JP2005188341A - Exhaust emission control device of diesel engine - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、NOxトラップ触媒を備えたディーゼル機関の排気浄化装置に関し、特に、使用されている燃料のセタン価等の燃料性状に応じて、より適切にNOxを低減する技術に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device for a diesel engine equipped with a NOx trap catalyst, and more particularly to a technique for more appropriately reducing NOx in accordance with the fuel properties such as the cetane number of the fuel being used.
例えばディーゼル機関で問題となるNOx(窒素酸化物)の低減のために、排気空燃比がリーンのときにNOxをトラップし、このトラップしたNOxを排気空燃比がリッチのときに脱離し浄化する機能を有したNOxトラップ触媒が従来から知られている。 For example, in order to reduce NOx (nitrogen oxide), which is a problem in diesel engines, a function of trapping NOx when the exhaust air-fuel ratio is lean, and desorbing and purifying the trapped NOx when the exhaust air-fuel ratio is rich A NOx trap catalyst having the above has been conventionally known.
一方、内燃機関で使用している燃料の燃料性状を判定する技術として、特許文献1に、セタン価センサが開示されている。この従来例は、市場の軽油燃料のセタン価が常に一定ではなく、安定な運転ができないことから、給油された軽油のセタン価を判定し、その判定値に応じたタイミングで燃料を噴射することを目的としている。
On the other hand,
特許文献1のセタン価センサにおけるセタン価の判定方法は、軽油の粘度とセタン価とには比例関係があるということを前提としており、軽油の粘度測定手段として、燃料タンク内に、錘に作用する重力により落下する振り子を設けるとともに、粘度により左右される振り子の落下時間を計測する機構を設け、その落下時間から粘度を求めている。そして、検出した粘度に対して、そのときの燃料温度に基づく補正を加えて、セタン価を判定する構成となっている。
The determination method of the cetane number in the cetane number sensor of
しかしながら、これについて、本出願人が実施した研究では、軽油の粘度とセタン価との相関は低く、しかも両者は反比例の関係であり、粘度が高いほどセタン価は低くなる傾向を有している。従って、軽油の粘度とセタン価との関係が比例関係であるか逆比例関係であるかということは別にしても、粘度を検出することではセタン価を精度良く検出することは出来ないことが明らかである。 However, in this research conducted by the present applicant, the correlation between the viscosity of the light oil and the cetane number is low, and both are inversely proportional, and the higher the viscosity, the lower the cetane number tends to be. . Therefore, regardless of whether the relationship between the viscosity of the light oil and the cetane number is proportional or inversely proportional, the cetane number cannot be accurately detected by detecting the viscosity. it is obvious.
他の従来例として、特許文献2には、ディーゼルエンジンの燃焼制御装置が開示されている。この燃焼制御装置は、筒内圧センサによる着火時期検出手段を有しており、市場での燃料のセタン価のばらつき等により、目標とする着火時期と実着火時期とが異なる場合に、目標通りの着火時期となるように、噴射時期やEGR率等を変更するようになっている。
本出願人が調査した市場における軽油の標準比重(標準温度20℃での比重)と燃料性状の関係を図2、図3に示す特性図に基づいて説明する。 The relationship between the standard specific gravity of light oil (specific gravity at a standard temperature of 20 ° C.) and fuel properties in the market investigated by the present applicant will be described based on the characteristic diagrams shown in FIGS.
軽油においては、図2に示すように、セタン価は標準比重(以下単に密度という)に反比例して低下する。この理由は、図3に示すように、密度が高いほど、セタン価が低くて蒸発性が低いベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素成分が多く含まれている、ということに起因している。また芳香族炭化水素類は多環構造に直鎖や側鎖構造のものが繋がっており、カーボン数が多くて重質になっていることが一般的であって、このため芳香族炭化水素成分が多くなると粘度が高くなる。従って、粘度は密度に比例して高くなるため、セタン価は粘度に反比例して低下することになる。 In light oil, as shown in FIG. 2, the cetane number decreases in inverse proportion to the standard specific gravity (hereinafter simply referred to as density). The reason for this is that, as shown in FIG. 3, the higher the density, the more aromatic components having a benzene ring structure having a lower cetane number and lower evaporability are contained. In addition, aromatic hydrocarbons are generally linked to a polycyclic structure with a straight chain or a side chain structure, and are generally heavy with a large number of carbons. For this reason, aromatic hydrocarbon components As the amount increases, the viscosity increases. Accordingly, since the viscosity increases in proportion to the density, the cetane number decreases in inverse proportion to the viscosity.
また図5は、芳香族炭化水素の含有量と排気ガス温度との関係を示したもので、芳香族炭化水素の含有量が多いほど、排気ガス温度は低くなる。 FIG. 5 shows the relationship between the aromatic hydrocarbon content and the exhaust gas temperature. The higher the aromatic hydrocarbon content, the lower the exhaust gas temperature.
ディーゼル機関の機関温度が低く、かつ燃料の比重が高い場合、機関から排出される排気ガス中の炭化水素(HC)は増加し、芳香族炭化水素を多く含んだ未燃のHCが排出され、排気ガス中の空燃比が低下するので、機関の排気通路に空燃比センサを設けて、機関における空燃比をリーン側に補正することが望ましい。 When the engine temperature of the diesel engine is low and the specific gravity of the fuel is high, hydrocarbons (HC) in the exhaust gas exhausted from the engine increase, and unburned HC containing a large amount of aromatic hydrocarbons is discharged. Since the air-fuel ratio in the exhaust gas decreases, it is desirable to provide an air-fuel ratio sensor in the engine exhaust passage to correct the air-fuel ratio in the engine to the lean side.
