JP2006046253A - Exhaust emission control method and engine provided with dpf device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、EGR(排気還流)を行うエンジンにおいて、排気ガス中のPM(粒子状物質)をDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)装置を用いて浄化する排気ガス浄化方法及びDPF装置を備えたエンジンに関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification method for purifying PM (particulate matter) in exhaust gas using a DPF (diesel particulate filter) device and an engine equipped with the DPF device in an engine that performs EGR (exhaust gas recirculation). Is.
ディーゼルエンジン等のエンジン(内燃機関)から排出される微粒子状物質(PM)、NOx、COそしてHC等は、年々規制が強化されてきている。この規制の強化に伴い、エンジンの改良のみでは規制値への対応ができなくなってきている。そこで、エンジンに触媒を用いた排気ガス後処理装置を着装して、エンジンから排出されるこれらの物質を低減する技術が採用されている。 Regulations for particulate matter (PM), NOx, CO, HC, and the like discharged from an engine (internal combustion engine) such as a diesel engine have been strengthened year by year. Along with this stricter regulation, it has become impossible to meet the regulation value only by improving the engine. Therefore, a technique is adopted in which an exhaust gas aftertreatment device using a catalyst is attached to the engine to reduce these substances discharged from the engine.
そして、PMの除去に関しては、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)を備えたDPF装置が使用されており、通常走行では、排気ガス温度が低い状態が継続した時等では、PMがDPFに捕集されて堆積する場合があるため、このPM堆積により過度に目詰まりが過度に進捗するのを防止するために、DPFを昇温させて捕集されているPMを強制的に燃焼除去する、強制再生と呼ばれるDPF再生を行っている。このDPFを昇温する手段の一つの方法に、筒内(シリンダ内)における燃料噴射制御でポスト噴射やタイミングリタード噴射などの燃焼室への燃料噴射制御を用いる昇温方法がある。 For the removal of PM, a DPF device equipped with a DPF (diesel particulate filter) is used. In normal driving, when the exhaust gas temperature is kept low, PM is collected in the DPF. Therefore, in order to prevent excessive clogging due to this PM deposition, the collected PM is forcibly burned and removed by raising the DPF temperature. DPF regeneration called is performed. As one method for raising the temperature of the DPF, there is a temperature raising method using fuel injection control to the combustion chamber such as post injection or timing retarded injection in the fuel injection control in the cylinder (inside the cylinder).
このポスト噴射等の燃料噴射制御は、白金等の酸化触媒を備えたDPF装置に用いられ、燃焼室への燃料噴射制御によって、排気ガス中のHC濃度を上昇させる。これにより、DPF装置にHCを供給し、このHCを酸化触媒の触媒作用により酸化させることにより、この酸化によって発生する熱により、DPF装置の温度を上昇させる。 This fuel injection control such as post injection is used in a DPF device equipped with an oxidation catalyst such as platinum, and the HC concentration in the exhaust gas is increased by fuel injection control to the combustion chamber. Thereby, HC is supplied to the DPF device, and this HC is oxidized by the catalytic action of the oxidation catalyst, so that the temperature of the DPF device is raised by the heat generated by this oxidation.
この燃焼室への燃料噴射制御を用いたDPF再生時には、排気ガス中のHC濃度が高くなるので、EGRを行うと、この排気ガス中に添加されたHCの一部がEGRガスに含まれて燃焼室に還流するので、燃焼室の燃焼時における燃料量がEGRガス中のHCが加わるために所望の燃料量から外れ、予期しないトルク変化が生じたり、燃焼が不安定になったりする。また、EGRガス中のHCがEGRクーラに付着することによる熱交換性能の劣化や圧力損失の増加、EGR弁への付着によるEGR弁の作動不良などが生じる。 During DPF regeneration using this fuel injection control to the combustion chamber, the HC concentration in the exhaust gas becomes high. Therefore, when EGR is performed, a part of the HC added to the exhaust gas is included in the EGR gas. Since the fuel flows back to the combustion chamber, the amount of fuel at the time of combustion in the combustion chamber deviates from the desired amount of fuel due to the addition of HC in the EGR gas, resulting in unexpected torque changes and unstable combustion. Further, heat exchange performance deteriorates due to adhesion of HC in the EGR gas to the EGR cooler, pressure loss increases, and malfunction of the EGR valve occurs due to adhesion to the EGR valve.
