され前記内燃機関の排気の排気熱を回収する熱回収手段と、前記排気浄化手段及び前記熱回収手段に流入する前記排気の温度を調節する排気温度調節手段と、前記排気浄化手段と前記熱回収手段との間の排気の温度を取得する排気温度取得手段と、を備えることを特徴とする。
【0016】
すなわち、内燃機関の排気系に配置された排気浄化手段と、該排気浄化手段と直列に配置された熱回収手段の間に、排気温度取得手段を配置することにより、一つの排気温度取得手段で、排気浄化手段から排出される排気と、熱回収手段に流入する排気の両方の温度を取得することができるので、その取得信号より、排気浄化手段と熱回収手段の温度を正確に得ることができる。
【0017】
また、前記排気温度取得手段によって取得された前記排気の温度に基づいて前記排気温度調節手段を制御する温度制御手段を更に備えることを特徴とする。
【0018】
すなわち、排気浄化手段と熱回収手段の正確な温度に相当する排気の温度に基づいて排気温度調節手段を制御するので、排気浄化手段及び熱回収手段の温度を正確に制御することができる。
【0019】
従って、低コストで簡易な構成で、内燃機関の排気系における排気浄化手段及び熱回収手段の温度を正確に制御することが可能であり、熱回収手段及び排気浄化手段の温度が適切にならないようなこと防止することができ、結果として最良のエミッション特性と、排気熱の最適な再利用を実現することができる。
【0020】
また、前記排気温度調節手段は、前記排気通路に空気を導入する空気導入路と、該空気導入路内の空気を前記排気通路側に送出する空気ポンプと、前記送出された空気に燃料を供給するエアアシスト燃料供給装置と、を有し前記排気通路において前記排気浄化手段の上流側に配置された噴霧燃焼器であることを特徴とする。
【0021】
すなわち、排気浄化手段を還元処理において、エアアシスト燃料供給装置によって、空気ポンプにより送出された空気と燃料とを衝突、混合させることにより、燃料を微粒化することができるので、例えば、排気中に還元剤としての燃料を供給する場合には、燃料が排気通路の壁面に付着せず、燃費を悪化させることなく還元処理をすることができる。また、リッチ空燃比で燃焼させる場合にも、燃料が微粒化されているので、空燃比の不均一が発生しづらく、煤の発生も少なく、任意のタイミングで還元力の強いCO、H2を効率よく生成できるので、燃費を悪化させることがない。また、結果として、触媒の容量を低減することができ、触媒の貴金属量を低減することができるので、コスト低減にもつながる。
【0022】
また、前記温度制御手段は、前記排気温度取得手段により取得された前記排気温度が所定温度より高い場合には、前記エアアシスト燃料供給装置による燃料供給量をゼロとし、前記空気ポンプにより前記空気導入路内の空気を前記内燃機関の排気に供給するように前記排気温度調節手段を制御することを特徴とする。
【0023】
すなわち、排気温度取得手段により取得された排気温度が、所定温度より高い場合には、排気浄化手段あるいは熱回収手段の温度が過度に高温になる可能性があるので、そのような場合には、前記噴霧燃焼器のエアアシスト燃料供給装置による燃料供給量をゼロとし、噴霧燃焼器の空気ポンプにより、排気通路外から導入された低温の空気をそのまま排気に供給し、排気浄化手段あるいは熱回収手段の温度を下降させるものである。
【0024】
このことにより、新たな装置等を付加することなく低コストで、簡易な構成で、内燃機関から排出される排気温度に関らず、排気浄化手段あるいは熱回収手段が過度に高温にならないよう制御することが可能になる。
【0025】
また、前記排気浄化手段は、還元処理により浄化性能が回復する排気浄化触媒を有し、該還元処理を実行するときには、前記温度制御手段は、前記噴霧燃焼器をリッチ空燃比で燃焼させるよう制御することを特徴とする。
【0026】
すなわち、排気浄化触媒の還元処理が必要になったときに、噴霧燃焼器をリッチ空燃比で燃焼させ、燃焼量を制御することによって、排気温度を上昇させると同時に、還元剤としての未燃燃料を排気浄化触媒に供給することができる。
【0027】
従って、任意のタイミングで、内燃機関の運転状況に影響を与えることなく、排気浄化手段に対する還元処理を行うことができる。また、単に還元剤としての燃料のみを供給するのではなく、リッチ空燃比で燃焼させることにより、未燃燃料は、噴霧燃焼器内で高温の燃焼熱に曝され、比較的小さな分子サイズに熱分解され、NOx浄化率が高いHCを含むことになる。このことにより、より効率よく、排気浄化手段の還元処理を行うことができる。
【0028】
また、上記の噴霧燃焼器が、エアアシスト燃料供給装置を有するので、特に空燃比の不均一が発生しにくく、煤の発生を抑えることができ、効率よくHC、COなどの還元成分を生成することができる。
【0029】
また、前記内燃機関の排気に前記熱回収手段をバイパスさせるバイパス手段を更に備えることを特徴とする。
【0030】
すなわち、例えば、高温の排気により熱回収手段の温度が過度に高温になった場合には、バイパス手段を作動させることにより、高温の排気に、熱回収手段を迂回させるものである。
【0031】
そのことにより、内燃機関の運転状況による排気の温度に関らず、熱回収手段の温度を制御することが可能である。また、例えば、排気浄化手段がパティキュレート・フィルタを含む場合で、その再生制御をするとき等には、排気の温度を上昇させるなどして排気浄化手段の温度を上昇させるが、その場合にも、バイパス手段を作動させることにより排気浄化手段と熱回収手段の温度を独立に制御することができる。
【0032】
また、前記バイパス手段の作動を制御するバイパス制御手段を更に備え、該バイパス制御手段は、前記排気温度取得手段が取得した前記排気の温度が所定温度以上で、かつ、前記内燃機関の排気の流量が所定流量以上であるときに前記バイパス手段を作動させることを特徴とする。
【0033】
すなわち、排気の温度だけではなく排気の流量を取得して、結果として、熱回収手段において熱回収される排気の熱量が所定値以上であるときにバイパス手段を作動させるようにしたので、熱回収手段の温度上昇及びエンジン冷却水の温度上昇に、より正確に対応することができる。そして、過剰な熱回収を防止して、ラジエータ負荷を減らし、冷却系の熱害発生を防止することができる。
【0034】
また、前記排気浄化手段は、還元処理により浄化性能が回復する排気浄化触媒とパティキュレート・フィルタとを有し、前記排気通路には、該排気通路の上流側から前記排気浄化触媒、前記パティキュレート・フィルタ、前記熱回収手段の順番で配置されることを特徴とする。
【0035】
すなわち、排気通路の上流側から、上記のような順番で配置すると、前記噴霧燃焼器から還元剤を供給することにより、パティキュレート・フィルタの上流の排気浄化触媒で還元剤を燃焼させることができるので、可燃物を含まない、均一で安定した温度の高温排気をパティキュレート・フィルタ及び熱回収手段に供給することができる。
【0036】
結果として、パティキュレート・フィルタを均一に昇温させることができ、パティキュレート・フィルタで燃料及びPMが燃えることにより過度に昇温することを防止することができる。同時に、安定した熱回収を行うことができる。
【0037】
また、噴霧燃焼器の燃料供給手段から還元剤としての燃料を供給するだけで、噴霧燃焼器を燃焼させずに、排気浄化触媒における燃料の燃焼で排気の温度を上昇させることができるので、噴霧燃焼器の燃焼の頻度を減少させ、信頼性及び総合的な燃費の向上を図ることができる。
【0038】
なお、上記した課題を解決するための手段については、可能な限り組み合わせて実施することができる。
【0039】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0040】
(第1の実施の形態)
図1は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。図1において、内燃機関1は、4気筒の水冷式ディーゼルエンジンである。内燃機関1には、吸気枝管2が接続され、この吸気枝管2の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない吸気ポートを介して連通している。
【0041】
前記吸気枝管2は、吸気管3に接続され、吸気管3は、エアフィルタを内装したエアクリーナボックス4に接続されている。このように構成された吸気系では、エアクリーナボックス4に流入した新気がエアフィルタにて埃や塵を除去された後、吸気管3を経て吸気枝管2へ導かれ、吸気枝管2の各枝管を通って各気筒の燃焼室に分配される。
【0042】
内燃機関1には、気筒毎に1つの燃料噴射弁10が取り付けられている。各燃料噴射弁10は、その噴孔が各気筒の燃焼室に臨むよう取り付けられており、燃焼室内に直接燃料を噴射可能となっている。燃料噴射弁10は、燃料分配管11を介してコモンレール12と連通しており、コモンレール12は、燃料通路13を介して図示しない燃料ポンプと連通している。このように構成された燃料噴射系では、燃料ポンプから吐出された燃料がコモンレール12にて所定圧に蓄圧され、蓄圧された燃料が燃料分配管11を介して燃料噴射弁10に印加される。そして、燃料噴射弁10から燃料が燃焼室内に噴射される。
【0043】
一方、内燃機関1には、排気枝管6が接続され、この排気枝管6の各枝管が各気筒の燃焼室と図示しない排気ポートを介して連通している。
【0044】
前記排気枝管6は、排気通路7に接続され、その排気通路7には、本実施の形態における排気温度調節手段である噴霧燃焼器14が併設されている。
【0045】
図2は、本実施の形態における噴霧燃焼器14の概略構成について示した図である。
【0046】
図2において、本実施の形態における噴霧燃焼器14には、エアアシスト燃料供給装置14a、空気ポンプ14b及び点火装置35が備えられている。このエアアシスト燃料供給装置14aは、先端部に空気導入孔を設けて燃料と空気を衝突、混合させて燃料を微粒化する燃料供給装置である。
【0047】
このエアアシスト燃料供給装置14aには、燃料導入通路20が接続され、燃料導入通路20は、燃料ポンプによって送られた燃料をエアアシスト燃料供給装置に供給する。この燃料導入通路20は、図1に示すようにコモンレール12に燃料を輸送する燃料通路13に接続されている。これにより、燃料通路13を流れる燃料の一部を噴霧燃焼器14へ供給することが可能になっている。
【0048】
また、空気ポンプ14bは、吸気管3から空気導入路としての吸気導入通路15内に、エアクリーナ4のエアフィルタによって清浄化された空気を導き、さらにエアアシスト燃料供給装置14aを介して排気通路7側へ送出するためものである。
【0049】
そして、点火装置35は、エアアシスト燃料供給装置14aから供給される燃料に点火して、燃料と空気ポンプ14bから送出される空気との反応により燃焼を起こさせるものである。
【0050】
図3は噴霧燃焼器14に備えられたエアアシスト燃料供給装置14aの詳細断面図である。同図に示すように、その先端部にはアダプタ50が取り付けられている。このアダプタ50には、エアアシスト燃料供給装置14aの二つの噴口からその燃料噴射方向にアダプタ前端面まで延在する二つの燃料通路50a,50bと、アダプタ側面から各燃料通路50a,50bの燃料噴射弁噴口近傍に連通する少なくとも二つの連通路50c,50dとが形成されている。
【0051】
燃料噴射弁52の取り付け部には、アダプタ側面回りにエアアシスト室51が設けられ、そこに提供されるアシストエアが、連通路50c,50dを介して各燃料通路50a,50bに供給され、燃料噴射弁52により噴射される燃料と衝突、混合されることにより、燃料を良好に微粒化してアダプタ前端面より放出するようになっているものである。
【0052】
次に図1に戻って、前記排気通路7における、噴霧燃焼器14の下流側には、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8とパティキュレート・フィルタ16が設けられている。
【0053】
本実施の形態においては、前記吸蔵還元型NOx触媒8と、パティキュレート・フィルタ16を同一のケースに収納したタイプの排気浄化手段を用いているが、これらを別々にケースに収納し、排気通路7上に並べて配置してもよいことはもちろんであるし、酸化触媒が担持されたパティキュレート・フィルタ等でも構わない。
【0054】
前記吸蔵還元型NOx触媒8は、この吸蔵還元型NOx触媒8に流入する排気の空燃比がリーン雰囲気にあるときは、排気中のNOxを吸収し、流入排気の空燃比がリッチ雰囲気であり、かつ還元剤が存在するときは吸収していたNOx還を放出しつつ窒素に還元せしめる触媒である。
【0055】
吸蔵還元型NOx触媒8は、アルミナを担体とし、その担体上に、カリウム(K)、ナトリウム(Na)等のアルカリ土類金属と、ランタン(La)もしくはイットリウム(Y)等の希土類とから選択された少なくとも1つと、白金(Pt)等の貴金属と、を担持して構成されている。
【0056】
さらに、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16の下流には、熱回収手段である熱回収器25が配置されている。この熱回収器25には、内燃機関1の冷却水を熱回収器25へ導く冷却水導入通路18と、熱回収器25において回収した熱によって暖められた冷却水を内燃機関1へ導く冷却水排出通路19とが接続されている。
【0057】
熱回収器25によって排気の熱を回収し、暖められた冷却水は、冷却水排出通路19を通って内燃機関1に戻る途中で、冷媒加熱器27を通過する。
【0058】
この冷媒加熱器27には、冷媒通路28を介して、暖房器29が連結されている。熱回収器25で暖められた冷却水を利用して冷媒加熱器27で熱交換することにより、冷媒を加熱し、暖房器29によって車両室内を暖房するようになっている。
【0059】
そして、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱交換器25の間には、排気温度取得手段である排気温度センサ9が備えられている。さらに、熱交換器25の下流には、マフラ26が配置されている。
【0060】
このように構成された排気系では、各気筒の燃焼室で燃焼された混合気からなる排気が排気枝管6の各枝管を通って排気通路7へ導かれ、まずは、噴霧燃焼器14を通過する。
【0061】
この噴霧燃焼器14は、パティキュレート・フィルタの再生制御の場合や、熱回収器25における回収熱量が不足している場合などに、空気ポンプ14bによって導入される空気で、燃料導入通路20を介して供給される燃料を燃焼させ、排気の温度を上昇させる他、後述するように、還元剤としての燃料を排気中に供給したり、排気の温度を下降させるために、空気ポンプ14bによって導入された空気のみを排気に供給するなどの動作を行う。
【0062】
次に、排気は吸蔵還元型NOx触媒8に流れ込む。その際、吸蔵還元型NOx触媒8に流入する排気の空燃比がリーン雰囲気にあれば、吸蔵還元型NOx触媒8において排気中の窒素酸化物(NOx)が硝酸イオン(NOx3−)の形で吸収される。また、続くパティキュレート・フィルタ16を通過する際に、排気中に含まれる煤等の粒子状物質PMを除去する
【0063】
そして、排気が熱回収器25を通過する際に、排気中の熱が回収され、車両室内の暖房などの熱量として使用される。その後、排気はマフラ26を通過した後、車外へ排出される。
【0064】