一方、排気通路にNOxトラップ触媒を具備したディーゼル機関では、排気空燃比がリーンのとき該触媒にNOxがトラップされ、このトラップされたNOxが、排気空燃比を強制的にリッチ化することで、脱離浄化されるが、燃料の比重が高い場合に、上記の空燃比補正が行われることにより、目標としているリッチ度合いが図4に示すように浅くなってしまい、炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)といった還元ガス成分が不足し、触媒から脱離したNOxが未浄化のまま大気中に放出されてしまうという問題がある。 On the other hand, in a diesel engine equipped with a NOx trap catalyst in the exhaust passage, when the exhaust air-fuel ratio is lean, NOx is trapped in the catalyst, and this trapped NOx forcibly enriches the exhaust air-fuel ratio, Although desorption and purification are performed, when the specific gravity of the fuel is high, the air-fuel ratio correction is performed, so that the target rich degree becomes shallow as shown in FIG. There is a problem that a reducing gas component such as carbon oxide (CO) is insufficient, and NOx desorbed from the catalyst is released into the atmosphere without being purified.
また、排気ガス温度が低くなるので、NOxの脱離浄化能力の低下だけでなく、HCやCOに対する酸化能力も低下し、これらが大気中に放出されるという問題がある。 Further, since the exhaust gas temperature is lowered, there is a problem that not only the NOx desorption / purification ability is lowered, but also the ability to oxidize HC and CO is reduced, and these are released into the atmosphere.
本発明のディーゼル機関の排気浄化装置は、排気通路に、排気空燃比がリーンのときにNOx(窒素酸化物)をトラップし、このトラップしたNOxを排気空燃比がリッチのときに脱離し浄化する機能を有したNOxトラップ触媒が配設されている。また、このNOxトラップ触媒からのNOxの脱離浄化のために、排気空燃比を強制的にリッチとするリッチ化手段を備えている。そして、本発明では、使用している燃料の燃料性状を検出する燃料性状検出手段を備えており、検出された燃料性状に基づいて、上記リッチ化手段による排気空燃比のリッチ化時における排気空燃比目標値を補正するようになっている。 The exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to the present invention traps NOx (nitrogen oxide) in the exhaust passage when the exhaust air-fuel ratio is lean, and desorbs and purifies the trapped NOx when the exhaust air-fuel ratio is rich. A functioning NOx trap catalyst is provided. Further, in order to desorb and purify NOx from the NOx trap catalyst, there is provided enriching means for forcibly enriching the exhaust air-fuel ratio. In the present invention, the fuel property detecting means for detecting the fuel property of the fuel being used is provided. Based on the detected fuel property, the exhaust air at the time of enrichment of the exhaust air / fuel ratio by the enrichment means. The fuel ratio target value is corrected.
上記の燃料性状検出手段としては、例えば、燃料の比重を推定するもの、燃料の着火性を表すパラメータを推定するもの、燃料中の芳香族炭化水素の割合を推定するもの、などとすることができる。 As the fuel property detection means, for example, a device that estimates the specific gravity of the fuel, a device that estimates a parameter indicating the ignitability of the fuel, a device that estimates the ratio of aromatic hydrocarbons in the fuel, and the like it can.
この発明によれば、燃料性状の変化によって燃焼状態が変化して排気空燃比が変化したとしても、NOxトラップ触媒からNOxを脱離浄化すべくリッチ化手段により排気空燃比を強制的にリッチ化する際に、NOxの脱離浄化に必要な排気空燃比を維持することができ、NOxの脱離浄化を確実に行うことができる。 According to the present invention, even if the combustion state changes due to a change in fuel properties and the exhaust air / fuel ratio changes, the exhaust air / fuel ratio is forcibly enriched by the enrichment means to desorb and purify NOx from the NOx trap catalyst. In doing so, the exhaust air-fuel ratio required for NOx desorption purification can be maintained, and NOx desorption purification can be performed reliably.
以下、この発明の好ましい実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の排気浄化装置を備えたディーゼル機関のシステム構成図であり、このディーゼル機関は軽油を燃料としている。 FIG. 1 is a system configuration diagram of a diesel engine equipped with an exhaust emission control device of the present invention, and this diesel engine uses light oil as fuel.
