JP2007032544A - Exhaust emission control system of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
内燃機関の排気にはNOxなどの有害物質が含まれている。これらの有害物質の排出を
低減するために、内燃機関の排気系に、排気中のNOxを浄化するNOx触媒を含む排気浄化装置を設けることが知られている。
The exhaust gas of an internal combustion engine contains harmful substances such as NOx. In order to reduce the emission of these harmful substances, it is known to provide an exhaust purification device including a NOx catalyst for purifying NOx in exhaust gas in an exhaust system of an internal combustion engine.
ここで、NOx触媒を含む排気浄化装置は、その温度が触媒の活性化温度以上に維持さ
れた状態で排気中のNOxを浄化することが可能となる。従って、内燃機関の冷間始動時
においては、排気浄化装置の温度が触媒の活性化温度に達しておらず、充分に排気中のNOxを浄化することが困難となり、エミッションが悪化する場合がある。そのため、内燃
機関の冷間始動時においては、排気浄化触媒の温度を早期に上昇させて触媒の活性化温度以上とし、排気中のNOxを浄化可能な状態にする必要がある。
Here, the exhaust gas purification apparatus including the NOx catalyst can purify NOx in the exhaust gas in a state where the temperature is maintained at or above the activation temperature of the catalyst. Therefore, at the time of cold start of the internal combustion engine, the temperature of the exhaust purification device does not reach the activation temperature of the catalyst, and it becomes difficult to sufficiently purify NOx in the exhaust, and the emission may deteriorate. . Therefore, at the time of cold start of the internal combustion engine, it is necessary to raise the temperature of the exhaust purification catalyst at an early stage so as to be equal to or higher than the activation temperature of the catalyst so that NOx in the exhaust can be purified.
一方、上述のような排気浄化装置に関して、内燃機関が複数の気筒群を有する場合には、複数の気筒群からの排気が合流した合流点より下流にデュアル構成の排気浄化装置を配置する構成が公知である(例えば、特許文献1参照。)。このような排気浄化システムにおいても、冷間始動時においては、デュアル構成の排気浄化装置の温度を早期に上昇させる必要があった。
本発明の目的とするところは、内燃機関の複数の気筒群からの排気を浄化する排気浄化システムにおいて、内燃機関の冷間始動時に、排気浄化システム内の触媒をより早期に活性化できる技術を提供することである。 An object of the present invention is to provide a technology capable of activating a catalyst in an exhaust purification system earlier in a cold start of the internal combustion engine in an exhaust purification system for purifying exhaust from a plurality of cylinder groups of the internal combustion engine. Is to provide.
上記目的を達成するための本発明は、各気筒群からの排気通路を複数に分岐させて、内燃機関の冷間始動時においては、分岐された複数の排気通路の一部について排気の流通量を減少させ、排気全体としての外部への放熱量を減少させることにより、排気浄化装置に導入される排気の温度を高温に維持することを最大の特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention divides an exhaust passage from each cylinder group into a plurality of parts, and at the time of cold start of the internal combustion engine, the flow rate of exhaust gas for a part of the branched exhaust passages. The main feature is that the temperature of the exhaust gas introduced into the exhaust gas purification apparatus is maintained at a high temperature by reducing the amount of heat released to the outside as a whole exhaust gas.