また、排気ガス中のHCは、触媒作用によって酸化されることによりDPFを昇温してDPF再生を行うために排気ガス中に添加されるが、EGRを行うと、添加したHCの一部が、EGR通路から燃焼室に還流して燃焼室での燃焼に使われてしまうので、DPFの昇温が不十分となり、DPF再生が予定通り進行せず、燃費も悪化するという問題が生じる。 In addition, HC in the exhaust gas is added to the exhaust gas in order to raise the DPF and perform DPF regeneration by being oxidized by the catalytic action. However, when EGR is performed, a part of the added HC is added. Since the EGR passage returns to the combustion chamber and is used for combustion in the combustion chamber, there is a problem that the temperature rise of the DPF becomes insufficient, the DPF regeneration does not proceed as scheduled, and the fuel consumption also deteriorates.
そのため、従来技術においては、一般的に、DPF再生時には、EGR弁を閉弁してEGRを中止している。しかしながら、EGRを行わないと、排気ガス中のNOx濃度が高くなり、NOx排出量が増加するので、DPFの再生中に多くのNOxが排出されてしまうという問題がある。 Therefore, in the prior art, generally, when the DPF is regenerated, the EGR valve is closed to stop the EGR. However, if EGR is not performed, the concentration of NOx in the exhaust gas increases and the amount of NOx emission increases, which causes a problem that a large amount of NOx is discharged during regeneration of the DPF.
一方、本出願人は、EGRと還元触媒を備えて、燃料タンクからNOxを還元するための還元剤としてのHCの供給を受けて、還元触媒でNOxを還元除去する内燃機関の排気ガス浄化装置ではあるが、HC供給用のインジェクタを設けた排気分岐管以外の排気分岐管にEGRパイプを設けたり、EGRパイプの吸入口よりも下流側にインジェクタを設けることにより、排気通路中に供給されたHCがEGRパイプに入って管路内壁に付着するのを防止する内燃機関の排気ガス浄化装置を提案している(例えば、特許文献1参照。)。
本発明はこの問題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、DPF装置の再生時において、NOx排出量を低減するためのEGRを行っても、DPF装置の温度上昇のために排気ガス中に添加されたHCの一部がEGRガスと共に還流されるのを防止して、エンジンの燃焼室における燃焼の不安定化や予期せぬトルク変化の発生、EGRクーラ及びEGR弁へのHC付着による性能劣化を防止でき、また、排気ガス中に添加されたHCを効率よく触媒温度の上昇のために使用して、DPF再生に伴う燃費の悪化を抑制できる排気ガス浄化方法及びDPF装置を備えたエンジンを提供することにある。 The present invention has been made to solve this problem, and the object of the present invention is to increase the temperature of the DPF device even if EGR is performed to reduce the NOx emission amount during regeneration of the DPF device. Prevents a part of the HC added to the exhaust gas from being recirculated together with the EGR gas, resulting in instability of combustion in the combustion chamber of the engine and occurrence of an unexpected torque change, to the EGR cooler and the EGR valve. Exhaust gas purification method and DPF that can prevent performance deterioration due to HC adhesion, and that can effectively use HC added to exhaust gas to raise catalyst temperature and suppress deterioration in fuel consumption accompanying DPF regeneration It is to provide an engine equipped with the device.