図1において、1はディーゼル機関(以下、単にエンジンと記述する)を示し、3はこのエンジン1の排気通路を示す。
In FIG. 1, 1 indicates a diesel engine (hereinafter simply referred to as an engine), and 3 indicates an exhaust passage of the
エンジン1の排気通路3の上流側部分を構成する排気出口通路3aは、過給機のタービン3bに接続されており、その下流に、NOxトラップ触媒を内部に収容したケーシング20が直列に配置されている。上記ケーシング20の入口部には、実空燃比検出手段となる空燃比センサ37が設けられている。この空燃比センサ37は、例えば、酸素イオン伝導性固体電解質を用いて、排気中の酸素濃度を検出し、酸素濃度から空燃比を求める。上記NOxトラップ触媒は、流入する排気の空燃比がリーンであるときにNOxをトラップし、流入する排気の酸素濃度を低下させると、トラップしていたNOxを放出して浄化処理する機能を有している。
An
排気還流装置として、吸気通路2の吸気コレクタ2cと排気出口通路3aとの間には、排気の一部を還流するためのEGR通路4が設けられており、ここに、ステッピングモータにて開度が連続的に制御可能なEGR弁5が介装されている。
As an exhaust gas recirculation device, an EGR passage 4 for recirculating a part of the exhaust gas is provided between the
吸気通路2は、上流位置にエアクリーナ2aを備え、その出口側に、吸入空気量検出手段となるエアフロメータ7が設けられている。そして、エアフロメータ7の下流に、過給機のコンプレッサ2bが配置されているとともに、このコンプレッサ2bと吸気コレクタ2cとの間に、アクチュエータ(例えばステッピングモータ式)によって開閉駆動される吸気絞り弁6が介装されている。
The
エンジン1の燃料供給系は、ディーゼル用燃料である軽油を蓄える燃料タンク60と、燃料をエンジン1の燃料噴射装置10へ供給するための燃料供給通路16と、エンジン1の燃料噴射装置10からのリターン燃料(スピル燃料)を燃料タンク60に戻すための燃料戻り通路19と、を備えている。
The fuel supply system of the
このエンジン1の燃料噴射装置10は、公知のコモンレール式燃料噴射装置であって、サプライポンプ11と、コモンレール(蓄圧室)14と、気筒毎に設けられた燃料噴射弁15と、から大略構成され、サプライポンプ11により加圧された燃料が燃料供給通路12を介してコモンレール14にいったん蓄えられたあと、コモンレール14内の高圧燃料が各気筒の燃料噴射弁15に分配される。
The fuel injection device 10 of the
上記コモンレール14には、該コモンレール14内の燃料の圧力および温度を検出するために、圧力センサ34および温度センサ35が設けられている。また、コモンレール14内の燃料圧力を制御するために、サプライポンプ11からの吐出燃料の一部が、一方向弁18を具備したオーバーフロー通路17を介して燃料供給通路16に戻されるようになっている。詳しくは、オーバーフロー通路17の流路面積を変える圧力制御弁13が設けられており、この圧力制御弁13がエンジンコントロールユニット30からのデューティ信号に応じてオーバーフロー通路17の流路面積を変化させる。これにより、サプライポンプ11からコモンレール14への実質的な燃料吐出量が調整され、コモンレール14内の燃料圧力が制御される。
The
燃料噴射弁15は、エンジンコントロールユニット30からのON−OFF信号によって開閉される電子式の噴射弁であって、ON信号によって燃料を燃焼室に噴射し、OFF信号によって噴射を停止する。そして、燃料噴射弁15へ印加されるON信号の期間が長いほど燃料噴射量が多くなり、またコモンレール14の燃料圧力が高いほど燃料噴射量が多くなる。
The
また、エンジン1の適宜位置には、内燃機関の温度を代表するものとして、冷却水温度を検出する水温センサ31が取り付けられている。
A
エンジンコントロールユニット30には、吸入空気量を検出するエアフロメータ7の信号(Qa)、水温センサ31の信号(冷却水温度Tw)、クランク角度検出用クランク角センサ32の信号(エンジン回転数Neの基礎となるクランク角度信号)、気筒判別用クランク角センサ33の信号(気筒判別信号Cyl)、コモンレール14の燃料圧力を検出する圧力センサ34の信号(コモンレール圧力PCR)、燃料温度を検出する温度センサ35の信号(燃料温度TF)、負荷に相当するアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ36の信号(アクセル開度(負荷)L)、空燃比センサ37の信号(O2)、がそれぞれ入力される。
The
次に、上記エンジンコントロールユニット30によって実行される本実施例の制御の内容を、図9〜図14のフローチャートに基づいて説明する。
Next, the contents of the control of this embodiment executed by the
図9は、ディーゼルエンジン1全体の制御に関する基本制御ルーチンである。
FIG. 9 is a basic control routine relating to control of the
このエンジン基本制御ルーチンにおいて、ステップ100では、冷却水温度Tw、エンジン回転数Ne、気筒判別信号Cyl、コモンレール圧力PCR、エアフロメータ7の信号Qa、燃料温度TF、アクセル開度L、空燃比センサの信号O2、をそれぞれ読み込み、ステップ200に進む。
In this engine basic control routine, in step 100, the coolant temperature Tw, the engine speed Ne, the cylinder discrimination signal Cyl, the common rail pressure PCR, the signal Qa of the
ステップ200ではコモンレール圧力制御を行う。本発明では、コモンレール圧力制御そのものは要部ではないので、簡単に説明する。すなわち、コモンレール圧力制御は、エンジン回転数Neと負荷Lとをパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索することによりコモンレール14の目標基準圧力PCR0を求め、この目標基準圧力PCR0が得られるように圧力制御弁13のフィードバック制御を実行する。
In step 200, common rail pressure control is performed. In the present invention, the common rail pressure control itself is not an essential part and will be described briefly. That is, the common rail pressure control calculates the target reference pressure PCR0 of the
そして、ステップ200からステップ300に進み、燃料比重検出制御を行ない、さらにステップ400でエンジン排気制御を行なってリターンとなる。 Then, the process proceeds from step 200 to step 300, fuel specific gravity detection control is performed, engine exhaust control is further performed in step 400, and the process returns.