また、内燃機関1には、機関制御用の電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)21が併設されている。ECU21は、双方向性バスによって相互に接続された、CPU、ROM、RAM、入力インタフェース回路、出力インタフェース回路等から構成され、前記入力インタフェース回路には各種のセンサが電気配線を介して接続されている。
【0065】
前記した各種センサとしては、吸気管3に取り付けられたエアフローメータ5、上述した、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と熱交換器25との間の排気通路7に取り付けられた排気温度センサ9、内燃機関1に取り付けられたクランクポジションセンサ22及び水温センサ23、図示しないアクセルペダルもしくはアクセルペダルと連動して動作するアクセルレバー等に取り付けられたアクセルポジションセンサ24等を例示することができる。
【0066】
前記エアフローメータ5は、吸気管3内を流れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するセンサである。前記排気温度センサ9は、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16から排出され、熱回収器25に流入する排気の温度に対応した電気信号を出力するセンサである。前記クランクポジションセンサ22は、内燃機関1の図示しないクランクシャフトが所定角度回転する都度パルス信号を出力するセンサである。前記水温センサ23は、内燃機関1のウォータジャケットを流れる冷却水の温度に対応した電気信号を出力するセンサである。アクセルポジションセンサ24は、アクセルペダルの操作量に対応した電気信号を出力するセンサである。
【0067】
ECU21は、上記したような各種センサの出力信号値に基づいて内燃機関1の運転状態を判別し、その判別結果に基づいて燃料噴射弁10、噴霧燃焼器14、あるいは空気ポンプ14bに対する制御信号値を算出する。このようにして算出された各種の制御信号値は、出力インタフェース回路から電気回線を介して燃料噴射弁10、噴霧燃焼器14、あるいは空気ポンプ14bへ向かって出力される。
【0068】
上記のなかで、本実施の形態の最大の特徴は、排気温度取得手段としての排気温度センサ9を、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱回収手段としての熱回収器25との間に設けたこと、排気温度調節手段としての噴霧燃焼器14が、エアアシスト燃料供給装置14aを備えていること、排気通路7には、上流側から吸蔵還元型NOx触媒8、パティキュレート・フィルタ16、熱回収器25の順番で配置されていること、の3点である。
【0069】
次に、上記の構成をとった場合の、内燃機関の排気系の構成要素である、噴霧燃焼器14、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱交換器25の制御、特にこれら構成要素及び排気の温度を上昇させる制御の例について簡単に説明する。
【0070】
ここでは、パティキュレート・フィルタ16の温度を上昇させる場合について説明する。パティキュレート・フィルタ16の温度を上昇させる制御は、例えば以下の場合に行われる。
【0071】
パティキュレート・フィルタ16は、前述のように、排気中の煤などのPMを捕捉するが、そのままでは、捕捉されたPMによりフィルタが目詰まりすることがあるので、適宜のタイミングでパティキュレート・フィルタ16の温度を上昇させ、フィルタに捕捉されたPMを燃焼させることによりフィルタの再生を行うのである。
【0072】
この際に、パティキュレート・フィルタ16の温度が低すぎると、PMを充分に燃焼、除去させることができないし、逆に温度が高すぎると、フィルタ自体の温度が過度に高温になってしまう不具合が生じるので、正確な温度制御が必要である。
【0073】
本実施の形態に係る排気系制御システムでは、パティキュレート・フィルタ16の再生処理の目的で排気の温度を上昇させる方法として、エアアシスト燃料供給装置14a及び空気ポンプ14bのみを作動させ、燃料を吸蔵還元型NOx触媒8で燃焼させることにより、パティキュレート・フィルタ16に流入する排気温度を上昇させる方法をとっている。また、その際に、排気温度センサ9からの排気温度信号に基づいて、燃料の供給量を定めている。
【0074】
なお、本実施の形態においては、温度制御手段とは、排気温度センサ9の信号が入力されることによって、エアアシスト燃料供給装置14aの制御信号を発生するECU21を含んで構成される。
【0075】
本実施の形態における内燃機関の排気系制御システムでは、上記のように、排気温度調節手段として、エアアシスト燃料供給装置14aを有する噴霧燃焼器14を備えているので、エアアシスト燃料供給装置14aから排気に燃料のみを供給した場合に、燃料が微粒化されており、排気通路7の壁面に付着しづらいので、燃料を供給して排気温度を上昇させる場合の燃費を向上させることができる。
【0076】
なお、本実施の形態における排気温度調節手段である噴霧燃焼器14は、排気温度取得手段である排気温度センサ9によって取得された排気の温度以外に基づいて排気温度調節手段を制御する内燃機関の排気系制御システムに対しても適用可能である。
【0077】
また、本実施の形態における排気系の構成において上記排気の温度上昇方法を用いると、吸蔵還元型NOx触媒8より下流には、燃料が殆ど到達しないため、可燃物を含まない均一で高温の排気をパティキュレート・フィルタ16に供給することができ、パティキュレート・フィルタ16を均一に昇温させることができる。また、パティキュレート・フィルタ16で燃料と堆積物が燃焼し、パティキュレート・フィルタ16自体が過度に高温になることを防止することができる。
【0078】
さらに、この方法では、噴霧燃焼器14を点火させずに、吸蔵還元型NOx触媒8における燃料の燃焼によってパティキュレート・フィルタ16に流入する排気温度を高くすることができるので、点火装置の作動頻度を減少させ、部品寿命及び信頼性を向上させ、燃費も向上させることができる。
【0079】
加えて、本実施の形態においては、排気温度センサ9が、排気浄化手段である吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱交換器25の間に配置されているので、一つの排気温度センサで、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16から排出され、熱回収器25に流入する排気の温度を取得することによって、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱交換器25の両方の温度を一度に取得することができる。
【0080】
従って、低コストで簡易な構成で、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱交換器25の温度を正確に制御することができる。
【0081】
上記の方法で吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16の温度を上昇させた場合には、熱回収器25の温度も同様に上昇するが、本実施の形態によれば、パティキュレート・フィルタ16及び熱交換器25の両方の温度を取得し、どちらかの温度が過度に高温になった場合には、エアアシスト燃料供給装置14aの作動を中止するなど、複数の排気系構成要素を最適に制御することが可能になる。
【0082】
なお、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16、熱回収器25及び排気通路7の構成や形状によっては、排気温度センサ9により検知した排気の温度と、パティキュレート・フィルタ8内部の温度または熱回収器25の温度と、の間に差があることが考えられるが、その場合は、ECU21のROMに温度データの変換マップを記憶しておき、排気温度センサ9により検知した温度データを補正することにより、パティキュレート・フィルタ8または、熱回収器25の温度としてもよい。
【0083】
この場合でも、本実施の形態によれば、排気温度センサ9は、吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16と、熱回収器25の両方の近傍に配置されているので、両方の温度と相関の高い温度データを取得することが可能で、温度制御を精度よく行うことが可能である。
【0084】
なお、上記した、排気の温度を上昇させる方法は、パティキュレート・フィルタ16の再生制御時以外に使用してもよい。例えば、熱回収器25における熱回収量が、暖房器29によって、車室温度を維持するには不足している場合などにも、応用することができる。その場合でも、上記した効果と同様の効果を得ることができる。
【0085】
また、本実施の形態における内燃機関の排気系制御システムにおいては、排気系構成要素の配置を、排気通路7の上流側から、吸蔵還元型NOx触媒8、パティキュレート・フィルタ16、熱回収器25の順番で配置しているので、それらの上流に設けたエアアシスト燃料供給装置14aから燃料を供給するだけで、吸蔵還元型NOx触媒8、パティキュレート・フィルタ16、熱回収器25の温度制御を可能としており、さらには、パティキュレート・フィルタ16が熱回収器25の上流に配置されるので、熱回収器25に、排気中の煤が到達し、内燃機関1の冷却水によって冷却されて溜まり、排気通路が詰まるなどの不具合もない。
【0086】
なお、本実施の形態においては、排気系構成要素の配置を、排気通路7の上流側から、吸蔵還元型NOx触媒8、パティキュレート・フィルタ16、熱回収器25の順番で配置しているが、この配置を、本実施の形態で示した噴霧燃焼器以外の排気温度調節手段を備えた内燃機関の排気系制御システムに対して適用してもよいし、排気温度取得手段である排気温度センサ9によって取得された排気の温度以外に基づいて排気温度調節手段を制御する内燃機関の排気系制御システムに適用してもよい。
【0087】
(第2の実施の形態)
図4を用いて、本発明における第2の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。
【0088】
本実施の形態においても、内燃機関1の排気系の構成については第1の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0089】
本実施の形態においては、第1の実施の形態と同一の排気系構成によって排気温度を下降させるよう制御する場合の作用について説明する。
【0090】
排気温度を下降させるよう制御する必要がある場合とは、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16の温度が所定温度より高くなった場合に、触媒の高温劣化が促進したり、パティキュレート・フィルタ16の性能が劣化するなどの可能性がある場合である。
【0091】
本実施の形態においては、上記のような、排気の温度を下降させる必要が生じた場合に、噴霧燃焼器14の空気ポンプ14bのみを稼動させ、吸気導入通路15から導入した低温の空気を排気に供給することによって排気の温度を下降させる。
【0092】
図4に本実施の形態における排気冷却ルーチンを示す。
【0093】
本ルーチンは、ECU21のROMに記憶されているルーチンであり、クランクポジションセンサ22が所定角度に相当する信号を出力する度に実施される。
【0094】
本ルーチンを実施するときに、まず、ECU21はS301において、排温度センサ9の出力信号を取得する。そして、S302において、排気温度センサ9が取得した排気温度が、所定温度未満であった場合は、排気の温度を下降させる必要がないので、S306に進む。ここで、所定温度としては、吸蔵還元型NOx触媒8の高温劣化が急速に促進する虞のある800℃に決めてもよい。
【0095】
S306では、空気ポンプ14bがONしているか否かを判断し、空気ポンプ14bがONしていればOFFし、空気ポンプ14bがOFF状態であればそのまま本ルーチンを終了する。また、S302で、排気の温度が所定温度以上であると判断された場合には、S303に進み、S302で前回、所定温度未満との判断から所定温度以上との判断に切り替わってからの時間が、所定時間以上経過しているかの判断をする。すなわち、排気の高温状態が所定時間以上継続しているかを判断する。
【0096】
ここで所定時間としては、例えば800℃以上の高温で吸蔵還元型NOx触媒8の高温劣化が加速する1分と決めてもよい。そして、所定時間以上経過していると判断した場合には、S304に進み、空気ポンプ14bが既にONしているか否かを判断する。ここで空気ポンプ14bがOFF状態である場合にはS305に進み、噴霧燃焼器14の空気ポンプ14bのみをONして本ルーチンを終了する。S303で所定時間以上経過していないと判断された場合及び、S304で既に空気ポンプが既にONしていると判断された場合には、そのまま本ルーチンを終了する。
【0097】
本実施の形態において、上記のような排気冷却ルーチンを設けることにより、排気温度が所定温度以上の場合に噴霧燃焼器14の空気ポンプ14bのみを作動させるので、噴霧燃焼器14以外の装置を付加することなく、低コスト及び簡易な構成で、複雑な制御を行うことなく、任意のタイミングで、排気の温度を下降させることができる。
【0098】
そして、排気の温度を下降させることにより吸蔵還元型NOx触媒8の高温劣化の促進や、パティキュレート・フィルタ16の過熱による性能劣化を防止することができる。
【0099】
(第3の実施の形態)
図5を用いて、本発明における第3の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。
【0100】
本実施の形態においても、内燃機関1の排気系の構成については第1の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0101】
本実施の形態においては、第1の実施の形態と同一の排気系構成によって吸蔵還元型NOx触媒8の還元処理を行うときに、排気温度調節手段である噴霧燃焼器14をリッチ空燃比で燃焼させる場合の制御について説明する。
【0102】
図5は、本実施の形態に係る吸蔵還元型NOx触媒8の還元処理ルーチンである。本ルーチンは、クランクポジションセンサ22が所定角度に相当する信号を出力する度に実行される。
【0103】
このルーチンにおいては、吸蔵還元型NOx触媒8のNOx吸収能が飽和したか否かの判断を、機関から排出された排気ガス中のNOx排出量の積算値を推定し、その排出NOxの積算値から吸蔵還元型NOx触媒8に吸蔵されたNOxの量を推定している。
【0104】
すなわち、機関回転速度Neが高くなるほど機関から単位時間あたりに排出される排気ガス量が増大するので、機関回転速度Neが高くなるにしたがって内燃機関から排出されるNOx量は増大する。また、機関負荷Lが高くなるほど燃焼温度が高くなるので、機関負荷が高くなるほど機関から単位時間あたりに排出されるNOx量が増大するという原理に基づいている。
【0105】