より詳しくは、内燃機関の複数の気筒群から排出される排気が通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気を浄化する一または複数の排気浄化装置と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記排気通路は、
前記複数の気筒群の各々に接続され、該各気筒群から排出される排気が通過する前記気筒群の数と同数の気筒群直結排気通路と、
前記気筒群直結排気通路が分岐することにより、該気筒群直結排気通路の各々に対して同数ずつ形成された気筒群毎分岐通路と、
前記気筒群直結排気通路の各々から分岐した複数の気筒群毎分岐通路のうちの1本ずつを、全ての前記気筒群直結排気通路について合流させることにより、一の気筒群に対して形成された気筒群毎分岐通路の数と同数形成された混合排気通路と、
前記混合排気通路の全てが合流することにより形成された合流混合排気通路と、
前記混合排気通路の少なくとも一に設けられ、該混合排気通路を通過する排気の量を制
御する排気量制御手段と、
を有し、
前記合流混合排気通路を通過する排気が前記排気浄化装置に導入され、
前記内燃機関の冷間始動開始後の所定期間に亘り、前記排気量制御手段が前記混合排気通路の少なくとも一を通過する排気の量を低減させることを特徴とする。
More specifically, an exhaust passage through which exhaust discharged from a plurality of cylinder groups of the internal combustion engine passes,
One or more exhaust purification devices provided in the exhaust passage and purifying the exhaust;
An exhaust purification system for an internal combustion engine comprising:
The exhaust passage is
A cylinder group directly connected exhaust passage connected to each of the plurality of cylinder groups and having the same number of cylinder groups through which exhaust discharged from each cylinder group passes;
A branch passage for each cylinder group formed by dividing the cylinder group directly connected exhaust passage by the same number with respect to each of the cylinder group directly connected exhaust passages;
A single cylinder group is formed by merging one of a plurality of cylinder group branch passages branched from each of the cylinder group direct exhaust passages with respect to all the cylinder group direct exhaust passages. A mixed exhaust passage formed in the same number as the number of branch passages per cylinder group;
A combined mixed exhaust passage formed by joining all of the mixed exhaust passages;
An exhaust amount control means provided in at least one of the mixed exhaust passages for controlling the amount of exhaust gas passing through the mixed exhaust passage;
Have
Exhaust gas passing through the merged mixed exhaust passage is introduced into the exhaust gas purification device,
The exhaust amount control means reduces the amount of exhaust gas passing through at least one of the mixed exhaust passages for a predetermined period after the cold start of the internal combustion engine.
すなわち、内燃機関の各気筒群から排出された排気を分岐して複数の気筒群毎分岐通路を通過させ、内燃機関の冷間始動時には、一部の気筒群毎分岐通路を通過する排気については、排気量制御手段によって排気の量を低減させる。これにより、内燃機関からの排気は、排気量制御手段が設けられていない気筒群毎分岐通路を集中的に通過することとなる。 That is, the exhaust discharged from each cylinder group of the internal combustion engine is branched and allowed to pass through a plurality of cylinder group branch passages, and when the internal combustion engine is cold started, the exhaust passing through some of the cylinder group branch passages is The amount of exhaust is reduced by the exhaust amount control means. As a result, the exhaust from the internal combustion engine intensively passes through the branch passages for each cylinder group in which the exhaust amount control means is not provided.
そうすれば、内燃機関からの排気全体で見ると、気筒群毎分岐通路を通過する際に外部と接する面の表面積を相対的に小さくすることができる。その結果、内燃機関からの排気全体としての外部への放熱量を低減することができ、相対的に排気浄化装置に導入される排気の温度を上昇させることができる。従って、内燃機関の冷間始動時にも早期に排気浄化装置の温度を上昇させることができ、エミッションの悪化を抑制することができる。 If it does so, when it sees in the whole exhaust_gas | exhaustion from an internal combustion engine, when passing the branch passage for every cylinder group, the surface area of the surface which contacts the exterior can be made relatively small. As a result, the amount of heat radiation to the outside as the entire exhaust from the internal combustion engine can be reduced, and the temperature of the exhaust introduced into the exhaust purification device can be relatively increased. Therefore, the temperature of the exhaust emission control device can be raised at an early stage even during a cold start of the internal combustion engine, and deterioration of emissions can be suppressed.
ここで所定期間とは、この期間に亘り排気量制御手段によって前記混合排気通路の少なくとも一を通過する排気の量を低減させることにより、充分早期に排気浄化装置を高温にできると判断される期間であり、事前に一定値として実験的に求められた値を用いてもよいし、内燃機関の初期水温や運転状態によって異なった値を選択するようにしてもよい。あるいは前記所定期間は、排気浄化装置の暖機が終了するまでの期間とし、それまでの間、前記混合排気通路の少なくとも一を通過する排気の量を低減させ続けるようにしてもよい。 Here, the predetermined period is a period during which it is determined that the exhaust purification device can be brought to a high temperature sufficiently early by reducing the amount of exhaust passing through at least one of the mixed exhaust passages by the exhaust amount control means. Therefore, a value experimentally obtained as a constant value in advance may be used, or a different value may be selected depending on the initial water temperature and the operating state of the internal combustion engine. Alternatively, the predetermined period may be a period until the warm-up of the exhaust gas purification apparatus ends, and during that period, the amount of exhaust gas passing through at least one of the mixed exhaust passages may be continuously reduced.