図10は、上記ステップ300の燃料比重検出の制御サブルーチンの詳細を示すフローチャートであり、この制御によって、使用されている燃料の比重が精度良く検出される。 FIG. 10 is a flowchart showing details of the control subroutine for detecting the specific gravity of fuel in step 300. With this control, the specific gravity of the fuel being used is accurately detected.
以下、この燃料比重検出制御ルーチンを説明する。ステップ310では、吸入空気量を検出するエアフロメータ7の信号Qaに基づいて、該信号Qaの値をパラメータとしてコントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定の吸入空気量Qairのテーブルデータを検索する。そしてステップ320に進む。
The fuel specific gravity detection control routine will be described below. In step 310, based on the signal Qa of the
ステップ320では、エンジン回転数Neと負荷Lとをパラメータとして設定される主燃料噴射量(燃料供給量)Q mainを、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップ330に進む。
In step 320, the main fuel injection amount (fuel supply amount) Q main set with the engine speed Ne and the load L as parameters is obtained by searching a predetermined map stored in the ROM of the
なお、主燃料噴射量(燃料供給量)Q mainは、前記の方法でなくても、エンジン回転数Neと負荷Lとをパラメータとして設定される燃料噴射装置の燃料噴射期間M periodを、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して求め、この燃料噴射期間M periodとコモンレール圧力PCRとをパラメータとして設定される主燃料噴射量(燃料供給量)Q mainを、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して求めるようにしても良い。 Note that the main fuel injection amount (fuel supply amount) Q main is not limited to the above-described method, but the fuel injection period M period of the fuel injection device that is set with the engine speed Ne and the load L as parameters. The main fuel injection amount (fuel supply amount) Q main which is obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of 30 and set with the fuel injection period M period and the common rail pressure PCR as parameters, A predetermined map stored in advance in 30 ROMs may be searched for.
ステップ330では、空燃比センサ37の信号O2に基づいて、該信号O2の値をパラメータとしてコントロールユニット30のROMに予め記憶されている実空燃比AF realのテーブルデータを検索する。そして、ステップ340に進む。
In step 330, based on the signal O2 of the air-
ステップ340では、燃料性状を検出するのに適した条件か否かを判定する。 In step 340, it is determined whether or not the conditions are suitable for detecting the fuel property.
例えば、通常、自動車用エンジンにおいては、NOx低減のためにEGR弁5等からなる排気還流装置を備えているのが一般的であるが、運転条件により排気が還流している状態では、排気空燃比がリッチ側にシフトしてしまうため、実空燃比を正確に求めるためには排気還流の補正が必要になる。従って、補正によって実空燃比の検出精度が悪化することの懸念もあるため、実空燃比の検出指令を出すのは、排気還流を停止する領域に限定することが望ましい。 For example, in general, an automobile engine is generally provided with an exhaust gas recirculation device including an EGR valve 5 and the like for NOx reduction. Since the fuel ratio shifts to the rich side, it is necessary to correct the exhaust gas recirculation in order to accurately obtain the actual air fuel ratio. Accordingly, since there is a concern that the detection accuracy of the actual air-fuel ratio deteriorates due to the correction, it is desirable to issue the actual air-fuel ratio detection command only in a region where exhaust gas recirculation is stopped.
ステップ340で検出条件に適していなければ、燃料性状の検出は実施せずにステップ400に進む。 If the detection condition is not suitable in step 340, the process proceeds to step 400 without detecting the fuel property.
ステップ340で検出条件に適していれば、ステップ350に進み、ステップ310で求めた吸入空気流量Q airとステップ330で求めた実空燃比AF realとに基づいて、実燃料供給重量G mainを求める。具体的には、吸入空気流量Q airを実空燃比AF realで除して実燃料供給重量G mainとする(G main=Q air÷AF real)。そして、求めた実燃料供給重量G mainとステップ320で求めた主燃料噴射量(燃料供給量)Q mainとに基づいて実比重G fuelを求める。具体的には、実燃料供給重量G mainを主燃料噴射量(燃料供給量)Q mainで除して実比重G fuelとする(G fuel=G main÷Q main)。そして、ステップ360に進む。 If the detection condition is suitable in step 340, the process proceeds to step 350, and the actual fuel supply weight G main is obtained based on the intake air flow rate Q air obtained in step 310 and the actual air-fuel ratio AF real obtained in step 330. . Specifically, the intake air flow rate Q air is divided by the actual air-fuel ratio AF real to obtain the actual fuel supply weight G main (G main = Q air ÷ AF real). Then, the actual specific gravity G fuel is obtained based on the obtained actual fuel supply weight G main and the main fuel injection amount (fuel supply amount) Q main obtained in step 320. Specifically, the actual fuel supply weight Gmain is divided by the main fuel injection amount (fuel supply amount) Qmain to obtain an actual specific gravity Gfuel (Gfuel = Gmain ÷ Qmain). Then, the process proceeds to step 360.