本ルーチンにおいては、実験により求められた単位時間あたりに機関から排出されるNOx量と、機関負荷Lと、機関回転速度Neとの関係より、機関回転速度Neとアクセル開度αとNOx量との関係をNOx排出量マップとしてマップ化して、予めECU21のROMに記憶しておく。このデータを読み出すことによって、各運転時のNOx排出量を推定できる。
【0106】
本ルーチンの処理が開始されると、まずS401において、クランクポジションセンサ22の出力信号を基に求めた機関回転速度Nと、アクセルポジションセンサ24により検出されたアクセル開度αに基いて前述のNOx排出量マップから単位時間あたりの機関排出NOx量Nmを読みとる。
【0107】
S402においては、S401において、読み取った機関排出NOx量Nmに基いて、吸蔵還元型NOx触媒8に吸収されたNOx量を積算する。
【0108】
S403において、このNOx量の積算値Sが飽和判定値S0を越えたか否かを判定する。飽和判定値S0は吸蔵還元型NOx触媒8のNOx吸収能が飽和するまでに吸収可能なNOx量であり、予め実験により求めておいたものがECU21のROMに記憶されている。
【0109】
S403でNOx量の積算値Sが飽和判定値S0を越えたと判定された場合にはS404に進み、還元処理可能な運転領域か否かを判定する。ここで、還元処理可能な運転領域とは、排気浄化手段から排出される排気の温度が所定温度以上(例えば、250゜C以上)で、かつ機関回転速度Neが所定回転速度以下(例えば、3000rpm以下)の条件を満たすことである。尚、排気浄化手段から排出される排気の温度は排気温度センサ9により取得される。
【0110】
S404で還元処理可能な運転領域であると判定されると、ECU21が噴霧燃焼器14を稼動させる。この場合の噴霧燃焼器14内のエアアシスト燃料供給装置14aが供給する燃料量及び空気ポンプ14bが供給すべき空気量は、吸蔵還元型NOx触媒8の還元処理を行うために必要なHC、CO成分の量から決定され、予めマップ化され、ECU21内のROMに記憶されている。
【0111】
本実施の形態では、エアアシスト燃料供給装置14aは、噴霧燃焼器14内で燃焼する燃料量に、還元剤として吸蔵還元型NOx触媒8に供給される燃料を加算した燃料量を供給し、結果として、リッチ空燃比での燃焼を行うことになる。
【0112】
S406〜S408において、タイマを始動し、時間△t1経過後にタイマ値Tに△t1を加算し、加算後のタイマ値(T+△t1)が所定の判定値T0 を越えたか否かを判定する。S408でタイマ値がT0 を越えていないと判定された場合にはS407に戻り、S408でタイマ値がT0 を越えたと判定されるまで繰り返す。
【0113】
判定値T0 は、吸蔵還元型NOx触媒8に吸収されたNOxを総て放出・還元するのに必要な時間であり、予め実験により求めておいたものがECU21のROMに記憶されている。
【0114】
S408でタイマ値がT0 を越えたと判定されると、S409で噴霧燃焼器14の稼動を終了して本ルーチンを終了する。
【0115】
上記のように、本ルーチンにおいては、噴霧燃焼器14をリッチ空燃比で燃焼させるため、燃料の一部が燃焼されずに排気に供給される。この未燃の燃料は噴霧燃焼器14内で高温の燃焼熱に曝された際に比較的小さな分子サイズに熱分解されたHCを含む。この結果、吸蔵還元型NOx触媒8には、分子サイズが小さくNOx浄化率が高いHCを含有した排気が流入することになり、効率よく還元処理を行うことができる。
【0116】
そして、特に本実施の形態では、噴霧燃焼器14には、前記したエアアシスト燃料供給装置14aを備えており、還元剤として供給される燃料はアシスト空気と衝突、混合されることにより微粒化されているので、HC、CO等の還元成分をさらに効率よく生成することができ、吸蔵還元型NOx触媒8の還元処理を、低燃費で行うことができる。
【0117】
また、そのことにより車両の吸蔵還元型NOx触媒8の容量を低減することができるので、使用する貴金属量を低減し、全体として低コスト化することができる。
【0118】
また、図5においては、エアアシスト燃料供給装置14aを備えた噴霧燃焼器14をリッチ空燃比で部分燃焼させる例について説明したが、吸蔵還元型NOx触媒8の還元処理をするにあたっては、噴霧燃焼器14を燃焼させずに、空気ポンプ14b及び、エアアシスト燃料供給装置14aのみを作動させてもよい。
【0119】
この場合でも、エアアシスト燃料供給装置14aによって、燃料が、空気と衝突、混合されることによって、微粒化されるので、触媒還元処理を内燃機関の燃料を排気に供給した場合のような、排気通路7の壁面への燃料付着が発生せず、効率よく触媒の還元処理ができる。
【0120】
なお、本実施の形態で示した還元処理ルーチンは、第2の実施の形態で説明した排気冷却ルーチンが実施される内燃機関の排気系制御システムに適用してもよい。
【0121】
(第4の実施の形態)
図6を用いて、本発明における第4の実施の形態について説明する。ここでは、前述の第1の実施の形態と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略するものとする。
【0122】
その他の構成および作用については第1の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0123】
本実施の形態においては、内燃機関1の排気に、熱回収器25を迂回させるバイパス手段を設けた実施の形態について説明する。
【0124】
図6は、本発明を適用する内燃機関の概略構成を示す図である。第1の実施の形態における排気系との相違は、熱回収器25の前後の排気通路7を熱交換器25と並列に連通するバイパス通路30及び、熱回収器25の上流に設けられ、熱回収器25側の排気通路7と、バイパス通路30との間で排気の通路を切り換える排気通路切換弁31からなるバイパス手段を設けた点にある。
【0125】
このバイパス手段によって、内燃機関1の排気温度が高温になった場合でも、熱回収器25が過度に昇温するのを防止するのである。
【0126】
図7には、本実施の形態における排気通路切換ルーチンを示す。本ルーチンは、クランクポジションセンサ22が所定角度に相当する信号を出力する度に実行される。
【0127】
本ルーチンの実行が開始されると、まずS601において、排気温度センサ9から排気温度信号を取得する。また、S602では、内燃機関のエアフローメータ5から吸入空気量を、ECU21内部のRAMから、機関の燃料噴射量を取得し、それらの値から、この時点での排気の流量を算出する。
【0128】
次にS603では、S601で取得した値より、排気の温度が所定温度以上か否かの判断をする。また、S604ではS602で求めた排気の流量が所定流量以上か否かの判断がされる。
【0129】
ここで、S603,S604のステップにおいて、それぞれ排気の温度、排気の流量が所定値以上であると判断された場合には排気の熱量が高く、熱回収器25内の通過を継続することが好ましくないので、S605に進む。
【0130】
S605では、バイパス通路30が開放状態になっているか否かが判断される。ここで既にバイパス通路30が開放状態になっていると判断された場合には、そのまま本ルーチンを抜ける。この場合は、別途、本発明の第2の実施の形態で説明したような、排気の温度を冷却する制御によって対応してもよい。
【0131】
S605でパイパス通路30が閉鎖されている場合には、S606に進み、排気通路切換弁31を作動させて、バイパス通路30を開放し、熱回収器25側の排気通路7は閉鎖する。このことにより、排気の熱量が所定値以上の場合には、排気は熱回収器25は通過しないので、熱回収器25で回収する排気の熱量が減少し、熱回収器25の過熱を防止することができる。
【0132】
また、S603またはS604において、排気の温度または、排気の流量のいずれかが、所定値以下であると判断された場合には、排気に熱回収器25を迂回させる必要もないので、S607に進む。
【0133】
S607では、バイパス通路30が開放状態か否かが判断され、もし、既にバイパス通路30が閉鎖されている場合はそのまま本ルーチンを終了する。もし、バイパス通路30が開放されている場合には、S608に進み排気通路切換弁31を作動させて、バイパス通路30を閉鎖し、熱回収器25側の排気通路7は開放して本ルーチンを終了する。
【0134】
なお、本実施の形態において、バイパス制御手段は、上記の排気通路切換ルーチンを記憶したROMを有するECU21を含んで構成される。
【0135】
本実施の形態によれば、排気通路7を通過する排気を所定条件下で、熱回収器25を迂回させることにより、熱回収器25における熱回収量を、排気の温度と切り離して制御することができる。したがって、排気浄化手段としての吸蔵還元型NOx触媒8及びパティキュレート・フィルタ16の温度と、熱回収器25の温度とを、独立に制御することができる。
【0136】
結果として、高負荷運転中、吸蔵還元型NOx触媒8の還元処理中、パティキュレート・フィルタ16の再生処理中など、排気の温度が高くなるような運転状況下においても、過剰な熱回収を防止し、図示しないラジエータの負荷を減少させ、冷却系の熱害を防止することができる。
【0137】
なお、本実施の形態においては、内燃機関の排気の温度が所定温度以上で、排気の流量が所定流量以上の場合に、バイパス手段を作動させるルーチンについて説明したが、排気の温度が所定温度以上である場合にバイパス手段を作動させるルーチンにするなど、バイパス手段を作動させる条件については本実施の形態に示したもの以外のものとしてもよい。
【0138】
また、本実施の形態におけるバイパス手段は、第2の実施の形態または第3の実施の形態で示したような排気冷却ルーチンや、還元処理ルーチンが実行される内燃機関の排気系制御システムに適用してもよく、さらに図2及び図3で説明した噴霧燃焼器以外の排気温度調節手段を備えた内燃機関の排気系制御システムに対して適用してもよいし、排気温度取得手段である排気温度センサ9からの排気の温度以外に基づいて排気温度調節手段を制御する内燃機関の排気系制御システムに適用してもよい。
【0139】
【発明の効果】
上記で説明したように、本発明にあっては、内燃機関の排気通路に配置され前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、前記排気通路に前記排気浄化手段と直列に配置され前記内燃機関の排気の排気熱を回収する熱回収手段と、前記排気浄化手段及び前記熱回収手段に流入する前記排気の温度を調節する排気温度調節手段と、前記排気浄化手段と前記熱回収手段との間の排気の温度を取得する排気温度取得手段と、を備えるので、一つの排気温度取得手段で、排気浄化手段から排出される排気と、熱回収手段に流入する排気の両方の温度を取得することができることとなり、その取得信号より、排気浄化手段と熱回収手段の温度を正確に得ることができ、排気浄化手段及び熱回収手段の温度を正確に制御することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、本発明の第1の実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図2】図2は、本発明の第1の実施の形態に係る噴霧燃焼器の概略構成を示す図である。
【図3】図3は、本発明の第1の実施の形態に係る噴霧燃焼器に備えられたエアアシスト燃料供給装置の断面図である。
【図4】図4は、本発明の第2の実施の形態に係る排気冷却ルーチンを示すフローチャートである。
【図5】図5は、本発明の第3の実施の形態に係る吸蔵還元型NOx触媒の還元処理ルーチンを示すフローチャートである。
【図6】図6は、本発明の第4の実施の形態に係る内燃機関の概略構成を示す図である。
【図7】図7は、本発明の第4の実施の形態に係る排気通路切換ルーチンを示すフローチャートである。
【符号の説明】
1…内燃機関
2…吸気枝管
3…吸気管
6…排気枝管
7…排気通路
8…吸蔵還元型NOx触媒
9…排気温度センサ
14…噴霧燃焼器
14a…エアアシスト燃料供給装置
14b…空気ポンプ
16…パティキュレート・フィルタ
21…ECU
25…熱回収器
26…マフラ
30…バイパス通路
31…排気通路切換弁
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust system control system for an internal combustion engine that controls the exhaust of the internal combustion engine and exhaust system components.
[0002]
[Prior art]
In recent years, internal combustion engines mounted on automobiles have been required to reduce harmful gas components in exhaust gas for reasons such as environmental protection. In response to such demands, an exhaust system of an internal combustion engine is provided with a NOx catalyst for reducing and purifying NOx in exhaust gas discharged from the engine under predetermined conditions, and a particulate matter such as soot contained in the exhaust gas (Particulate). (Matter) An exhaust gas purification device such as a particulate filter for removing PM is provided.
[0003]
The NOx catalyst stores NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the catalyst is lean, releases the stored NOx when the oxygen concentration in the exhaust gas decreases, and releases the released NOx. NOx catalyst which reacts with a reducing agent such as HC or carbon monoxide (CO) to reduce and purify it to N2 or the like, or the state of exhaust gas flowing into the catalyst is an oxygen excess state and a state where HC exists. A selective reduction type NOx catalyst or the like which sometimes reduces NOx to nitrogen (N2), water (H2O), carbon dioxide (CO2) or the like using hydrocarbon (HC) as a reducing agent is known.
[0004]