上記の目的を達成するための本発明に係る排気ガス浄化方法は、EGR弁を設けたEGR通路と、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)装置を配置した排気通路と、複数の気筒を備えたエンジンで、燃焼室への燃料噴射を制御して、排気ガス中のHC濃度を上昇させることにより、前記DPF装置にHCを供給し、該HCを触媒作用により酸化させることにより、前記DPF装置の温度を上昇させて捕集した粒子状物質を強制燃焼し、該強制燃焼により、目つまり状態から前記DPF装置を再生する、DPF装置を備えたエンジンにおいて、前記DPFの再生時に、前記複数の気筒を第1気筒群と第2気筒群に区分して、前記第1気筒群から排出される排気ガスからのみEGRガスを分岐してEGRを行うと共に、前記第2気筒群の少なくとも一部において、燃焼室への燃料噴射を制御して、排気ガス中のHC濃度を上昇させる方法である。 In order to achieve the above object, an exhaust gas purification method according to the present invention includes an EGR passage provided with an EGR valve, an exhaust passage provided with a DPF (diesel particulate filter) device, and an engine including a plurality of cylinders. By controlling the fuel injection into the combustion chamber and increasing the HC concentration in the exhaust gas, the HC is supplied to the DPF device, and the HC is oxidized by the catalytic action, so that the temperature of the DPF device is increased. In an engine equipped with a DPF device that forcibly burns the particulate matter that has been raised and collected and regenerates the DPF device from the eyes, that is, the forced combustion, when the DPF is regenerated, the plurality of cylinders are The first cylinder group is divided into the second cylinder group, and EGR gas is branched only from the exhaust gas discharged from the first cylinder group to perform EGR, and the second cylinder group At least in part, by controlling the fuel injection into the combustion chamber, a method of increasing the HC concentration in the exhaust gas.
このEGRガスを分岐する側の第1気筒群と燃料噴射制御を行う側の第2気筒群は、完全に固定してもよいが、時間的に変化するように、即ち、前回の再生と今回の再生とで、第1気筒群だった気筒と、第2気筒群であった気筒とを入れ換えるようにしてもよい。また、DPF再生時以外では、EGRを第1気筒群のみで行ってもよく、全気筒行ってもよい。但し、全気筒で行う場合や時間的に第1気筒群を変更する場合には、EGR配管がその分必要となる。 The first cylinder group on the branch side of the EGR gas and the second cylinder group on the fuel injection control side may be completely fixed, but may change with time, that is, the previous regeneration and the current one. In this regeneration, the cylinder that was the first cylinder group and the cylinder that was the second cylinder group may be interchanged. In addition to the DPF regeneration, EGR may be performed only in the first cylinder group or all cylinders. However, when performing with all cylinders or changing the first cylinder group in time, EGR piping is required accordingly.
また、排気ガス中のHC濃度を上昇させる燃料噴射の制御としては、ポスト噴射(後噴射)やタイミングリタード噴射(遅延噴射)等がある。 Control of fuel injection for increasing the HC concentration in exhaust gas includes post injection (post injection), timing retarded injection (delayed injection), and the like.
そして、上記の目的を達成するための本発明に係るDPF装置を備えたエンジンは、EGR弁を設けたEGR通路と、DPF装置を配置した排気通路と、複数の気筒と、前記EGR弁の弁開度と燃料噴射制御を制御する制御装置とを備えたエンジンで、前記制御装置が、燃焼室への燃料噴射を制御して、排気ガス中のHC濃度を上昇させることにより、前記DPF装置にHCを供給し、該HCを触媒作用により酸化させることにより、前記DPF装置の温度を上昇させて捕集した粒子状物質を強制燃焼し、該強制燃焼により、目つまり状態から前記DPF装置を再生するように構成されたDPF装置を備えたエンジンにおいて、前記複数の気筒を第1気筒群と第2気筒群に区分して、前記複数の気筒に連結する排気通路部分を、第1気筒群に連結され、かつ、EGR通路を設けた第1排気通路と、第2気筒群に連結され、かつ、EGR通路を設けない第2排気通路に分割して設けると共に、前記制御装置を、前記DPF装置の再生時に、前記第2気筒群の少なくとも一部において、排気ガス中のHC濃度を上昇させるための燃料噴射制御を行うと共に、前記EGR通路に設けたEGR弁を開弁制御するように構成される。 An engine including a DPF device according to the present invention for achieving the above object includes an EGR passage provided with an EGR valve, an exhaust passage provided with the DPF device, a plurality of cylinders, and a valve of the EGR valve. An engine having an opening degree and a control device for controlling fuel injection control. The control device controls fuel injection into the combustion chamber to increase the HC concentration in the exhaust gas, thereby increasing the DPF device. By supplying HC and oxidizing the HC by a catalytic action, the temperature of the DPF device is raised to forcibly burn the collected particulate matter, and the DPF device is regenerated from the eyes, that is, by the forced combustion. In the engine having the DPF device configured to be configured, the plurality of cylinders are divided into a first cylinder group and a second cylinder group, and an exhaust passage portion connected to the plurality of cylinders is defined as the first cylinder group. And a first exhaust passage that is connected to the second cylinder group, and is divided into a second exhaust passage that is not provided with an EGR passage, and the control device includes the DPF device. At the time of regeneration, at least a part of the second cylinder group performs fuel injection control for increasing the HC concentration in the exhaust gas, and controls opening of the EGR valve provided in the EGR passage. The
また、上記のDPF装置を備えたエンジンにおいて、前記第1排気通路と前記第2排気通路とが合流した下流側にターボチャージャのタービンを配置すると共に、該タービンの下流側に前記DPF装置を配置して構成される。 In the engine equipped with the DPF device, a turbocharger turbine is disposed on the downstream side where the first exhaust passage and the second exhaust passage are joined, and the DPF device is disposed on the downstream side of the turbine. Configured.