ステップ360では、上記の実比重G fuelと燃料温度TFとから標準比重(基準温度、例えば標準温度20℃での比重)G stdを求める。具体的には、実比重G fuelと燃料温度TFとをパラメータとしてコントロールユニット30のROMに予め記憶されている標準比重G stdのマップを検索して、対応する値を求める。そして、ステップ400へ進む。
In step 360, a standard specific gravity (a specific gravity at a reference temperature, for example, a standard temperature of 20 ° C.) G std is obtained from the actual specific gravity G fuel and the fuel temperature TF. Specifically, a map of the standard specific gravity G std stored in advance in the ROM of the
次に、図11は、図9のステップ400で行われるエンジン排気制御に関するサブルーチンであり、ここでは、定められたエンジン排気排出性能が得られるように、ステップ410で燃料噴射時期制御を行い、ステップ420でEGR制御を行い、ステップ430で排気後処理制御を行う。 Next, FIG. 11 is a subroutine related to engine exhaust control performed in step 400 of FIG. 9. Here, fuel injection timing control is performed in step 410 so as to obtain a predetermined engine exhaust emission performance, and step EGR control is performed at 420, and exhaust aftertreatment control is performed at step 430.
図12は、上記ステップ410の噴射時期制御のサブルーチンである。 FIG. 12 is a subroutine of the injection timing control in step 410 described above.
ステップ411では、主燃料噴射量Q mainを、エンジン回転数Neと負荷Lとをパラメータとして予めコントロールユニット30のROMに記憶されている所定のマップを検索して求める。そして、ステップ412に進む。
In step 411, the main fuel injection amount Q main is obtained by searching a predetermined map stored in advance in the ROM of the
ステップ412では、この主燃料噴射量Q mainとコモンレール圧力PCRとに基づき、これらをパラメータとしてコントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して、主噴射期間M periodを求める。そして、ステップ413に進む。
In step 412, based on the main fuel injection amount Q main and the common rail pressure PCR, a predetermined map stored in advance in the ROM of the
ここで、主噴射期間M periodは、m sec(ミリ秒)を単位として設定されるものであり、図7に示すように、主燃料噴射量Q mainが同じならば、コモンレール圧力PCRが高いほど主噴射期間M periodが短くなり、またコモンレール圧力PCRが同じならば、主燃料噴射量Q mainが多いほど主噴射期間M periodが長くなる。 Here, the main injection period M period is set in units of m sec (milliseconds). As shown in FIG. 7, if the main fuel injection amount Q main is the same, the higher the common rail pressure PCR, the higher the common rail pressure PCR. If the main injection period M period becomes shorter and the common rail pressure PCR is the same, the main injection period M period becomes longer as the main fuel injection amount Q main increases.
ステップ413では、エンジン回転数Neと主燃料噴射量Q mainとをパラメータとしてコントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索し、基準燃料噴射時期となる主噴射開始時期M startを求める。そして、ステップ414に進む。
In step 413, a predetermined map stored in advance in the ROM of the
ステップ414では、使用されている燃料の比重の検出が済んでいるか否かを判断する。 In step 414, it is determined whether the specific gravity of the fuel being used has been detected.
まだ燃料比重が検出済でない場合には、ステップ414からステップ415に進み、冷却水温度をパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定の噴射時期補正係数KTWINJのテーブルデータを検索してステップ417に進む。この冷却水温度による噴射時期補正係数KTWINJは、冷却水温度が低いほど噴射時期が進角制御されるように設定される。
If the fuel specific gravity has not been detected yet, the process proceeds from step 414 to step 415, and the table data of the predetermined injection timing correction coefficient KTWINJ stored in advance in the ROM of the
ステップ417では、上記噴射時期補正係数KTWINJを乗じることによって主噴射開始時期M startを補正する(M start×K TWINJ→M start)。そして、ステップ418で、主燃料噴射量Q mainが供給されるように、クランク角度検出用クランク角センサ32のクランク角度信号および気筒判別用クランク角センサ33の気筒判別信号Cylに基づいて、主噴射開始時期M startよりM periodの期間、主噴射すべき気筒の燃料噴射弁15を開弁駆動する。
In step 417, the main injection start timing M start is corrected by multiplying the injection timing correction coefficient KTWINJ (M start × K TWINJ → M start). In step 418, the main injection is performed based on the crank angle signal of the crank angle detection crank
なお、上記の例では、補正係数を乗じることによって冷却水温度に対する補正を行っているが、冷却水温度に基づいて噴射時期補正値を求め、これを主噴射開始時期M startに加算するようにしてもよい。 In the above example, the correction for the cooling water temperature is performed by multiplying the correction coefficient. However, an injection timing correction value is obtained based on the cooling water temperature, and this is added to the main injection start timing M start. May be.
ステップ414で燃料比重が検出済である場合には、ステップ416に進み、冷却水温度と燃料比重とをパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定の噴射時期補正係数K DINJのマップデータを検索してステップ417に進む。ステップ417では、上述したように、この噴射時期補正係数K DINJを乗じることによって主噴射開始時期M startを補正(M start×K DINJ→M start)する。
If the fuel specific gravity has been detected in step 414, the process proceeds to step 416, where the predetermined injection timing correction coefficient K DINJ stored in advance in the ROM of the
ここで、冷却水温度と燃料比重による噴射時期補正係数K DINJは、図6に示すように、冷却水温度が低いほど、また燃料比重が大きいほど、噴射時期が進角するように設定するのが望ましく、これによって始動性が向上するとともに、暖機時の燃費や排気(特にHC)が向上する。 Here, as shown in FIG. 6, the injection timing correction coefficient K DINJ based on the coolant temperature and the fuel specific gravity is set so that the injection timing is advanced as the coolant temperature is lower and the fuel specific gravity is larger. It is desirable to improve the startability and improve the fuel efficiency and exhaust (particularly HC) during warm-up.