On the other hand, the particulate filter is formed of a porous ceramic or the like, captures PM in the exhaust gas when the exhaust gas passes through the holes, makes the inflow exhaust gas lean, and has a high exhaust gas temperature (for example, 600 ° C. or more). ), A catalyst that burns the trapped PM or a catalyst is carried on the surface of the exhaust flow path in the particulate filter, and a reducing agent such as HC reacts with oxygen on the catalyst, and the reaction that occurs at that time What burns captured PM by heat is known.
[0005]
Some exhaust systems of internal combustion engines include a heat recovery device in an exhaust passage that recovers heat of high-temperature exhaust gas discharged from the internal combustion engine and sends the recovered heat to a vehicle interior heater.
[0006]
The heat recovery unit and the vehicle interior heater use a part of the cooling water circuit of the internal combustion engine as a common component, and the heat of exhaust gas discharged from the internal combustion engine is recovered by circulating cooling water and Carried. Therefore, the exhaust heat of the internal combustion engine can be used as a heating heat source.
[0007]
However, if the heat for heating the passenger compartment is to be obtained only by the heat of the exhaust gas from the internal combustion engine, the amount of heat recovered by the heat recovery unit is reduced because the exhaust gas temperature is low when the internal combustion engine is operating under low or medium load. As a result, in some cases, rapid heating by the cabin heater cannot be obtained.
[0008]
Therefore, in order to solve the above-mentioned problem, there is an engine equipped with a spray combustor for supplying a reducing agent to exhaust gas or heating exhaust gas, separately from an internal combustion engine as a power source.
[0009]
For example, a spray combustor is provided on the exhaust passage upstream side of the exhaust purification device, and when the spray combustor is in an operating state, the gas combusted by the spray combustor is introduced as an additive into the exhaust system upstream of the exhaust purification device. If the spray combustor is in a non-operating state, the fuel is supplied to the spray combustor to vaporize the fuel, and the vaporized fuel is introduced as a reducing agent into an exhaust system upstream of the exhaust gas purifying means, and NOx or PM Conventional techniques for reducing / treating have been proposed. (For example, refer to Patent Document 1).
[0010]
In addition, using the heat of the combustion gas from the spray combustor, the PM captured by the particulate filter is burned to make it a harmless component, and furthermore, technology for preventing clogging of the particulate filter and the heat of the combustion gas from the spray combustor are used. There is disclosed a technique in which the amount of heat recovered by a heat recovery unit is increased, and air for heating the vehicle interior heated by the heat is blown into the vehicle interior through an air conditioner to be used for heating the vehicle interior. (For example, see Patent Documents 2 and 3.)
[0011]
However, in the above-described prior art spray combustor, when heating the exhaust gas, since the spray combustor is controlled by detecting the indoor temperature of the vehicle, the actual temperature of the exhaust purification device or the heat exchanger is controlled. Was not appropriate in some cases.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2000-186545 A
[Patent Document 2]
JP-A-59-29718
[Patent Document 3]
JP-A-11-70813
[Patent Document 4]
JP 2000-186538 A
[Patent Document 5]
JP 2000-186541 A
[0013]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention has been made in view of the above prior art, and has as its object to provide a technology capable of accurately controlling the temperature of exhaust purification means and heat recovery means in an exhaust system of an internal combustion engine. It is to be.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust system for an internal combustion engine, wherein an exhaust temperature acquisition unit is disposed between the exhaust purification unit and the heat exchange unit, and the exhaust temperature acquisition unit is configured to operate according to the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition unit. A spray combustor arranged upstream of the exhaust purification means and the heat recovery means, which has an air-assisted fuel supply device and an air pump, for example, by raising the exhaust gas temperature by burning, Controls such as lowering the exhaust temperature by supplying only air to the exhaust by an air pump, or supplying a reducing agent to the exhaust by burning at a rich air-fuel ratio or supplying only fuel to the exhaust. is there.
[0015]
According to the present invention, there is provided an exhaust purification device disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine for purifying exhaust gas of the internal combustion engine, and an exhaust gas disposed in series with the exhaust purification device in the exhaust passage. Heat recovery means for recovering heat, exhaust temperature adjustment means for adjusting the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification means and the heat recovery means, and temperature of the exhaust gas between the exhaust gas purification means and the heat recovery means And an exhaust temperature acquiring means for acquiring the exhaust gas temperature.
[0016]
That is, by arranging the exhaust gas temperature acquisition means between the exhaust gas purification means arranged in the exhaust system of the internal combustion engine and the heat recovery means arranged in series with the exhaust gas purification means, one exhaust gas temperature acquisition means Since the temperatures of both the exhaust gas discharged from the exhaust gas purifying means and the exhaust gas flowing into the heat recovery means can be obtained, the temperature of the exhaust gas purifying means and the heat recovery means can be accurately obtained from the obtained signal. it can.
[0017]
Further, the apparatus further includes a temperature control unit that controls the exhaust gas temperature adjustment unit based on the temperature of the exhaust gas acquired by the exhaust gas temperature acquisition unit.
[0018]
That is, since the exhaust gas temperature adjusting device is controlled based on the temperature of the exhaust gas corresponding to the accurate temperatures of the exhaust gas purifying device and the heat recovery device, the temperatures of the exhaust gas purification device and the heat recovery device can be accurately controlled.