このDPF装置としては、酸化触媒をDPFの上流側に配置した装置、酸化触媒を触媒担持DPFの上流側に配置した装置、DPFに酸化触媒を担持させた装置、DPFに酸化触媒とPM酸化触媒を担持させた装置等がある。 As this DPF device, a device in which an oxidation catalyst is arranged on the upstream side of the DPF, a device in which the oxidation catalyst is arranged on the upstream side of the catalyst-carrying DPF, a device in which an oxidation catalyst is carried on the DPF, an oxidation catalyst and a PM oxidation catalyst on the DPF There are devices that carry
本発明の排気ガス浄化方法及びDPF装置を備えたエンジンによれば、DPF装置を再生する時に、ポスト噴射やタイミングリタード噴射等の燃料噴射制御を行って、DPF装置に流入する排気ガス中のHC濃度を高める場合において、EGR通路を設けない第2気筒群でこれらの燃料噴射制御を行うため、EGRを行っても、EGRガス中のHC濃度が高まることがないので、各気筒における燃焼を安定でき、また、予期せぬトルク変化、EGRクーラ及びEGR弁へのHC付着による性能劣化も防止できる。 According to the exhaust gas purification method and the engine equipped with the DPF device of the present invention, when regenerating the DPF device, fuel injection control such as post injection and timing retarded injection is performed, and HC in the exhaust gas flowing into the DPF device In the case of increasing the concentration, since the fuel injection control is performed in the second cylinder group not provided with the EGR passage, the HC concentration in the EGR gas does not increase even if the EGR is performed, so that the combustion in each cylinder is stabilized. It is also possible to prevent performance deterioration due to unexpected torque changes and HC adhesion to the EGR cooler and EGR valve.
また、燃料噴射制御により排気ガス中に添加されたHCがEGRガスに導入されずに、ほとんどがDPF装置に流入するので、効率よくDPF装置の温度を上昇できる。 Further, since most of the HC added to the exhaust gas by the fuel injection control flows into the DPF device without being introduced into the EGR gas, the temperature of the DPF device can be increased efficiently.
従って、DPF再生時に、EGRを行って燃焼室におけるNOxの発生を抑制できるので、NOx排出量を減少でき、また、DPF再生に伴う燃費の悪化を抑制できる。 Therefore, EGR can be performed at the time of DPF regeneration to suppress the generation of NOx in the combustion chamber, so that the amount of NOx emission can be reduced, and the deterioration of fuel consumption accompanying DPF regeneration can be suppressed.
次に、図面を参照して本発明に係る排気ガス浄化方法及びDPF装置を備えたエンジンの実施の形態について、酸化触媒と触媒担持DPFとからなるDPF装置を備えたV型エンジンを例にして説明する。 Next, an exhaust gas purification method and an engine equipped with a DPF device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings, taking as an example a V-type engine equipped with a DPF device comprising an oxidation catalyst and a catalyst-supported DPF. explain.