またここで排気量制御手段としては、例えば排気絞り弁、三方弁などの弁装置の他、シャッター装置などを例示することができる。 Here, examples of the exhaust amount control means include valve devices such as an exhaust throttle valve and a three-way valve, as well as a shutter device.
また、本発明においては、前記内燃機関の冷間始動開始後における積算吸入空気量または積算燃料噴射量を推定し、
前記所定期間を、冷間始動開始から該積算吸入空気量または積算燃料噴射量の推定値が所定値を超えるまでの期間とし、
前記内燃機関の冷間始動開始から前記所定期間が経過した後に、前記排気量制御手段が前記混合排気通路を通過する排気の量を増加させるようにしてもよい。
In the present invention, the integrated intake air amount or the integrated fuel injection amount after the cold start of the internal combustion engine is estimated,
The predetermined period is a period from the start of cold start until the estimated value of the integrated intake air amount or the integrated fuel injection amount exceeds a predetermined value,
The exhaust amount control means may increase the amount of exhaust gas passing through the mixed exhaust passage after the predetermined period has elapsed since the cold start of the internal combustion engine.
ここで、内燃機関の冷間始動開始後における積算吸入空気量を推定するようにした場合には、前記所定値とは、内燃機関の冷間始動開始後これだけの空気を吸入した際には、充分に排気浄化装置が昇温し、暖機が完了したと判断できる閾値としての積算吸入空気量である。一方、同様に積算燃料噴射量を推定するようにした場合には、前記所定値とは、内燃機関の冷間始動開始後、これだけの燃料を噴射した際には、充分に排気浄化装置が昇温し、暖機が完了したと判断できる閾値としての積算燃料噴射量である。 Here, in the case where the cumulative intake air amount after the cold start of the internal combustion engine is estimated, the predetermined value is the time when the air is sucked in after this start of the cold start of the internal combustion engine. This is the integrated intake air amount as a threshold at which it can be determined that the exhaust purification device has sufficiently warmed up and has been warmed up. On the other hand, when the integrated fuel injection amount is estimated in the same manner, the predetermined value means that the exhaust purification device is sufficiently raised when such an amount of fuel is injected after the cold start of the internal combustion engine is started. This is the integrated fuel injection amount as a threshold value that can be determined as warming up and warming up completed.
すなわち、上記によれば、排気浄化装置の温度が充分に上昇するまでの期間、前記排気量制御手段が、該排気制御手段が設けられた前記混合排気通路を通過する排気の量を低減させ続ける。従って、排気浄化装置を効率的に昇温することができる。また、不必要に長い期間、排気量制御手段が混合排気通路を通過する排気の量を低減させないので、内燃機関の排気の流量を不必要に制限せず、内燃機関がとりうる運転状態や出力が制限されることを抑制できる。 That is, according to the above, during the period until the temperature of the exhaust purification device sufficiently rises, the exhaust amount control means continues to reduce the amount of exhaust passing through the mixed exhaust passage provided with the exhaust control means. . Therefore, the temperature of the exhaust purification device can be raised efficiently. Further, since the exhaust amount control means does not reduce the amount of exhaust gas passing through the mixed exhaust passage for an unnecessarily long period, it does not unnecessarily limit the exhaust flow rate of the internal combustion engine, and the operating state and output that the internal combustion engine can take Can be restricted.
また、本発明においては、前記排気量制御手段は、前記混合排気通路の少なくとも一に設けられた排気絞り弁であり、該排気絞り弁が開閉することにより前記混合排気通路の少なくとも一を通過する排気の量を増加または減少させ、
前記排気浄化装置の上流側および/または下流側に、加熱により活性化された状態で排気の空燃比を検出可能な空燃比センサをさらに備え、
前記所定期間中に前記排気絞り弁が開弁する際には前記空燃比センサの加熱を停止するようにしてもよい。
In the present invention, the exhaust amount control means is an exhaust throttle valve provided in at least one of the mixed exhaust passages, and passes through at least one of the mixed exhaust passages when the exhaust throttle valve opens and closes. Increase or decrease the amount of exhaust,
An air-fuel ratio sensor capable of detecting the air-fuel ratio of the exhaust in a state activated by heating on the upstream side and / or downstream side of the exhaust purification device;
When the exhaust throttle valve opens during the predetermined period, heating of the air-fuel ratio sensor may be stopped.