[0019]
Therefore, it is possible to accurately control the temperatures of the exhaust gas purifying means and the heat recovery means in the exhaust system of the internal combustion engine with a low-cost and simple configuration, so that the temperatures of the heat recovery means and the exhaust gas purifying means do not become appropriate. As a result, the best emission characteristics and the optimal reuse of exhaust heat can be realized.
[0020]
Further, the exhaust gas temperature adjusting means includes an air introduction passage for introducing air into the exhaust passage, an air pump for sending air in the air introduction passage to the exhaust passage side, and a fuel supply to the sent air. And a spray combustor disposed upstream of the exhaust purification means in the exhaust passage.
[0021]
That is, in the reduction treatment of the exhaust gas purifying means, the fuel can be atomized by colliding and mixing the air and the fuel delivered by the air pump by the air-assisted fuel supply device, so that the fuel can be atomized. When the fuel as the reducing agent is supplied, the fuel does not adhere to the wall of the exhaust passage, and the reduction process can be performed without deteriorating the fuel efficiency. Also, when burning at a rich air-fuel ratio, since the fuel is atomized, non-uniformity of the air-fuel ratio is less likely to occur, soot is less generated, and CO and H2 having strong reducing power can be efficiently removed at any timing. Because it can be produced well, fuel efficiency does not deteriorate. Further, as a result, the capacity of the catalyst can be reduced, and the amount of noble metal in the catalyst can be reduced, which leads to cost reduction.
[0022]
Further, when the exhaust gas temperature obtained by the exhaust gas temperature obtaining device is higher than a predetermined temperature, the temperature control unit sets the fuel supply amount by the air assist fuel supply device to zero, and the air introduction by the air pump. The exhaust gas temperature control means is controlled to supply air in a road to exhaust gas of the internal combustion engine.
[0023]
That is, when the exhaust gas temperature obtained by the exhaust gas temperature obtaining means is higher than the predetermined temperature, the temperature of the exhaust gas purifying means or the heat recovery means may be excessively high. The fuel supply amount by the air-assisted fuel supply device of the spray combustor is set to zero, and the low-temperature air introduced from outside the exhaust passage is directly supplied to the exhaust by the air pump of the spray combustor, and the exhaust purification means or the heat recovery means Is to lower the temperature.
[0024]
As a result, it is possible to control the exhaust purification means or the heat recovery means so as not to be excessively hot regardless of the exhaust gas temperature discharged from the internal combustion engine with a low cost and a simple configuration without adding a new device or the like. It becomes possible to do.
[0025]
Further, the exhaust gas purifying means has an exhaust gas purifying catalyst whose purification performance is restored by the reduction processing, and when executing the reduction processing, the temperature control means controls the combustion of the spray combustor to a rich air-fuel ratio. It is characterized by doing.
[0026]
That is, when it becomes necessary to reduce the exhaust purification catalyst, the spray combustor is burned at a rich air-fuel ratio to control the amount of combustion, thereby raising the exhaust gas temperature and simultaneously increasing the unburned fuel as a reducing agent. Can be supplied to the exhaust purification catalyst.
[0027]
Therefore, the reduction process for the exhaust gas purifying means can be performed at an arbitrary timing without affecting the operation state of the internal combustion engine. Also, by burning at a rich air-fuel ratio instead of simply supplying fuel as a reducing agent, the unburned fuel is exposed to high-temperature combustion heat in the spray combustor, and is converted into a relatively small molecular size. It is decomposed and contains HC with a high NOx purification rate. This makes it possible to more efficiently perform the reduction process of the exhaust gas purification unit.
[0028]
In addition, since the above-described spray combustor has the air assist fuel supply device, in particular, it is difficult for the air-fuel ratio to be uneven, the generation of soot can be suppressed, and the reducing components such as HC and CO are efficiently generated. be able to.
[0029]
Further, the air conditioner further includes a bypass unit that causes the exhaust gas of the internal combustion engine to bypass the heat recovery unit.
[0030]
That is, for example, when the temperature of the heat recovery unit becomes excessively high due to the high-temperature exhaust gas, the heat recovery unit is detoured to the high-temperature exhaust gas by operating the bypass unit.
[0031]
Thus, it is possible to control the temperature of the heat recovery means regardless of the temperature of the exhaust gas depending on the operation state of the internal combustion engine. Further, for example, when the exhaust gas purifying means includes a particulate filter and the regeneration control is performed, the temperature of the exhaust gas purifying means is increased by increasing the temperature of the exhaust gas. By operating the bypass means, the temperatures of the exhaust purification means and the heat recovery means can be controlled independently.
[0032]
Further, the apparatus further comprises bypass control means for controlling the operation of the bypass means, wherein the bypass control means is configured such that the temperature of the exhaust gas acquired by the exhaust gas temperature acquisition means is equal to or higher than a predetermined temperature, and the flow rate of the exhaust gas of the internal combustion engine is Operating the bypass means when is equal to or higher than a predetermined flow rate.
[0033]
That is, not only the temperature of the exhaust gas but also the flow rate of the exhaust gas is obtained, and as a result, the bypass unit is operated when the amount of heat of the exhaust gas recovered by the heat recovery unit is equal to or more than a predetermined value. It is possible to more accurately cope with an increase in the temperature of the means and an increase in the temperature of the engine cooling water. Then, excessive heat recovery can be prevented, the load on the radiator can be reduced, and the occurrence of heat damage to the cooling system can be prevented.
[0034]
Further, the exhaust gas purification means has an exhaust gas purification catalyst and a particulate filter whose purification performance is restored by a reduction process, and the exhaust gas passage is provided in the exhaust gas passage from an upstream side of the exhaust gas passage. -The filter and the heat recovery means are arranged in this order.
[0035]
In other words, when arranged in the above order from the upstream side of the exhaust passage, by supplying the reducing agent from the spray combustor, the reducing agent can be burned by the exhaust purification catalyst upstream of the particulate filter. Therefore, high-temperature exhaust gas containing no combustibles and having a uniform and stable temperature can be supplied to the particulate filter and the heat recovery means.
[0036]
As a result, the temperature of the particulate filter can be increased uniformly, and it is possible to prevent the fuel and PM from burning excessively due to burning of the particulate filter. At the same time, stable heat recovery can be performed.
[0037]
In addition, the temperature of the exhaust gas can be increased by the combustion of the fuel in the exhaust purification catalyst without supplying the fuel as a reducing agent from the fuel supply means of the spray combustor, and without burning the spray combustor. The frequency of combustion in the combustor can be reduced, and reliability and overall fuel efficiency can be improved.
[0038]
Note that the means for solving the above-described problems can be implemented in combination as much as possible.
[0039]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Preferred embodiments of the present invention will be illustratively described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto unless otherwise specified. Absent.
[0040]
(First Embodiment)
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. In FIG. 1, an internal combustion engine 1 is a four-cylinder water-cooled diesel engine. An intake branch pipe 2 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the intake branch pipe 2 communicates with a combustion chamber of each cylinder via an intake port (not shown).
[0041]
The intake branch pipe 2 is connected to an intake pipe 3, and the intake pipe 3 is connected to an air cleaner box 4 containing an air filter. In the intake system configured as described above, fresh air flowing into the air cleaner box 4 is removed by an air filter to remove dust and dirt, and then guided to the intake branch pipe 2 through the intake pipe 3. The fuel is distributed to the combustion chamber of each cylinder through each branch pipe.
[0042]
The internal combustion engine 1 is provided with one fuel injection valve 10 for each cylinder. Each fuel injection valve 10 is mounted so that its injection hole faces the combustion chamber of each cylinder, so that fuel can be directly injected into the combustion chamber. The fuel injection valve 10 communicates with a common rail 12 via a fuel distribution pipe 11, and the common rail 12 communicates with a fuel pump (not shown) via a fuel passage 13. In the fuel injection system configured as described above, the fuel discharged from the fuel pump is accumulated at a predetermined pressure by the common rail 12, and the accumulated fuel is applied to the fuel injection valve 10 through the fuel distribution pipe 11. Then, fuel is injected from the fuel injection valve 10 into the combustion chamber.
[0043]
On the other hand, an exhaust branch pipe 6 is connected to the internal combustion engine 1, and each branch pipe of the exhaust branch pipe 6 communicates with a combustion chamber of each cylinder via an exhaust port (not shown).
[0044]
The exhaust branch pipe 6 is connected to an exhaust passage 7, and the exhaust passage 7 is provided with a spray combustor 14, which is an exhaust gas temperature adjusting means in the present embodiment.
[0045]
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the spray combustor 14 in the present embodiment.
[0046]
2, the spray combustor 14 in the present embodiment includes an air-assisted fuel supply device 14a, an air pump 14b, and an ignition device 35. The air-assisted fuel supply device 14a is a fuel supply device that has an air introduction hole at a tip end to collide and mix fuel and air to atomize the fuel.
[0047]
A fuel introduction passage 20 is connected to the air assist fuel supply device 14a, and the fuel introduction passage 20 supplies the fuel sent by the fuel pump to the air assist fuel supply device. This fuel introduction passage 20 is connected to a fuel passage 13 that transports fuel to the common rail 12 as shown in FIG. This makes it possible to supply a part of the fuel flowing through the fuel passage 13 to the spray combustor 14.
[0048]
Further, the air pump 14b guides the air purified by the air filter of the air cleaner 4 from the intake pipe 3 into the intake passage 15 as an air introduction passage, and further through the air assist fuel supply device 14a. This is for sending to the side.
[0049]
The ignition device 35 ignites the fuel supplied from the air assist fuel supply device 14a and causes combustion by a reaction between the fuel and air sent from the air pump 14b.
[0050]
FIG. 3 is a detailed sectional view of the air-assisted fuel supply device 14 a provided in the spray combustor 14. As shown in the figure, an adapter 50 is attached to the distal end. The adapter 50 has two fuel passages 50a and 50b extending from the two nozzles of the air-assisted fuel supply device 14a to the front end face of the adapter in the fuel injection direction, and the fuel injection of the fuel passages 50a and 50b from the side of the adapter. At least two communication passages 50c and 50d communicating with the vicinity of the valve nozzle are formed.
[0051]
An air assist chamber 51 is provided around the side of the adapter at the mounting portion of the fuel injection valve 52, and the assist air provided therein is supplied to each of the fuel passages 50a and 50b through the communication passages 50c and 50d. By colliding and mixing with the fuel injected by the injection valve 52, the fuel is finely atomized and released from the front end face of the adapter.
[0052]
Next, returning to FIG. 1, an occlusion reduction type NOx catalyst 8 and a particulate filter 16 as exhaust gas purifying means are provided in the exhaust passage 7 downstream of the spray combustor 14.
[0053]
In the present embodiment, the exhaust purification means of the type in which the NOx storage reduction catalyst 8 and the particulate filter 16 are housed in the same case is used. Needless to say, the filter may be arranged on the filter 7 or a particulate filter or the like carrying an oxidation catalyst may be used.
[0054]
When the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 8 is in a lean atmosphere, the NOx storage reduction catalyst 8 absorbs NOx in the exhaust gas, and the air-fuel ratio of the inflowing exhaust gas is a rich atmosphere. In addition, when a reducing agent is present, the catalyst is a catalyst that reduces the absorbed NOx to nitrogen while releasing it.