図1に、このDPF装置を備えたエンジン1の構成を示す。このエンジン1はV型エンジンであり、右バンク2Aと左バンク2Bを有している。
FIG. 1 shows the configuration of an
このエンジン1の吸気側には、エアクリーナ(図示しない)、マスエアフローメータ(MAF)11、ターボチャージャ40のコンプレッサー41、インタークーラ12、吸気弁(インテークスロットル)13が配置された吸気通路10が設けられる。この吸気通路10はEGR通路30との合流点14より下流の分岐点15で2つに分岐した第1吸気通路16Aと第2吸気通路16Bになり、それぞれ、右バンク2Aの第1吸気マニホールド17Aと左バンク2Bの第2吸気マニホールド17Bに接続される。
An
また、排気側は、右バンク2Aの第1気筒群の第1排気マニホールド21Aには第1排気通路22Aが接続され、左バンク2Bの第2気筒群の第2排気マニホールド21Bには第2排気通路22Bが接続されている。この第1排気通路22AからEGR通路30が分岐点23で分岐し、エンジン1の吸気通路10の吸気弁13よりも下流側で、かつ、吸気通路10の分岐点15よりも上流側の合流点14に接続されている。このEGR通路30には、EGRガスGeを冷却するためのEGRクーラ31と、EGRのON・OFF制御とEGRガス量を調整するためのEGR弁32とが設けられている。
On the exhaust side, the
この第1排気通路22Aと第2排気通路22Bは、分岐点23よりも下流側の合流部24で第3排気通路25に合流し、この第3排気通路25はターボチャージャ40のタービン42の入口側に接続され、更に、タービン42の出口側に、第4排気通路26が接続される。この第4排気通路26に、DPF装置50が配設される。つまり、第1排気通路22Aと第2排気通路22Bとが合流した下流側にターボチャージャ40のタービン42を配置すると共に、このタービン42の下流側にDPF装置50を配置して構成する。
The
なお、ターボチャージャ40にタービン42の入口が2つになっているツインエントリタイプを用いると、第1排気通路22Aと第2排気通路22Bをそれぞれのエントリ部に接続することができるので、合流用の配管が不要になり、配管が単純化する。
In addition, when the twin entry type with two inlets of the
このDPF装置50は、上流側に白金等の貴金属触媒を担持する酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst )51と、セラミック製のモノリスハニカム型ウォールフロータイプのフィルタ等で形成され、その通路表面に酸化セリウム等のPM酸化触媒を担持した触媒担持DPF(C−DPF:Catalyzed Diesel Particulate Filter )52とからなる。この酸化触媒51は、DPF再生時に、排気ガス中に添加されたHCを触媒作用により酸化させるためのものであり、このHCの酸化によって発生する熱により、触媒担持DPF52を昇温させて、この触媒担持DPF52に捕集されたPMを強制燃焼して触媒担持DPF52を再生する。一方、触媒担持DPF52は、粒子状物質(PM)を捕集すると共に、DPF再生時に、捕集したPMを燃焼除去するためのものである。なお、図1では、貴金属触媒はDPF52と別体で形成されたコンバータ51に担持されているが、この貴金属触媒をもDPF52に担持した一体型のDPF装置であってもよい。
The
そして、エンジン1の燃料噴射制御やEGR弁32の弁開度を調整して、EGRのON・OFFの制御とEGRガス量の制御等を行うエンジンコントロールユニット(ECU)と呼ばれる制御装置(図示しない)が設けられる。この制御装置は、エンジン全般の制御と共にEGR制御やDPF再生制御なども行う。そのため、エンジン回転数やアクセル開度や冷却水温や排気ガス温度等の各種の検出値を入力し、燃料噴射弁(図示しない)やEGR弁32や吸気弁13等に制御信号を出力する。
Then, a control device (not shown) called an engine control unit (ECU) that controls the fuel injection control of the
次に、上記の構成におけるDPF装置を備えたエンジン1における空気A、排気ガスG1,G2,G、及び、EGRガスGeの流れについて説明する。
Next, the flow of air A, exhaust gases G1, G2, G and EGR gas Ge in the
空気Aは、この吸気通路10により、コンプレッサー41で圧縮昇圧した後、インタークーラ12で冷却し、吸気弁13で流量を調整して、右バンク2Aと左バンク2Bの各気筒に供給される。
The air A is compressed and boosted by the
排気ガスに関しては、第1気筒群からの排気ガスG1は第1排気マニホールド21Aと第1排気通路22Aを通り、また、第2気筒群からの排気ガスG2は第2排気マニホールド21Bと第2排気通路22Bを通り、両方の排気ガスG1,G2が合流部24で第3排気通路25に合流し、ターボチャージャ40のタービン42を駆動した後、第4排気通路26のDPF装置50を通過して排気ガスG中のPMを除去されて、浄化された排気ガスGcとなって、図示しない消音器を通って大気中へ放出される。
Regarding the exhaust gas, the exhaust gas G1 from the first cylinder group passes through the
また、EGRガスGeに関しては、第1気筒群の第1排気マニホールド21Aから第1排気通路22Aに排出された排気ガスG1の一部が分岐点23でEGR通路30に分岐され、EGRガスGeとなり、EGRクーラ31で冷却されると共に、EGR弁32でその量を調整されて合流点14から吸気通路10に供給され、分岐点15で第1吸気通路16Aと第2吸気通路16Bに分かれ、第1吸気マニホールド17Aから第1気筒群と、第2吸気マニホールド17Bから第2気筒群の両方に供給される。