なお、上記の例では、補正係数を乗じることによって冷却水温度と燃料比重とに対する補正を行っているが、冷却水温度と燃料比重とに基づいて噴射時期補正値を求め、これを主噴射開始時期M startに加算するようにしてもよい。 In the above example, the correction for the cooling water temperature and the fuel specific gravity is performed by multiplying the correction coefficient. However, the injection timing correction value is obtained based on the cooling water temperature and the fuel specific gravity, and this is used as the main injection start. You may make it add to time Mstart.
次に、図13は、図11のステップ420で行われるディーゼルエンジンのEGR制御に関するサブルーチンである。
Next, FIG. 13 is a subroutine relating to EGR control of the diesel engine performed in
このEGR制御ルーチンにおいて、ステップ421ではエンジン回転数Neと負荷Lとをパラメータとして設定される主燃料噴射量Q mainを、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して求め、ステップ422に進む。
In this EGR control routine, in step 421, the main fuel injection amount Q main set with the engine speed Ne and the load L as parameters is obtained by searching a predetermined map stored in the ROM of the
ステップ422では、上記主燃料噴射量Q mainとエンジン回転数Neとをパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して、吸気絞り弁駆動信号(吸気絞り弁6の開度を意味する)THdutyを求め、ステップ423に進む。
In step 422, a predetermined map stored in advance in the ROM of the
なお、吸気絞り弁6の開度は、エンジンの負荷Lが高くエンジン回転数Neが高いほど、開度を大きくする(吸気絞り度を弱くする)ように設定するのが望ましい。
The opening degree of the
ステップ423では、エンジン回転数Neと主燃料噴射量Q mainとをパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定のマップを検索して、基準EGR制御信号となるEGR駆動信号(EGR弁5の開度信号)EGR dutyを求める。そして、ステップ424に進む。
In step 423, a predetermined map stored in advance in the ROM of the
なお、EGR弁5の開度は、概ねエンジンの負荷Lが低いほど大きく開く(EGRの量を増やす)ように設定するのが望ましい。 It is desirable that the opening degree of the EGR valve 5 is set so that the opening degree increases as the engine load L is lower (the amount of EGR is increased).
ステップ424では、使用されている燃料の比重の検出が済んでいるか否かを判断する。 In step 424, it is determined whether the specific gravity of the fuel being used has been detected.
まだ燃料比重が検出済でない場合には、ステップ424からステップ425に進み、冷却水温度をパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定の吸気絞り弁駆動信号の補正係数KTWTHとEGR弁駆動信号の補正係数KTWEGRのテーブルデータを夫々検索し、ステップ427に進む。
If the fuel specific gravity has not been detected yet, the routine proceeds from step 424 to step 425, where the correction coefficient KTWTH and EGR of the predetermined intake throttle valve drive signal stored in advance in the ROM of the
ここで、冷却水温度による吸気絞り弁駆動信号の補正係数KTWTHは、冷却水温度が低いほど吸気絞り度を弱くするように設定するのが望ましく、また、EGR弁駆動信号の補正係数KTWEGRは、冷却水温度が低いほどEGR開度を小さくしてEGRの量を減量するように設定するのが望ましい。 Here, the correction coefficient KTWTH of the intake throttle valve drive signal based on the coolant temperature is desirably set so that the intake throttle degree becomes weaker as the coolant temperature is lower. The correction coefficient KTWEGR of the EGR valve drive signal is It is desirable to set so that the EGR opening is decreased and the amount of EGR is decreased as the cooling water temperature is lower.
ステップ427では、上記の吸気絞り弁駆動信号の補正係数KTWTHを乗じることによって吸気絞り弁駆動信号THdutyを補正(THduty×KTWTH→THduty)するとともに、上記のEGR弁駆動信号の補正係数KTWEGRを乗じることによってEGR弁駆動信号EGRdutyを補正(EGRduty×KTWEGR→EGRduty)する。そして、ステップ428に進む。 In step 427, the intake throttle valve drive signal THduty is corrected by multiplying the intake throttle valve drive signal correction coefficient KTWTH (THduty × KTWTH → THduty) and multiplied by the correction coefficient KTWEGR of the EGR valve drive signal. To correct the EGR valve drive signal EGRduty (EGRduty × KTWEGR → EGRduty). Then, the process proceeds to step 428.
なお、上記の例では、補正係数を乗じることによって冷却水温度に対する補正を行っているが、冷却水温度に基づいてそれぞれの補正値を求め、これを吸気絞り弁駆動信号THdutyおよびEGR弁駆動信号EGRdutyに加算するようにしてもよい。 In the above example, the correction for the cooling water temperature is performed by multiplying the correction coefficient. However, the respective correction values are obtained based on the cooling water temperature, and these values are obtained as the intake throttle valve drive signal THduty and the EGR valve drive signal. You may make it add to EGRduty.