ここで、排気浄化装置において効率的にNOxの浄化を図るためには、内燃機関からの
排気の空燃比を精度よく制御することが望ましい。そのために本発明においては、前記排気浄化装置の上流側および/または下流側に、加熱により活性化された状態で排気の空燃比を検出可能な空燃比センサをさらに備える。また、前記排気量制御手段は、前記混合排気通路の少なくとも一に設けられた排気絞り弁とし、該排気絞り弁の開閉により、混合排気通路を通過する排気の量を制御する。
Here, in order to efficiently purify NOx in the exhaust purification device, it is desirable to accurately control the air-fuel ratio of the exhaust from the internal combustion engine. For this purpose, the present invention further includes an air-fuel ratio sensor capable of detecting the air-fuel ratio of the exhaust while being activated by heating, on the upstream side and / or downstream side of the exhaust purification device. The exhaust amount control means is an exhaust throttle valve provided in at least one of the mixed exhaust passages, and controls the amount of exhaust gas passing through the mixed exhaust passage by opening and closing the exhaust throttle valve.
このような場合、排気の昇温効果のみを考慮すると、理想的には内燃機関の冷間始動時の前記所定期間の全期間において排気絞り弁を閉弁するようにし、前記所定期間の経過後に排気絞り弁を開弁するようにするのがよい。しかし、その場合には、排気絞り弁を閉弁している期間中に、排気絞り弁で堰き止められた排気が冷却されて混合排気通路に凝縮水が発生する場合がある。そのような凝縮水が存在する状態で排気絞り弁を開弁すると、流通を開始した排気によって凝縮水が下流側に飛散して空燃比センサに付着し、その際の熱衝撃によって空燃比センサが破損する場合があった。 In such a case, considering only the exhaust gas temperature rising effect, the exhaust throttle valve is ideally closed in the entire period of the predetermined period when the internal combustion engine is cold-started. It is preferable to open the exhaust throttle valve. However, in that case, during the period when the exhaust throttle valve is closed, the exhaust blocked by the exhaust throttle valve may be cooled and condensed water may be generated in the mixed exhaust passage. When the exhaust throttle valve is opened in the presence of such condensed water, the condensed water is scattered downstream by the exhaust that has started to flow and adheres to the air-fuel ratio sensor. There was a case where it was damaged.
これに対し、本発明においては、前記排気絞り弁が開弁する際には前記空燃比センサの加熱を停止するようにしたので、凝縮水が下流側に飛散する時点では空燃比センサの温度は低下している。従って、凝縮水が付着した際の熱衝撃による空燃比センサの破損を抑制できる。 On the other hand, in the present invention, the heating of the air-fuel ratio sensor is stopped when the exhaust throttle valve is opened, so that the temperature of the air-fuel ratio sensor is at the time when the condensed water is scattered downstream. It is falling. Therefore, damage to the air-fuel ratio sensor due to thermal shock when condensed water adheres can be suppressed.
また、この際には、空燃比センサの加熱の停止後、所定の遅れ時間の経過後に排気絞り弁が開弁するようにしてもよい。そうすれば、排気絞り弁が開弁した時点でより確実に空燃比センサの温度を低下させることができ、より確実に空燃比センサの熱衝撃による破損を抑制することができる。 In this case, the exhaust throttle valve may be opened after a lapse of a predetermined delay time after the heating of the air-fuel ratio sensor is stopped. By doing so, the temperature of the air-fuel ratio sensor can be more reliably lowered when the exhaust throttle valve is opened, and damage to the air-fuel ratio sensor due to thermal shock can be more reliably suppressed.
また、本発明においては、前記所定期間の少なくとも一部において、前記排気絞り弁を開弁するとともに前記加熱を停止する動作と、前記排気絞り弁を閉弁するとともに前記加熱を開始する動作とを交互に繰り返すようにしてもよい。 In the present invention, at least part of the predetermined period, the exhaust throttle valve is opened and the heating is stopped, and the exhaust throttle valve is closed and the heating is started. You may make it repeat alternately.