As for the EGR gas Ge, a part of the exhaust gas G1 discharged from the
次に、上記の構成におけるDPF装置を備えたエンジン1のDPF再生時における、DPF再生及びEGRについて説明する。
Next, DPF regeneration and EGR at the time of DPF regeneration of the
このDPF再生は、触媒担持DPF52の目つまり状態を触媒担持DPF52の前後の差圧等で検出し、DPFの再生制御が必要であると判定された場合に、第2気筒群の一部又は全部、即ち、少なくとも一部において、ポスト噴射又はタイミングリタード噴射等の燃料噴射制御を行って、排気ガスG2中にHCを添加して、排気中のHC濃度を上げる。それと共に、EGR弁32を開弁制御してEGRを行って、燃焼室におけるNOxの発生を抑制する。このEGRにより、DPF再生をしない時と同程度のNOx排出量を維持できる。
In this DPF regeneration, when the eyes of the catalyst-carrying
即ち、制御装置60を、触媒担持DPF52の再生時に、第2気筒群の少なくとも一部において、排気ガス中のHC濃度を上昇させるための燃料噴射制御を行うと共に、EGR通路30に設けたEGR弁32を開弁制御するように構成する。
That is, the controller 60 performs fuel injection control for increasing the HC concentration in the exhaust gas in at least a part of the second cylinder group during regeneration of the catalyst-carrying
このDPF再生時、第2気筒群の排気ガスG2は第2排気通路22Bとタービン42を経由して、DPF装置50に流入するので、DPF再生のために添加されたHCは、EGRガスGeに含まれることなく、ほぼ全部がDPF装置50に流入する。従って、吸気へのHCの還流をほぼ無くすことができる。そして、このDPF再生のために添加されたHCは、ほぼ全部が酸化触媒51により酸化されるので、このHCの酸化によって発生する熱により、触媒担持DPF52を効率よく昇温できる。そのため、DPF再生に伴う燃費の悪化を抑制できる。
At the time of this DPF regeneration, the exhaust gas G2 of the second cylinder group flows into the
また、このDPF再生時のEGRは、制御装置60によってEGR弁32の弁開度を制御することにより、エンジン1の運転状態に対して予め設定された条件に従って、ON・OFFとEGRガス量が調整され、第1気筒群から第1排気通路22Aに排出された排気ガスG1の一部であるEGRガスGeを第1気筒群と第2気筒群の両方に供給して行われる。
Further, the EGR during the regeneration of the DPF is controlled by controlling the valve opening degree of the
この第1気筒群では、DPF再生のためのポスト噴射(後噴射)やタイミングリタード噴射(遅延噴射)等を行わないので、EGRガスGe中には、これらの燃料噴射制御によって排気ガス中に添加されたHCが含まれない。従って、NOxの発生を抑制するために、各気筒においてDPF再生中にEGRを行っても、DPF再生のために排気ガス中に添加されたHCが燃焼室に再循環されて燃焼されることがない。そのため、燃焼室における燃料量が所望の燃料量でなくなって燃焼が不安定になることが無く、また、予期しないトルク変化を引き起こすことも無く、EGRクーラ及びEGR弁へのHC付着による性能劣化も防ぐ。 In this first cylinder group, post-injection (post-injection), timing retarded injection (delayed injection), etc. for DPF regeneration are not performed, so the EGR gas Ge is added to the exhaust gas by the fuel injection control. HC that has been released is not included. Therefore, in order to suppress the generation of NOx, even if EGR is performed during DPF regeneration in each cylinder, HC added to the exhaust gas for DPF regeneration may be recirculated into the combustion chamber and burned. Absent. For this reason, the amount of fuel in the combustion chamber does not become a desired amount of fuel, combustion does not become unstable, unexpected torque change does not occur, and performance deterioration due to HC adhesion to the EGR cooler and EGR valve also occurs. prevent.