[0055]
The storage reduction type NOx catalyst 8 uses alumina as a carrier, and on the carrier, selects from alkaline earth metals such as potassium (K) and sodium (Na) and rare earths such as lanthanum (La) or yttrium (Y). And a noble metal such as platinum (Pt).
[0056]
Further, a heat recovery unit 25 as a heat recovery unit is disposed downstream of the NOx storage reduction catalyst 8 as the exhaust gas purification unit and the particulate filter 16. The heat recovery unit 25 includes a cooling water introduction passage 18 that guides the cooling water of the internal combustion engine 1 to the heat recovery unit 25, and a cooling water that guides the cooling water heated by the heat recovered in the heat recovery unit 25 to the internal combustion engine 1. The discharge passage 19 is connected.
[0057]
The heat of the exhaust gas is recovered by the heat recovery device 25, and the heated cooling water passes through the cooling water discharge passage 19 and returns to the internal combustion engine 1, and passes through the refrigerant heater 27.
[0058]
A heater 29 is connected to the refrigerant heater 27 via a refrigerant passage 28. The coolant is heated by the heat recovery unit 25 to exchange heat with the refrigerant heater 27 to heat the refrigerant, and the heater 29 heats the vehicle interior.
[0059]
An exhaust gas temperature sensor 9 as an exhaust gas temperature acquiring device is provided between the heat exchanger 25 and the storage reduction type NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 as exhaust gas purifying devices. Further, a muffler 26 is arranged downstream of the heat exchanger 25.
[0060]
In the exhaust system configured as described above, the exhaust gas composed of the air-fuel mixture burned in the combustion chamber of each cylinder is guided to the exhaust passage 7 through each branch pipe of the exhaust branch pipe 6, and first, the spray combustor 14 pass.
[0061]
The spray combustor 14 is supplied with air introduced by the air pump 14b through the fuel introduction passage 20 when the regeneration control of the particulate filter is performed or when the amount of heat recovered in the heat recovery unit 25 is insufficient. In addition to burning the supplied fuel to raise the temperature of the exhaust gas, as described later, the fuel is introduced by the air pump 14b to supply fuel as a reducing agent into the exhaust gas or to lower the temperature of the exhaust gas. An operation such as supplying only the exhausted air to the exhaust is performed.
[0062]
Next, the exhaust gas flows into the NOx storage reduction catalyst 8. At this time, if the air-fuel ratio of the exhaust gas flowing into the NOx storage reduction catalyst 8 is in a lean atmosphere, nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas of the NOx storage reduction catalyst 8 are converted into nitrate ions (NOx). 3- ) Is absorbed in the form. Further, when passing through the subsequent particulate filter 16, particulate matter PM such as soot contained in the exhaust gas is removed.
[0063]
Then, when the exhaust gas passes through the heat recovery unit 25, heat in the exhaust gas is recovered and used as a heat amount for heating the interior of the vehicle. Thereafter, the exhaust gas passes through the muffler 26 and is discharged outside the vehicle.
[0064]
Further, the internal combustion engine 1 is provided with an electronic control unit (ECU: Electronic Control Unit) 21 for engine control. The ECU 21 includes a CPU, a ROM, a RAM, an input interface circuit, an output interface circuit, and the like, which are mutually connected by a bidirectional bus. Various sensors are connected to the input interface circuit via electric wiring. I have.
[0065]
The various sensors described above include an air flow meter 5 attached to the intake pipe 3 and an exhaust gas attached to the exhaust passage 7 between the storage reduction NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 and the heat exchanger 25 described above. Examples include a temperature sensor 9, a crank position sensor 22 and a water temperature sensor 23 attached to the internal combustion engine 1, an accelerator position sensor 24 attached to an accelerator pedal (not shown) or an accelerator lever that operates in conjunction with the accelerator pedal, and the like. it can.
[0066]
The air flow meter 5 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the mass of intake air flowing through the intake pipe 3. The exhaust gas temperature sensor 9 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the temperature of exhaust gas discharged from the storage reduction type NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 and flowing into the heat recovery unit 25. The crank position sensor 22 is a sensor that outputs a pulse signal each time a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 rotates by a predetermined angle. The water temperature sensor 23 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the temperature of the cooling water flowing through the water jacket of the internal combustion engine 1. The accelerator position sensor 24 is a sensor that outputs an electric signal corresponding to the operation amount of the accelerator pedal.
[0067]
The ECU 21 determines the operating state of the internal combustion engine 1 based on the output signal values of the various sensors as described above, and based on the determination result, the control signal value for the fuel injection valve 10, the spray combustor 14, or the air pump 14b. Is calculated. The various control signal values thus calculated are output from the output interface circuit to the fuel injection valve 10, the spray combustor 14, or the air pump 14b via an electric line.
[0068]
Among the above, the most significant features of the present embodiment are that the exhaust gas temperature sensor 9 as the exhaust gas temperature acquisition means, the NOx storage reduction catalyst 8 and the particulate filter 16 as the exhaust gas purification means, and the heat recovery means as the heat recovery means That the spray combustor 14 as an exhaust gas temperature control means is provided with an air-assisted fuel supply device 14a, and that the NOx storage-reduction type is provided in the exhaust passage 7 from the upstream side. The catalyst 8, the particulate filter 16, and the heat recovery unit 25 are arranged in this order.
[0069]
Next, control of the spray combustor 14, the storage reduction type NOx catalyst 8, the particulate filter 16, and the heat exchanger 25, which are components of the exhaust system of the internal combustion engine in the case of the above configuration, particularly, An example of control for increasing the temperature of these components and the exhaust gas will be briefly described.
[0070]
Here, a case where the temperature of the particulate filter 16 is increased will be described. The control for increasing the temperature of the particulate filter 16 is performed, for example, in the following case.
[0071]
As described above, the particulate filter 16 captures PM such as soot in the exhaust gas. However, the filter may be clogged by the captured PM as it is. The filter is regenerated by raising the temperature of the filter 16 and burning the PM captured by the filter.
[0072]
At this time, if the temperature of the particulate filter 16 is too low, PM cannot be sufficiently burned and removed. Conversely, if the temperature is too high, the temperature of the filter itself becomes excessively high. Therefore, accurate temperature control is required.
[0073]
In the exhaust system control system according to the present embodiment, as a method of increasing the temperature of exhaust gas for the purpose of regenerating the particulate filter 16, only the air assist fuel supply device 14a and the air pump 14b are operated to store fuel. A method of increasing the temperature of exhaust gas flowing into the particulate filter 16 by burning with the reduced NOx catalyst 8 is adopted. At this time, the supply amount of fuel is determined based on the exhaust gas temperature signal from the exhaust gas temperature sensor 9.
[0074]
In the present embodiment, the temperature control means includes the ECU 21 that generates a control signal for the air-assisted fuel supply device 14a when a signal from the exhaust gas temperature sensor 9 is input.
[0075]
As described above, the exhaust system control system for the internal combustion engine according to the present embodiment includes the spray combustor 14 having the air-assisted fuel supply device 14a as the exhaust gas temperature control means. When only the fuel is supplied to the exhaust gas, the fuel is atomized and hardly adheres to the wall surface of the exhaust passage 7, so that the fuel efficiency can be improved when the fuel is supplied to increase the exhaust gas temperature.
[0076]
Note that the spray combustor 14 as the exhaust temperature adjusting means in the present embodiment is provided with an internal combustion engine that controls the exhaust temperature adjusting means based on other than the temperature of the exhaust gas acquired by the exhaust temperature sensor 9 as the exhaust temperature acquiring means. The present invention is also applicable to an exhaust system control system.
[0077]
Further, when the above-described method for increasing the temperature of exhaust gas is used in the configuration of the exhaust system according to the present embodiment, almost no fuel reaches downstream of the NOx storage reduction catalyst 8, so that uniform and high-temperature exhaust gas containing no combustibles is used. Can be supplied to the particulate filter 16, and the temperature of the particulate filter 16 can be increased uniformly. Further, it is possible to prevent the fuel and the deposit from burning in the particulate filter 16 and prevent the particulate filter 16 itself from becoming excessively hot.
[0078]
Further, in this method, the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter 16 can be increased by burning the fuel in the NOx storage reduction catalyst 8 without igniting the spray combustor 14, so that the operation frequency of the ignition device is increased. , The life of parts and the reliability are improved, and the fuel economy can be improved.
[0079]
In addition, in the present embodiment, since the exhaust gas temperature sensor 9 is disposed between the storage reduction NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 which are exhaust gas purifying means, and the heat exchanger 25, one exhaust gas temperature sensor 9 is provided. By obtaining the temperature of the exhaust gas discharged from the storage reduction type NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 and flowing into the heat recovery unit 25 by the exhaust gas temperature sensor, the storage reduction type NOx catalyst 8 and the particulate The temperatures of both the curated filter 16 and the heat exchanger 25 can be obtained at once.
[0080]
Therefore, the temperature of the NOx storage reduction catalyst 8, the particulate filter 16, and the temperature of the heat exchanger 25 can be accurately controlled with a simple configuration at low cost.
[0081]
When the temperatures of the storage reduction type NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 are increased by the above method, the temperature of the heat recovery unit 25 is also increased. The temperature of both the filter 16 and the heat exchanger 25 is acquired, and when either temperature becomes excessively high, a plurality of exhaust system components such as stopping the operation of the air assist fuel supply device 14a are removed. It is possible to perform optimal control.
[0082]
The temperature of the exhaust gas detected by the exhaust gas temperature sensor 9 and the temperature of the inside of the particulate filter 8 depend on the configuration and shape of the NOx storage reduction catalyst 8, the particulate filter 16, the heat recovery unit 25, and the exhaust passage 7. Alternatively, it is conceivable that there is a difference between the temperature of the heat recovery unit 25 and in this case, a conversion map of the temperature data is stored in the ROM of the ECU 21 and the temperature data detected by the exhaust gas temperature sensor 9 is stored. By correcting, the temperature of the particulate filter 8 or the temperature of the heat recovery unit 25 may be used.
[0083]
Also in this case, according to the present embodiment, since the exhaust gas temperature sensor 9 is arranged near both the storage reduction NOx catalyst 8 and the particulate filter 16 and the heat recovery unit 25, both exhaust temperature sensors 9 are used. Temperature data having a high correlation with the temperature can be obtained, and the temperature control can be accurately performed.
[0084]
The above-described method of increasing the temperature of the exhaust gas may be used other than during the regeneration control of the particulate filter 16. For example, the present invention can be applied to a case where the heat recovery amount in the heat recovery device 25 is insufficient to maintain the vehicle interior temperature by the heater 29. Even in that case, the same effects as those described above can be obtained.
[0085]
In the exhaust system control system for an internal combustion engine in the present embodiment, the exhaust system components are arranged from the upstream side of the exhaust passage 7 in the storage reduction type NOx catalyst 8, the particulate filter 16, the heat recovery unit 25, and the like. In this order, the temperature control of the NOx storage reduction catalyst 8, the particulate filter 16, and the heat recovery unit 25 can be performed only by supplying the fuel from the air assist fuel supply device 14a provided upstream thereof. Further, since the particulate filter 16 is disposed upstream of the heat recovery unit 25, soot in the exhaust reaches the heat recovery unit 25, and is cooled and accumulated by the cooling water of the internal combustion engine 1. Also, there is no problem such as clogging of the exhaust passage.