そうすれば、前記所定期間中にも少しずつ前記排気絞り弁が設けられた混合排気通路に排気を流すことができ、前記排気絞り弁付近における前記混合排気通路の温度を上昇させることができる。そうすれば、前記所定期間中にも、前記排気絞り弁付近における前記混合排気通路の温度を露点温度付近またはそれ以上にすることができる。その結果、排気絞り弁を開弁する際の凝縮水の空燃比センサへの付着を、より確実に抑制することができる。 Then, exhaust gas can be made to flow gradually through the mixed exhaust passage provided with the exhaust throttle valve even during the predetermined period, and the temperature of the mixed exhaust passage in the vicinity of the exhaust throttle valve can be increased. Then, even during the predetermined period, the temperature of the mixed exhaust passage in the vicinity of the exhaust throttle valve can be set near or above the dew point temperature. As a result, adhesion of condensed water to the air-fuel ratio sensor when the exhaust throttle valve is opened can be more reliably suppressed.
また、本発明においては、前記排気浄化装置の上流側及び下流側に空燃比センサを備え、
前記排気浄化装置の上流側の空燃比センサの加熱を停止する場合には、前記排気浄化装置の下流側の空燃比センサの出力を用いて前記内燃機関の空燃比制御を行うようにしてもよい。
In the present invention, an air-fuel ratio sensor is provided on the upstream side and the downstream side of the exhaust purification device,
When heating of the air-fuel ratio sensor upstream of the exhaust purification device is stopped, the air-fuel ratio control of the internal combustion engine may be performed using the output of the air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification device. .
すなわち、排気浄化装置の上流側の空燃比センサに対する加熱を停止している状態では、排気浄化装置に導入される排気の空燃比を正確に検出することができない。従って、この状態においては、排気浄化装置の下流側の空燃比センサの出力を用いて内燃機関における排気の空燃比の制御を行う。ここで、排気浄化装置の下流側には前述の凝縮水が飛散しづらいので、排気浄化装置の下流側の空燃比センサの加熱は、前記排気絞り弁の開閉に係らず継続することがきる。 That is, in the state where the heating of the air-fuel ratio sensor upstream of the exhaust purification device is stopped, the air-fuel ratio of the exhaust gas introduced into the exhaust purification device cannot be accurately detected. Therefore, in this state, the air-fuel ratio of the exhaust gas in the internal combustion engine is controlled using the output of the air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification device. Here, since the above-mentioned condensed water is hardly scattered on the downstream side of the exhaust purification device, the heating of the air-fuel ratio sensor on the downstream side of the exhaust purification device can be continued regardless of opening and closing of the exhaust throttle valve.
これにより、前記排気絞り弁の開閉状態にかかわらず内燃機関の空燃比の制御を継続することができ、内燃機関のエミッションの悪化を抑制することができる。 Thereby, control of the air-fuel ratio of the internal combustion engine can be continued regardless of the open / closed state of the exhaust throttle valve, and the deterioration of the emission of the internal combustion engine can be suppressed.
また、本発明においては、前記上流側の空燃比センサの加熱を停止中に前記排気絞り弁が設けられた前記混合排気通路の温度が露点温度以上になった場合には、前記排気浄化装置の上流側の空燃比センサの加熱を開始するとともに、前記排気浄化装置の上流側の空燃比センサの出力を用いて前記内燃機関の空燃比制御を行うようにしてもよい。 Further, in the present invention, when the temperature of the mixed exhaust passage provided with the exhaust throttle valve becomes a dew point temperature or higher while the heating of the upstream air-fuel ratio sensor is stopped, the exhaust purification device The heating of the upstream air-fuel ratio sensor may be started, and the air-fuel ratio control of the internal combustion engine may be performed using the output of the upstream air-fuel ratio sensor of the exhaust purification device.
すなわち、前記排気絞り弁が設けられた混合排気通路の温度が露点温度以上になった場合には、排気絞り弁の開閉状態に係らず、排気浄化装置の上流側の空燃比センサを加熱しても、凝縮水自体が存在しないため空燃比センサの破損が発生しない。一方、内燃機関の空燃比制御の観点からは、より空燃比の変化に対する検出遅れが少ない排気浄化装置の上流側の空燃比センサの出力を用いて空燃比制御をすることが望ましい。 That is, when the temperature of the mixed exhaust passage provided with the exhaust throttle valve becomes equal to or higher than the dew point temperature, the air-fuel ratio sensor upstream of the exhaust purification device is heated regardless of whether the exhaust throttle valve is open or closed. However, since the condensed water itself does not exist, the air-fuel ratio sensor is not damaged. On the other hand, from the viewpoint of air-fuel ratio control of the internal combustion engine, it is desirable to perform air-fuel ratio control using the output of the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the exhaust gas purification device with less detection delay with respect to changes in the air-fuel ratio.