そして、ステップ428で、夫々の駆動信号に基づいて、吸気絞り弁6およびEGR弁5を駆動する。
In step 428, the
ステップ424で燃料比重が検出済である場合には、ステップ426に進み、冷却水温度と燃料比重とをパラメータとして、コントロールユニット30のROMに予め記憶されている所定の吸気絞り弁駆動信号の補正係数KDTHおよびEGR弁駆動信号の補正係数KDEGRのマップデータをそれぞれ検索し、ステップ427に進む。ステップ427では、上述したように、これらの補正係数KDTHおよび補正係数KDEGRをそれぞれ乗じることによって、吸気絞り弁駆動信号THdutyおよびEGR弁駆動信号EGRdutyを補正する。
If the fuel specific gravity has been detected in step 424, the process proceeds to step 426, and the predetermined intake throttle valve drive signal stored in advance in the ROM of the
ここで、冷却水温度と燃料比重とによる吸気絞り弁駆動信号の補正係数KDTHおよびEGR弁駆動信号の補正係数KDEGRは、図8に示すように、冷却水温度が低いほど、また燃料比重が大きいほど、吸気絞り度を弱くし、かつEGR開度を小さくして、排気還流量を減量するのが望ましい。これによってエンジン温度と燃料特性に適したEGR制御が行える。なお、補正による減量の結果、排気還流量が0となる場合もあり得る。 Here, the correction coefficient KDTH of the intake throttle valve drive signal based on the coolant temperature and the fuel specific gravity and the correction coefficient KDEGR of the EGR valve drive signal are higher as the coolant temperature is lower and the fuel specific gravity is larger as shown in FIG. It is desirable to reduce the exhaust gas recirculation amount by decreasing the intake throttle degree and decreasing the EGR opening degree. Thus, EGR control suitable for the engine temperature and fuel characteristics can be performed. Note that the exhaust gas recirculation amount may become 0 as a result of the reduction by correction.
なお、上記の例では、補正係数を乗じることによって冷却水温度と燃料比重とに対する補正を行っているが、冷却水温度と燃料比重とに基づいてそれぞれの補正値を求め、これを吸気絞り弁駆動信号THdutyおよびEGR弁駆動信号EGRdutyに加算するようにしてもよい。 In the above example, the correction for the cooling water temperature and the specific gravity of the fuel is performed by multiplying the correction coefficient. However, the respective correction values are obtained based on the cooling water temperature and the specific gravity of the fuel, and these are obtained as intake throttle valves. You may make it add to drive signal THduty and EGR valve drive signal EGRduty.
図11のステップ430では、排気後処理制御を行う。ここでは、ケーシング20に配置されたNOxトラップ触媒の再生時期に、吸気絞りの強化(吸気絞り弁6の開度小)、排気還流の強化、あるいはポスト噴射(主噴射後に行われる少量の燃料の噴射)、を単独もしくは組み合わせて実行することで、機関が排出する排気の空燃比をリッチにしてNOx再生を行なうようにしている。
In step 430 of FIG. 11, exhaust aftertreatment control is performed. Here, at the regeneration time of the NOx trap catalyst disposed in the
なお、上記実施例では、吸入空気流量Q airを実空燃比AF realで除して実燃料供給重量G mainを求め、この実燃料供給重量G mainを主燃料噴射量(燃料供給量)Q mainで除して実比重G fuelを求め、これを燃料温度TFで修正して標準比重G stdを求めるようにしているが、このような方法に代えて、エンジン1の燃料噴射装置10における燃料噴射期間M periodとコモンレール圧力PCRとから燃料噴射量Q mainを求め、この燃料噴射量Q mainと予め設定された基準燃料比重γstdと燃料温度TFとから基準燃料噴射重量G mainを求め、上記基準燃料噴射重量G mainとエアフロメータ7により検出された空気重量G airとから基準空燃比AF stdを求め、上記基準空燃比AF stdと空燃比センサ37により検出された実空燃比AF realとを対比させ、実燃料比重γ realを求めるようにすることができる。
In the above embodiment, the actual fuel supply weight G main is obtained by dividing the intake air flow rate Q air by the actual air-fuel ratio AF real, and this actual fuel supply weight G main is determined as the main fuel injection amount (fuel supply amount) Q main. The actual specific gravity G fuel is obtained by dividing by this, and this is corrected by the fuel temperature TF to obtain the standard specific gravity G std. Instead of this method, the fuel injection in the fuel injection device 10 of the
次に、図14は、本発明の要部である、機関の強制的なリッチ時における排気空燃比を燃料性状に応じて補正するためのフローチャートを示している。すなわち、このフローチャートに示すルーチンは、前述したステップ430の排気後処理制御の一部となるものであり、運転履歴などからNOxトラップ触媒にトラップされたNOxが所定量に達していると判断されて、強制的なリッチ運転による再生処理実行が許可されている場合に実行され、具体的には、リッチ運転フラグがONとなっていることを条件として実行される。 Next, FIG. 14 shows a flowchart for correcting the exhaust air-fuel ratio according to the fuel property, which is a main part of the present invention, when the engine is forcibly rich. That is, the routine shown in this flowchart is a part of the exhaust aftertreatment control in step 430 described above, and it is determined from the operation history or the like that the NOx trapped in the NOx trap catalyst has reached a predetermined amount. It is executed when regeneration processing execution by forced rich operation is permitted, and specifically, it is executed on condition that the rich operation flag is ON.