[0086]
In the present embodiment, the exhaust system components are arranged in the order of the storage reduction type NOx catalyst 8, the particulate filter 16, and the heat recovery unit 25 from the upstream side of the exhaust passage 7. This arrangement may be applied to an exhaust system control system for an internal combustion engine provided with an exhaust temperature adjusting means other than the spray combustor shown in the present embodiment, or an exhaust temperature sensor which is an exhaust temperature acquiring means. Alternatively, the present invention may be applied to an exhaust system control system for an internal combustion engine that controls an exhaust gas temperature adjusting means based on a temperature other than the exhaust gas temperature obtained by the control unit 9.
[0087]
(Second embodiment)
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from the above-described first embodiment will be described, and a description of the same configuration will be omitted.
[0088]
Also in this embodiment, since the configuration of the exhaust system of the internal combustion engine 1 is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0089]
In the present embodiment, an operation in the case where control is performed to lower the exhaust gas temperature by the same exhaust system configuration as in the first embodiment will be described.
[0090]
The case where it is necessary to control to lower the exhaust gas temperature means that when the temperature of the NOx storage reduction catalyst 8 and the particulate filter 16 as the exhaust gas purifying means becomes higher than a predetermined temperature, the high temperature deterioration of the catalyst is accelerated. Or the performance of the particulate filter 16 may be degraded.
[0091]
In the present embodiment, when it is necessary to lower the temperature of the exhaust gas as described above, only the air pump 14b of the spray combustor 14 is operated, and the low-temperature air introduced from the intake introduction passage 15 is exhausted. To lower the temperature of the exhaust.
[0092]
FIG. 4 shows an exhaust cooling routine according to the present embodiment.
[0093]
This routine is a routine stored in the ROM of the ECU 21 and is executed every time the crank position sensor 22 outputs a signal corresponding to a predetermined angle.
[0094]
When performing this routine, first, in S301, the ECU 21 acquires an output signal of the exhaust temperature sensor 9. Then, in S302, if the exhaust gas temperature acquired by the exhaust gas temperature sensor 9 is lower than the predetermined temperature, it is not necessary to lower the temperature of the exhaust gas. Here, the predetermined temperature may be set to 800 ° C. at which high-temperature deterioration of the NOx storage reduction catalyst 8 may be rapidly promoted.
[0095]
In S306, it is determined whether or not the air pump 14b is turned on. If the air pump 14b is turned on, the air pump 14b is turned off. If the air pump 14b is turned off, the present routine is terminated. If it is determined in S302 that the temperature of the exhaust gas is equal to or higher than the predetermined temperature, the process proceeds to S303. In S302, the time after the previous switching from the determination that the temperature is lower than the predetermined temperature to the determination that the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature is performed. It is determined whether or not a predetermined time has elapsed. That is, it is determined whether the high temperature state of the exhaust gas has continued for a predetermined time or more.
[0096]
Here, the predetermined time may be set to one minute at which high-temperature deterioration of the NOx storage reduction catalyst 8 accelerates at a high temperature of, for example, 800 ° C. or higher. If it is determined that the predetermined time has elapsed, the process proceeds to S304, and it is determined whether the air pump 14b is already ON. Here, if the air pump 14b is in the OFF state, the process proceeds to S305, where only the air pump 14b of the spray combustor 14 is turned on, and this routine ends. If it is determined in S303 that the predetermined time has not elapsed, or if it is determined in S304 that the air pump has already been turned on, this routine is terminated as it is.
[0097]
In the present embodiment, by providing the exhaust gas cooling routine as described above, only the air pump 14b of the spray combustor 14 is operated when the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined temperature. The temperature of the exhaust gas can be lowered at an arbitrary timing without performing complicated control with a low cost and a simple configuration without performing.
[0098]
Then, by lowering the temperature of the exhaust gas, it is possible to promote the high-temperature deterioration of the NOx storage reduction catalyst 8 and prevent the performance deterioration of the particulate filter 16 due to overheating.
[0099]
(Third embodiment)
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from the above-described first embodiment will be described, and a description of the same configuration will be omitted.
[0100]
Also in this embodiment, since the configuration of the exhaust system of the internal combustion engine 1 is the same as that of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.
[0101]
In the present embodiment, when performing the reduction treatment of the NOx storage reduction catalyst 8 with the same exhaust system configuration as in the first embodiment, the spray combustor 14 as the exhaust gas temperature adjusting means is burned at a rich air-fuel ratio. The control in the case where the control is performed will be described.
[0102]
FIG. 5 is a reduction processing routine for the storage reduction type NOx catalyst 8 according to the present embodiment. This routine is executed every time the crank position sensor 22 outputs a signal corresponding to a predetermined angle.
[0103]
In this routine, the determination as to whether or not the NOx absorption capacity of the storage reduction type NOx catalyst 8 is saturated is performed by estimating the integrated value of the NOx emission amount in the exhaust gas discharged from the engine, and calculating the integrated value of the exhausted NOx. From this, the amount of NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 8 is estimated.
[0104]
That is, as the engine speed Ne increases, the amount of exhaust gas discharged from the engine per unit time increases, so the NOx amount discharged from the internal combustion engine increases as the engine speed Ne increases. Further, since the combustion temperature increases as the engine load L increases, it is based on the principle that as the engine load increases, the amount of NOx emitted from the engine per unit time increases.
[0105]
In this routine, the engine speed Ne, the accelerator opening α and the NOx amount are determined based on the relationship between the NOx amount discharged from the engine per unit time, the engine load L, and the engine speed Ne obtained by an experiment. Is mapped as a NOx emission map and stored in the ROM of the ECU 21 in advance. By reading this data, it is possible to estimate the NOx emission amount during each operation.
[0106]
When the processing of this routine is started, first, in S401, the aforementioned NOx is determined based on the engine rotation speed N obtained based on the output signal of the crank position sensor 22 and the accelerator opening α detected by the accelerator position sensor 24. The engine emission NOx amount Nm per unit time is read from the emission amount map.
[0107]
In S402, the amount of NOx absorbed by the NOx storage reduction catalyst 8 is integrated based on the engine exhaust NOx amount Nm read in S401.
[0108]
In S403, it is determined whether or not the integrated value S of the NOx amount has exceeded the saturation determination value S0. The saturation determination value S0 is the amount of NOx that can be absorbed before the NOx absorption capacity of the NOx storage reduction catalyst 8 is saturated, and the value determined in advance by experiment is stored in the ROM of the ECU 21.
[0109]
When it is determined in S403 that the integrated value S of the NOx amount has exceeded the saturation determination value S0, the process proceeds to S404, and it is determined whether or not the operation region is in a reduction processing-possible state. Here, the operation range in which the reduction process is possible is defined as a condition in which the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification means is equal to or higher than a predetermined temperature (for example, 250 ° C. or higher) and the engine speed Ne is equal to or lower than a predetermined speed (for example, 3000 rpm). The following conditions must be satisfied. The temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purifying means is obtained by the exhaust gas temperature sensor 9.
[0110]
If it is determined in S404 that the operating range is such that the reduction process can be performed, the ECU 21 operates the spray combustor 14. In this case, the amount of fuel supplied by the air-assisted fuel supply device 14a in the spray combustor 14 and the amount of air to be supplied by the air pump 14b are determined by the amount of HC and CO required for performing the reduction process of the NOx storage reduction catalyst 8. It is determined from the amounts of the components, mapped in advance, and stored in the ROM in the ECU 21.
[0111]
In the present embodiment, the air-assisted fuel supply device 14a supplies a fuel amount obtained by adding the fuel supplied to the storage reduction type NOx catalyst 8 as a reducing agent to the fuel amount burned in the spray combustor 14, and the result is as follows. As a result, combustion is performed at a rich air-fuel ratio.
[0112]
In S406 to S408, the timer is started, and Δt1 is added to the timer value T after the time Δt1 has elapsed, and it is determined whether or not the added timer value (T + Δt1) exceeds a predetermined determination value T0. If it is determined in S408 that the timer value has not exceeded T0, the process returns to S407 and repeats until it is determined in S408 that the timer value has exceeded T0.
[0113]
The determination value T0 is a time required to release and reduce all the NOx absorbed by the NOx storage reduction catalyst 8, and a value obtained by an experiment in advance is stored in the ROM of the ECU 21.
[0114]
If it is determined in S408 that the timer value has exceeded T0, the operation of the spray combustor 14 is terminated in S409, and the routine ends.
[0115]
As described above, in this routine, a part of the fuel is supplied to the exhaust without being burned in order to burn the spray combustor 14 at the rich air-fuel ratio. This unburned fuel contains HC that has been pyrolyzed to a relatively small molecular size when exposed to high temperature combustion heat in the spray combustor 14. As a result, exhaust containing HC having a small molecular size and a high NOx purification rate flows into the NOx storage reduction catalyst 8, and the reduction process can be performed efficiently.
[0116]
In particular, in the present embodiment, the spray combustor 14 includes the above-described air-assisted fuel supply device 14a, and the fuel supplied as the reducing agent is atomized by colliding with and mixing with the assist air. Therefore, reducing components such as HC and CO can be generated more efficiently, and the reduction treatment of the NOx storage reduction catalyst 8 can be performed with low fuel consumption.
[0117]
In addition, since the capacity of the NOx storage reduction catalyst 8 of the vehicle can be reduced, the amount of noble metal used can be reduced, and the cost can be reduced as a whole.
[0118]
FIG. 5 illustrates an example in which the spray combustor 14 having the air-assisted fuel supply device 14a is partially burned at a rich air-fuel ratio. Only the air pump 14b and the air assist fuel supply device 14a may be operated without burning the vessel 14.
[0119]
Even in this case, the fuel is atomized by the air-assisted fuel supply device 14a when the fuel collides with and mixes with the air. The fuel is not attached to the wall of the passage 7 and the catalyst can be efficiently reduced.
[0120]
The reduction processing routine described in the present embodiment may be applied to an exhaust system control system for an internal combustion engine in which the exhaust cooling routine described in the second embodiment is performed.
[0121]
(Fourth embodiment)
The fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from the above-described first embodiment will be described, and a description of the same configuration will be omitted.
[0122]
Other configurations and operations are the same as those of the first embodiment, and therefore, the same components will be denoted by the same reference characters and description thereof will be omitted.
[0123]
In the present embodiment, an embodiment will be described in which the exhaust gas of the internal combustion engine 1 is provided with bypass means for bypassing the heat recovery unit 25.
[0124]
FIG. 6 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which the present invention is applied. The difference from the exhaust system in the first embodiment is that a bypass passage 30 that connects the exhaust passages 7 before and after the heat recovery unit 25 in parallel with the heat exchanger 25 and an upstream side of the heat recovery unit 25 are provided. The point is that bypass means including an exhaust passage switching valve 31 for switching an exhaust passage between the exhaust passage 7 on the recovery unit 25 side and the bypass passage 30 is provided.
[0125]
This bypass means prevents the heat recovery unit 25 from excessively rising even when the exhaust gas temperature of the internal combustion engine 1 becomes high.
[0126]
FIG. 7 shows an exhaust passage switching routine according to the present embodiment. This routine is executed every time the crank position sensor 22 outputs a signal corresponding to a predetermined angle.
[0127]
When the execution of this routine is started, first, in S601, an exhaust gas temperature signal is obtained from the exhaust gas temperature sensor 9. In S602, the intake air amount from the air flow meter 5 of the internal combustion engine and the fuel injection amount of the engine from the RAM inside the ECU 21 are obtained, and the exhaust gas flow rate at this time is calculated from these values.