従って、前記上流側の空燃比センサの加熱を停止中であっても、前記排気絞り弁が設けられた混合排気通路の温度が露点温度以上になった場合には、排気浄化装置の上流側の空燃比センサの加熱を開始するとともに、排気浄化装置の上流側の空燃比センサの出力を用いて内燃機関の空燃比制御を行うようにしてもよい。そうすれば、凝縮水の存在しない状況においては、前記上流側の空燃比センサを優先的に用いて空燃比制御を行うことができ、空燃比の制御をより正確に行うことができる。 Therefore, even when the heating of the upstream air-fuel ratio sensor is stopped, if the temperature of the mixed exhaust passage provided with the exhaust throttle valve becomes equal to or higher than the dew point temperature, the upstream side of the exhaust purification device The heating of the air-fuel ratio sensor may be started and the air-fuel ratio control of the internal combustion engine may be performed using the output of the air-fuel ratio sensor upstream of the exhaust purification device. Then, in the situation where condensed water does not exist, the air-fuel ratio control can be performed using the upstream air-fuel ratio sensor preferentially, and the air-fuel ratio can be controlled more accurately.
また、本発明においては、前記排気量制御手段は、前記混合排気通路の少なくとも一に設けられた排気絞り弁であり、該排気絞り弁が開閉することにより前記混合排気通路を通過する排気の量を増加または減少させ、
前記排気浄化装置の上流側および/または下流側に、加熱により活性化された状態で排気の空燃比を検出可能な空燃比センサをさらに備え、
前記所定期間における前記内燃機関の冷間始動開始直後には、前記排気絞り弁を開弁させるとともに、前記空燃比センサの加熱は停止させ、
前記所定期間中において前記排気絞り弁が設けられた混合排気通路の温度が露点温度以上になった場合に、前記上流側空燃比センサの加熱を行うとともに、前記排気絞り弁を閉弁するようにしてもよい。
In the present invention, the exhaust amount control means is an exhaust throttle valve provided in at least one of the mixed exhaust passages, and the amount of exhaust gas that passes through the mixed exhaust passage when the exhaust throttle valve opens and closes Increase or decrease
An air-fuel ratio sensor capable of detecting the air-fuel ratio of the exhaust in a state activated by heating on the upstream side and / or downstream side of the exhaust purification device;
Immediately after the start of cold start of the internal combustion engine in the predetermined period, the exhaust throttle valve is opened, and heating of the air-fuel ratio sensor is stopped,
When the temperature of the mixed exhaust passage provided with the exhaust throttle valve becomes a dew point temperature or higher during the predetermined period, the upstream air-fuel ratio sensor is heated and the exhaust throttle valve is closed. May be.
そうすれば、混合排気通路の温度が露点温度以上になってから上流側空燃比センサの加熱を行うので、凝縮水が上流側ヒータに付着することをより確実に抑制することができる。 Then, since the upstream air-fuel ratio sensor is heated after the temperature of the mixed exhaust passage becomes equal to or higher than the dew point temperature, it is possible to more reliably suppress the condensed water from adhering to the upstream heater.
また、本発明においては、前記複数の気筒群の各々は、前記内燃機関に設けられた複数のバンクの各々を形成するようにしてもよい。そうすれば、例えばV型内燃機関における各々のバンクからの排気に対し、上記発明を好適に適用することができる。 In the present invention, each of the plurality of cylinder groups may form each of a plurality of banks provided in the internal combustion engine. If it does so, the said invention can be applied suitably with respect to the exhaust_gas | exhaustion from each bank in a V-type internal combustion engine, for example.
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。 The means for solving the problems in the present invention can be used in combination as much as possible.