図2に、上記の構成のエンジン1における燃料噴射制御の例を示し、図6に従来例の燃料噴射制御の例を示す。この従来例の場合には、図5に示すように、エンジン1Xにおいて、EGR通路30は、第1排気通路22Aと第2排気通路22Bの合流点24より下流側の第3排気通路25から分岐点23で分岐している。そして、図5及び図6の従来例では、DPF再生時においては、EGR弁32を閉じて、メイン噴射Mとポスト噴射Pを全気筒で行うのに対して、図2の実施例では、DPF再生時においては、EGR弁32を開いて、メイン噴射Mとポスト噴射Pを偶数番号の気筒で行い、奇数番号の気筒では行わない。なお、この実施例の各気筒におけるポスト噴射量は、従来例の各気筒におけるポスト噴射量の倍にしている。
FIG. 2 shows an example of fuel injection control in the
また、図3に、右バンクだけのEGRと左バンクだけのポスト噴射の場合(A)と、DPF再生を行わずにEGRを行った場合(B)と、EGR弁を閉じた場合(C)のNOx排出量の比較を示し、図4に、右バンクだけのEGRと左バンクだけのポスト噴射の場合(A)と、DPF再生を行わずにEGRを行った場合(B)と、両バンクにポスト噴射した場合(D)の吸気通路に還流したHC量の比較を示す。この図3及び図4から、右バンクだけのEGRと左バンクだけのポスト噴射の場合(A)にNOx排出量と吸気通路に還流したHC量が著しく減少することが分かる。 FIG. 3 shows the case of EGR only in the right bank and post injection only in the left bank (A), when EGR is performed without performing DPF regeneration (B), and when the EGR valve is closed (C). FIG. 4 shows a comparison of NOx emission amounts for the right bank and the post-injection only for the left bank (A), and the case where EGR is performed without DPF regeneration (B). Fig. 6 shows a comparison of the amount of HC recirculated to the intake passage when post injection is performed (D). 3 and 4, it can be seen that in the case of EGR only in the right bank and post injection only in the left bank (A), the NOx emission amount and the HC amount recirculated to the intake passage are significantly reduced.
なお、上記の説明では、右バンク2A側にEGR通路30を設けて、左バンク2B側でDPF再生用の燃料噴射制御を行うように構成したが、左右のバンクを入れ換えて、左バンク2B側にEGR通路30を設けて、右バンク2A側でDPF再生用の燃料噴射制御を行うように構成してもよい。
In the above description, the
また、上記の説明では、V型エンジンを例にしているが、V型エンジンに限らず、EGRガスを特定の気筒から分岐して吸気側に還流することが可能であれば、直列エンジン等においても応用できる。特に、直列6気筒エンジンにおいては、ツインエントリタイプのターボチャージャが用いられることが多いので、この場合には、第1気筒群と一方のエントリ部を接続する第1排気通路のエントリ部より上流にEGRガスの分岐部、即ちEGRガスの取り入れ口を設け、他方のエントリ部に接続する第2排気通路に連結されている第2気筒群にポスト噴射等の燃料噴射制御を行うように構成する。 In the above description, the V-type engine is taken as an example. However, the present invention is not limited to the V-type engine. If the EGR gas can be branched from a specific cylinder and returned to the intake side, the in-line engine or the like Can also be applied. In particular, in an in-line 6-cylinder engine, a twin entry type turbocharger is often used. In this case, upstream of the entry part of the first exhaust passage connecting the first cylinder group and one entry part. A branch portion of EGR gas, that is, an intake port for EGR gas is provided, and fuel injection control such as post injection is performed on the second cylinder group connected to the second exhaust passage connected to the other entry portion.