[0128]
Next, in S603, it is determined whether or not the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined temperature based on the value acquired in S601. In S604, it is determined whether the flow rate of the exhaust gas obtained in S602 is equal to or more than a predetermined flow rate.
[0129]
Here, in the steps S603 and S604, when it is determined that the temperature of the exhaust gas and the flow rate of the exhaust gas are respectively equal to or more than the predetermined values, it is preferable that the heat quantity of the exhaust gas is high and the passage through the heat recovery unit 25 is continued. Since there is not, the process proceeds to S605.
[0130]
In S605, it is determined whether or not the bypass passage 30 is open. If it is determined that the bypass passage 30 has already been opened, the routine exits from this routine. In this case, the control for cooling the temperature of the exhaust gas may be dealt with separately as described in the second embodiment of the present invention.
[0131]
When the bypass passage 30 is closed in S605, the process proceeds to S606, the exhaust passage switching valve 31 is operated, the bypass passage 30 is opened, and the exhaust passage 7 on the heat recovery unit 25 side is closed. Accordingly, when the heat amount of the exhaust gas is equal to or more than the predetermined value, the exhaust gas does not pass through the heat recovery device 25, so that the heat amount of the exhaust gas recovered by the heat recovery device 25 is reduced, and the heat recovery device 25 is prevented from being overheated. be able to.
[0132]
If it is determined in step S603 or S604 that either the temperature of the exhaust gas or the flow rate of the exhaust gas is equal to or less than the predetermined value, it is not necessary to make the exhaust gas bypass the heat recovery unit 25, and the process proceeds to S607. .
[0133]
In S607, it is determined whether or not the bypass passage 30 is open. If the bypass passage 30 is already closed, the routine ends. If the bypass passage 30 is open, the process proceeds to step S608 to operate the exhaust passage switching valve 31, close the bypass passage 30, open the exhaust passage 7 on the heat recovery unit 25 side, and execute this routine. finish.
[0134]
In the present embodiment, the bypass control means is configured to include the ECU 21 having a ROM storing the exhaust passage switching routine.
[0135]
According to the present embodiment, the amount of heat recovery in the heat recovery device 25 is controlled separately from the temperature of the exhaust gas by bypassing the heat recovery device 25 under predetermined conditions for the exhaust gas passing through the exhaust passage 7. Can be. Therefore, the temperature of the NOx storage reduction catalyst 8 and the particulate filter 16 as the exhaust gas purifying means and the temperature of the heat recovery unit 25 can be controlled independently.
[0136]
As a result, excessive heat recovery is prevented even under high load operation, during the reduction process of the NOx storage reduction catalyst 8, during the regeneration process of the particulate filter 16, and the like, in the operating condition where the temperature of the exhaust gas becomes high. However, the load on a radiator (not shown) can be reduced, and heat damage to the cooling system can be prevented.
[0137]
In the present embodiment, the routine for operating the bypass unit when the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine is equal to or higher than the predetermined temperature and the flow rate of the exhaust gas is equal to or higher than the predetermined flow rate has been described. In this case, the conditions for operating the bypass unit may be other than those described in the present embodiment, such as a routine for operating the bypass unit.
[0138]
Further, the bypass unit in the present embodiment is applied to an exhaust system control system of an internal combustion engine in which an exhaust cooling routine or a reduction processing routine as described in the second or third embodiment is executed. Alternatively, the present invention may be applied to an exhaust system control system for an internal combustion engine provided with an exhaust temperature adjusting means other than the spray combustor described with reference to FIGS. The present invention may be applied to an exhaust system control system for an internal combustion engine that controls an exhaust gas temperature adjusting unit based on a temperature other than the temperature of exhaust gas from the temperature sensor 9.
[0139]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the exhaust gas purifying means disposed in the exhaust passage of the internal combustion engine to purify the exhaust gas of the internal combustion engine, and the internal combustion engine disposed in series with the exhaust gas purifying means in the exhaust passage. Heat recovery means for recovering exhaust heat of the exhaust gas of the engine, exhaust temperature adjustment means for adjusting the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification means and the heat recovery means, and the exhaust purification means and the heat recovery means. Exhaust temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust gas during the period, so that one exhaust temperature acquisition means acquires both the temperature of the exhaust gas discharged from the exhaust gas purification means and the temperature of the exhaust gas flowing into the heat recovery means. The temperature of the exhaust gas purifying means and the heat recovery means can be accurately obtained from the obtained signal, and the temperatures of the exhaust gas purifying means and the heat recovery means can be accurately controlled.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of a spray combustor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of an air-assisted fuel supply device provided in the spray combustor according to the first embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a flowchart illustrating an exhaust cooling routine according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a flowchart illustrating a reduction processing routine of an occlusion reduction type NOx catalyst according to a third embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a diagram illustrating a schematic configuration of an internal combustion engine according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a flowchart illustrating an exhaust passage switching routine according to a fourth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1. Internal combustion engine
2. Intake branch pipe
3. Intake pipe
6. Exhaust branch pipe
7. Exhaust passage
8. Oxidation reduction type NOx catalyst
9 ... Exhaust gas temperature sensor
14. Spray combustor
14a: Air assist fuel supply device
14b… Air pump
16 ... Particulate filter
21 ... ECU
25 ... Heat recovery unit
26 ... Muffler
30 ... Bypass passage
31 ... Exhaust passage switching valve

Claims (9)

内燃機関の排気通路に配置され前記内燃機関の排気を浄化する排気浄化手段と、
前記排気通路に前記排気浄化手段と直列に配置され前記内燃機関の排気の排気熱を回収する熱回収手段と、
前記排気浄化手段及び前記熱回収手段に流入する前記内燃機関の排気の温度を調節する排気温度調節手段と、
前記排気浄化手段と前記熱回収手段との間の前記内燃機関の排気の温度を取得する排気温度取得手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気系制御システム。
Exhaust purification means disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine to purify exhaust gas of the internal combustion engine;
A heat recovery unit disposed in series with the exhaust gas purification unit in the exhaust passage to recover exhaust heat of exhaust gas of the internal combustion engine;
Exhaust temperature adjusting means for adjusting the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine flowing into the exhaust gas purifying means and the heat recovery means;
Exhaust temperature obtaining means for obtaining the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine between the exhaust purification means and the heat recovery means,
An exhaust system control system for an internal combustion engine, comprising:
前記排気温度取得手段によって取得された前記内燃機関の排気の温度に基づいて前記排気温度調節手段を制御する温度制御手段を更に備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気系制御システム。2. The exhaust system control of an internal combustion engine according to claim 1, further comprising a temperature control unit that controls the exhaust gas temperature adjustment unit based on the exhaust gas temperature of the internal combustion engine acquired by the exhaust gas temperature acquisition unit. system. 前記排気温度調節手段は、前記排気通路に空気を導入する空気導入路と、該空気導入路内の空気を前記排気通路側に送出する空気ポンプと、前記送出された空気に燃料を供給するエアアシスト燃料供給装置と、を有し前記排気通路において前記排気浄化手段の上流側に配置された噴霧燃焼器であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気系制御システム。The exhaust temperature control means includes an air introduction passage for introducing air into the exhaust passage, an air pump for sending air in the air introduction passage to the exhaust passage side, and an air for supplying fuel to the sent air. The exhaust system control system for an internal combustion engine according to claim 1, further comprising: a spray combustor having an assist fuel supply device and disposed upstream of the exhaust gas purifying means in the exhaust passage. 前記排気温度調節手段は、前記排気通路に空気を導入する空気導入路と、該空気導入路内の空気を前記排気通路側に送出する空気ポンプと、前記送出された空気に燃料を供給するエアアシスト燃料供給装置と、を有し前記排気通路において前記排気浄化手段の上流側に配置された噴霧燃焼器であることを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気系制御システム。The exhaust temperature control means includes an air introduction passage for introducing air into the exhaust passage, an air pump for sending air in the air introduction passage to the exhaust passage side, and an air for supplying fuel to the sent air. 3. An exhaust system control system for an internal combustion engine according to claim 2, further comprising: a spray combustor having an assist fuel supply device and disposed upstream of said exhaust gas purifying means in said exhaust passage. 前記温度制御手段は、前記排気温度取得手段により取得された前記排気温度が所定温度より高い場合には、前記エアアシスト燃料供給装置による燃料供給量をゼロとし、前記空気ポンプにより前記空気導入路内の空気を前記内燃機関の排気に供給するように前記排気温度調節手段を制御することを特徴とする請求項4に記載の内燃機関の排気系制御システム。When the exhaust gas temperature obtained by the exhaust gas temperature obtaining device is higher than a predetermined temperature, the temperature control unit sets the fuel supply amount by the air-assisted fuel supply device to zero, and the air pump supplies the fuel in the air introduction passage. The exhaust system control system for an internal combustion engine according to claim 4, wherein the exhaust temperature control means is controlled so as to supply the air to the exhaust gas of the internal combustion engine. 前記排気浄化手段は、還元処理により浄化性能が回復する排気浄化触媒を有し、該還元処理を実行するときには、前記温度制御手段は、前記噴霧燃焼器をリッチ空燃比で燃焼させるよう制御することを特徴とする請求項4または5に記載の内燃機関の排気系制御システム。The exhaust gas purifying means has an exhaust gas purifying catalyst whose purification performance is restored by the reduction processing, and when performing the reduction processing, the temperature control means controls the spray combustor to burn at a rich air-fuel ratio. The exhaust system control system for an internal combustion engine according to claim 4 or 5, wherein: 前記内燃機関の排気に前記熱回収手段をバイパスさせるバイパス手段を更に備えることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかの項に記載の内燃機関の排気系制御システム。The exhaust system control system for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 6, further comprising a bypass unit that causes the exhaust gas of the internal combustion engine to bypass the heat recovery unit. 前記バイパス手段の作動を制御するバイパス制御手段を更に備え、該バイパス制御手段は、前記排気温度取得手段が取得した前記排気の温度が所定温度以上で、かつ、前記内燃機関の排気の流量が所定流量以上であるときに前記バイパス手段を作動させることを特徴とする請求項7に記載の内燃機関の排気系制御システム。A bypass control unit that controls an operation of the bypass unit, wherein the bypass control unit determines that the temperature of the exhaust gas acquired by the exhaust gas temperature acquisition unit is equal to or higher than a predetermined temperature, and that the flow rate of the exhaust gas of the internal combustion engine is equal to or less than a predetermined value. The exhaust system control system for an internal combustion engine according to claim 7, wherein the bypass unit is operated when the flow rate is equal to or more than the flow rate. 前記排気浄化手段は、還元処理により浄化性能が回復する排気浄化触媒とパティキュレート・フィルタとを有し、
前記排気通路には、該排気通路の上流側から前記排気浄化触媒、前記パティキュレート・フィルタ、前記熱回収手段の順番で配置されることを特徴とする請求項1乃至8のいずれかの項に記載の内燃機関の排気系制御システム。
The exhaust gas purification means has an exhaust gas purification catalyst and a particulate filter whose purification performance is restored by a reduction process,
9. The exhaust passage according to claim 1, wherein the exhaust gas purification catalyst, the particulate filter, and the heat recovery unit are arranged in this order from an upstream side of the exhaust passage. An exhaust system control system for an internal combustion engine as described in the above.
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