まずステップ1において、前述のようにして検出された燃料の比重を読み込む。次にステップ2において、今回検出された燃料の比重Gnが以前に検出された比重Gn−1よりも高いか否かを判別する。燃料の比重Gnが以前に検出された比重Gn−1以下であるときは、ステップ6,7へ進んで、そのまま通常の再生処理を実行する。つまり、排気空燃比が通常の目標リッチ空燃比となるように設定し、かつステップ7で、前述したポスト噴射などにより強制的なリッチ化(いわゆるリッチスパイク)を行い、NOxトラップ触媒の再生を行う。
First, in
これに対し、燃料の比重Gnが以前に検出された比重Gn−1よりも高いときは、燃料性状が悪化したと判断し、NOxトラップ触媒再生時の目標の排気空燃比をリッチ側へ補正する。具体的には、ステップ2からステップ3に進み、ここで、排気温度Tがある所定の温度Tgよりも低いか否かを判別して、それぞれに最適な手段で排気空燃比を補正する。なお、排気温度Tは、運転条件や燃料性状に基づいて推定が可能である。
On the other hand, when the specific gravity Gn of the fuel is higher than the previously detected specific gravity Gn-1, it is determined that the fuel property has deteriorated, and the target exhaust air-fuel ratio at the time of regeneration of the NOx trap catalyst is corrected to the rich side. . Specifically, the process proceeds from
排気温度Tが所定温度Tgよりも低いときは、同じリッチスパイクであっても、NOxトラップ触媒におけるNOxの脱離浄化能力が低いと判断し、ステップ4ヘ進んで、リッチ運転時における排気空燃比の補正を、エンジン1に供給される空気量を制御することにより実施する。具体的には、吸気絞り弁6の開度を減少し、空気量を少なく補正する。これに対し、排気温度Tが所定温度Tg以上であれば、ステップ5へ進み、リッチ運転時における排気空燃比の補正を、エンジン1に供給される燃料量を制御することにより実施する。具体的には、燃料噴射弁15から噴射される燃料噴射量の増量、あるいはコモンレール14内の燃料圧力(コモンレール圧力PCR)の上昇、などを実行する。
When the exhaust gas temperature T is lower than the predetermined temperature Tg, it is determined that the NOx desorption / purification ability of the NOx trap catalyst is low even if the same rich spike is used, and the routine proceeds to step 4 where the exhaust air / fuel ratio during rich operation is determined. Is corrected by controlling the amount of air supplied to the
1…ディーゼルエンジン
6…吸気絞り弁
10…燃料噴射装置
20…ケーシング(NOxトラップ触媒)
30…エンジンコントロールユニット
DESCRIPTION OF
30 ... Engine control unit
Claims (9)
使用している燃料の燃料性状を検出する燃料性状検出手段を備え、検出された燃料性状に基づいて、上記リッチ化手段による排気空燃比のリッチ化時における排気空燃比目標値を補正することを特徴とするディーゼル機関の排気浄化装置。 A NOx trap catalyst having a function of trapping NOx (nitrogen oxide) when the exhaust air-fuel ratio is lean and desorbing and purifying the trapped NOx when the exhaust air-fuel ratio is rich is disposed in the exhaust passage. In addition, in an exhaust emission control device for a diesel engine provided with enriching means for forcibly enriching the exhaust air-fuel ratio,
A fuel property detecting means for detecting the fuel property of the fuel being used, and correcting the exhaust air / fuel ratio target value when the exhaust air / fuel ratio is enriched by the rich means based on the detected fuel property; Diesel engine exhaust gas purification device.
吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段と、
実空燃比を検出する実空燃比検出手段と、
検出された吸入空気量と燃料供給量と実空燃比とにより、使用している燃料の比重を検出する比重検出手段と、
を備えていることを特徴とする請求項1に記載のディーゼル機関の排気浄化装置。
The fuel property detection means includes
An intake air amount detecting means for detecting an intake air amount;
Fuel supply amount detection means for detecting the fuel supply amount;
An actual air-fuel ratio detecting means for detecting the actual air-fuel ratio;
Specific gravity detection means for detecting the specific gravity of the fuel being used based on the detected intake air amount, fuel supply amount, and actual air-fuel ratio;
The exhaust emission control device for a diesel engine according to claim 1, comprising:
Priority Applications (1)
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JP2003428670A JP2005188341A (en) | 2003-12-25 | 2003-12-25 | Exhaust emission control device of diesel engine |
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007162548A (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Honda Motor Co Ltd | Control device of internal combustion engine |
JP2007231898A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nissan Motor Co Ltd | Cetane number detection device for fuel used in engine |
JP2008267339A (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | Fuel managing device of construction machine |
JP2010007529A (en) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | Compression self-ignition internal combustion engine |
US8209105B2 (en) | 2006-12-21 | 2012-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine control apparatus and method |
-
2003
- 2003-12-25 JP JP2003428670A patent/JP2005188341A/en active Pending
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007162548A (en) * | 2005-12-13 | 2007-06-28 | Honda Motor Co Ltd | Control device of internal combustion engine |
JP4502946B2 (en) * | 2005-12-13 | 2010-07-14 | 本田技研工業株式会社 | Control device for internal combustion engine |
JP2007231898A (en) * | 2006-03-03 | 2007-09-13 | Nissan Motor Co Ltd | Cetane number detection device for fuel used in engine |
US8209105B2 (en) | 2006-12-21 | 2012-06-26 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Internal combustion engine control apparatus and method |
JP2008267339A (en) * | 2007-04-24 | 2008-11-06 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | Fuel managing device of construction machine |
JP2010007529A (en) * | 2008-06-25 | 2010-01-14 | Toyota Motor Corp | Compression self-ignition internal combustion engine |
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