また、EGR通路を両方の気筒群に設けて、DPF再生時においては、時系列的に、交互に一方のEGR通路だけを用いてEGRを行うように構成してもよい。 Further, EGR passages may be provided in both cylinder groups, and during DPF regeneration, EGR may be performed using only one EGR passage alternately in time series.
1 DPF装置を備えたエンジン
10 吸気通路
20 排気通路
22A 第1排気通路
22B 第2排気通路
23 分岐部
24 合流部
25 第3排気通路
26 第4排気通路
30 EGR通路
32 EGR弁
40 ターボチャージャ
42 タービン
50 DPF装置
51 酸化触媒コンバータ(DOC)
52 DPF
60 制御装置
G1,G2,G 排気ガス
Ge EGRガス
DESCRIPTION OF
52 DPF
60 Control device G1, G2, G Exhaust gas Ge EGR gas
Claims (3)
前記DPFの再生時に、前記複数の気筒を第1気筒群と第2気筒群に区分して、前記第1気筒群から排出される排気ガスからのみEGRガスを分岐してEGRを行うと共に、前記第2気筒群の少なくとも一部において、燃焼室への燃料噴射を制御して、排気ガス中のHC濃度を上昇させることを特徴とする排気ガス浄化方法。 By controlling the fuel injection into the combustion chamber and increasing the HC concentration in the exhaust gas with an engine equipped with an EGR passage provided with an EGR valve, an exhaust passage provided with a DPF device, and a plurality of cylinders, By supplying HC to the DPF device and oxidizing the HC by a catalytic action, the particulate matter collected by raising the temperature of the DPF device is forcibly burned, and the forced combustion causes the eye from being clogged. In an engine equipped with a DPF device for regenerating the DPF device,
At the time of regeneration of the DPF, the plurality of cylinders are divided into a first cylinder group and a second cylinder group, EGR gas is branched only from the exhaust gas discharged from the first cylinder group, and EGR is performed. An exhaust gas purification method characterized in that in at least a part of the second cylinder group, fuel injection into the combustion chamber is controlled to increase the HC concentration in the exhaust gas.
前記複数の気筒を第1気筒群と第2気筒群に区分して、前記複数の気筒に連結する排気通路部分を、第1気筒群に連結され、かつ、EGR通路を設けた第1排気通路と、第2気筒群に連結され、かつ、EGR通路を設けない第2排気通路に分割して設けると共に、
前記制御装置を、前記DPF装置の再生時に、前記第2気筒群の少なくとも一部において、排気ガス中のHC濃度を上昇させるための燃料噴射制御を行うと共に、前記EGR通路に設けたEGR弁を開弁制御するように構成したことを特徴とするDPF装置を備えたエンジン。 An engine comprising an EGR passage provided with an EGR valve, an exhaust passage provided with a DPF device, a plurality of cylinders, and a control device for controlling valve opening and fuel injection control of the EGR valve, wherein the control device comprises: By controlling the fuel injection into the combustion chamber and increasing the HC concentration in the exhaust gas, the HC is supplied to the DPF device, and the HC is oxidized by the catalytic action, so that the temperature of the DPF device is increased. In an engine equipped with a DPF device configured to forcibly burn particulate matter collected by raising, and to regenerate the DPF device from the eyes, that is, by the forced combustion,
The plurality of cylinders are divided into a first cylinder group and a second cylinder group, and an exhaust passage portion connected to the plurality of cylinders is connected to the first cylinder group and provided with an EGR passage. And divided into a second exhaust passage connected to the second cylinder group and not provided with an EGR passage,
The control device performs fuel injection control for increasing the HC concentration in the exhaust gas in at least a part of the second cylinder group during regeneration of the DPF device, and includes an EGR valve provided in the EGR passage. An engine equipped with a DPF device, characterized in that the valve opening control is performed.
3. The DPF according to claim 2, wherein a turbine of a turbocharger is disposed on a downstream side where the first exhaust passage and the second exhaust passage merge, and the DPF device is disposed on a downstream side of the turbine. Engine with equipment.
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2004
- 2004-08-06 JP JP2004230844A patent/JP2006046253A/en active Pending
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