本発明にあっては、内燃機関の複数の気筒群からの排気を浄化する排気浄化システムにおいて、内燃機関の冷間始動時に、排気浄化システム内の触媒をより早期に活性化させることができる。 In the present invention, in the exhaust purification system that purifies exhaust from a plurality of cylinder groups of the internal combustion engine, the catalyst in the exhaust purification system can be activated earlier when the internal combustion engine is cold started.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る排気浄化システムの概略構成を示す図である。図1においては、右バンクと左バンクの2つのバンクを備えた例えばV型内燃機関に係る排気浄化システムを想定している。図1における右初段排気浄化装置10には図示しない右バンクからの排気が流入し、冷間時における排気の浄化を行う。同様に、左初段排気浄化装置50には図示しない左バンクからの排気が流入し、冷間時における排気の浄化を行う。また、図1における右排気管1には右初段排気浄化装置10を通過した排気が流入する。また、左排気管51には、左初段排気浄化装置50を通過した排気が流入する。右排気管1は途中で2つの右分岐管2a、2bに分岐し、同様に左分岐管51は2つの左分岐管52a、52bに分岐する。
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of an exhaust purification system according to the present embodiment. In FIG. 1, an exhaust purification system for a V-type internal combustion engine, for example, having two banks, a right bank and a left bank, is assumed. Exhaust gas from a right bank (not shown) flows into the right first-stage exhaust
ここで、右排気管1及び左排気管51は気筒群直結排気通路に相当する。右分岐管2a、2b及び左分岐管52a、52bは気筒群毎分岐通路に相当する。
Here, the right exhaust pipe 1 and the
上記の排気浄化システムのより下流側においては、右分岐管2a及び左分岐管52aが合流して右混合管3を形成する。一方、右分岐管2b及び左分岐管52bが合流して左混合管53を形成する。そして、さらに下流側においては右混合管3及び左混合管53が一旦合流されて合流混合管5が形成されている。そして、合流混合管5が再度分岐された右第2混合管6、左第2混合管56に対して、右主排気浄化装置4、左主排気浄化装置54が設けられている。ここで右混合管3及び左混合管53は混合排気通路に相当する。合流混合管5は合流混合排気通路に相当する。
On the downstream side of the exhaust purification system, the
本実施例における右初段排気浄化装置10、左初段排気浄化装置50は三元触媒を含んでいる。ここで三元触媒は、理論空燃比付近で燃焼させた排気中のCO、HC、NOxを
、CO2、H2O及びN2にする触媒であり、例えばPtとRhの混合物、又はPtとPd
とRhの混合物をアルミナに担持させたものとして使用することができる。
The right first-stage
And a mixture of Rh can be used as those supported on alumina.
一方、本実施例における右主排気浄化装置4、左主排気浄化装置54は、吸蔵還元型NOx触媒を含んでいる。この吸蔵還元型NOx触媒は、アルミナを担体とし、その担体上にK、Na、Liなどのアルカリ金属とBa、Caなどのアルカリ土類金属と、La、Yなどの希土類とから選択された少なくとも一つと、Ptなどの貴金属とを担持して構成されている。
On the other hand, the right main
また、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の上流側である合流混合管5には、ヒータへの通電によって加熱され、内部のセンサ素子が活性化した状態において酸素濃度の検出が可能な上流側O2センサ8が備えられている。同様に、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の下流側の合流部分には下流側O2センサ9が備えられている。さらに、左混合管53には、開閉動作によって左混合管53を通過する排気の量を制御する排気絞り弁7が備えられている。ここで上流側センサ8、下流側センサ9は空燃比センサに、排気絞り弁7は排気量制御手段に相当する。
Further, the merging and mixing
なお、本排気浄化システムにおいては、右前段排気浄化装置10及び左前段排気浄化装置50近傍に図示しないA/Fセンサが備えられている。右バンク及び左バンクからの排気の空燃比は、このA/Fセンサの出力を用いたメインフィードバック制御と、上記上流側O2センサ8または下流側O2センサ9の出力を用いたサブフィードバック制御とによって制御されている。
In the exhaust purification system, an A / F sensor (not shown) is provided in the vicinity of the right front
ここで、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54において効率よくNOxを吸蔵
することが可能な温度範囲は、略350℃〜450℃とされている。これに対し、内燃機関の冷間始動時においては、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の温度が上記温度範囲より低いため、NOxの浄化効率が低下しエミッションが悪化する場合があった
。
Here, the temperature range in which NOx can be efficiently stored in the right main
そこで本実施例では、内燃機関の冷間始動の開始後の、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54のNOx浄化効率が低い状態においては、排気絞り弁7を閉弁することと
した。そうすれば、右分岐管2b及び左分岐管52bを排気が通過できなくなり、それらを通過するはずであった排気が、右分岐管2a及び左分岐管52aを集中的に通過することとなる。そうすれば、内燃機関からの排気全体が通過する排気通路の表面積が小さくなり、排気通路の外部に放出される排気熱が減少する。その結果、排気の温度を高温のまま維持することができ、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の温度を早期に上昇させることができる。
Therefore, in the present embodiment, the
図2は、上述した排気浄化システムの冷間始動時における制御について示したタイムチャートである。上側に示すのは内燃機関の始動開始前後における触媒暖機完了フラグの変化、下側に示すのは排気絞り弁7の開閉動作である。ここで触媒暖機完了フラグとは、内燃機関の始動開始後における積算吸入空気量が暖機完了空気量に達した場合にONされるフラグである。また暖機完了空気量とは、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の温度が充分に上昇しており、充分な排気浄化効率が得られると判断できる吸入空気量の積算値であり、予め実験的に求められる。なお、暖機完了空気量は内燃機関の冷間始動開始後における積算吸入空気量を推定するようにした場合の所定値に相当する。
FIG. 2 is a time chart showing the control during the cold start of the exhaust purification system described above. The upper side shows the change in the catalyst warm-up completion flag before and after the start of the internal combustion engine, and the lower side shows the opening / closing operation of the
図2中の時点t1において内燃機関の始動が開始されるとする。その時点で排気絞り弁7は閉弁する。また、その時点から、内燃機関の積算吸気量の検出が開始される。そして時点t2において触媒暖機完了フラグがONしたとすると、その時点において排気絞り弁7が開弁する。
It is assumed that the internal combustion engine is started at time t1 in FIG. At that time, the
本実施例によれば、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の温度が充分に上昇しており、充分な排気浄化効率が得られるようになるまでは、排気絞り弁7を閉弁する。従って、内燃機関からの排気が通過する通路を、右分岐管2a、2b及び左分岐管52a、52bのうち右分岐管2a及び左分岐管52aに集中させることができる。そうすると、排気から各分岐管の外部への熱放出量を相対的に低減することができ、排気を高温に維持することができる。結果として、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の温度を効率的に上昇させることができる。なお、本実施例において時点t1から時点t2までの期間、すなわち内燃機関の冷間始動の開始から触媒暖機完了フラグがONするまでの期間が所定期間に相当する。
According to the present embodiment, the
次に本発明における実施例2について説明する。本実施例においては、内燃機関の冷間始動時において、排気浄化装置の暖機を促進するとともにO2センサの被水による破損を予防する例について説明する。 Next, a second embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example will be described in which warm-up of the exhaust purification device is promoted and the O 2 sensor is prevented from being damaged by being wet when the internal combustion engine is cold-started.
図3は本実施例に係る排気浄化システムの冷間始動時における制御について示したタイムチャートである。 FIG. 3 is a time chart showing control at the time of cold start of the exhaust purification system according to the present embodiment.
図3においては、時点t3において内燃機関の始動が開始されたとする。そうすると実施例1と同様、排気絞り弁7が閉弁するとともに積算吸入空気量の検出が開始される。さらに、本実施例においては、アクセルの踏み込み量を推定するために、吸入空気量の検出が開始される。なお、本実施例においては、検出された吸入空気量が閉弁限界空気量を超えると、排気絞り弁開弁フラグがONされるようになっている。閉弁限界空気量とは、吸入空気量がこの値を超えると排気絞り弁7を閉弁した状態では内燃機関の出力が制限され、または排気が高温になり過ぎると判断される吸入空気量の値であり、予め実験的に求められる。
In FIG. 3, it is assumed that the start of the internal combustion engine is started at time t3. Then, as in the first embodiment, the
次に時点t4において上流側O2センサ8のセンサ素子を加熱するためのヒータへの通電がONされる。これにより上流側O2センサ8のセンサ素子が活性化され酸素濃度の検出が可能となる。 Next, energization to the heater for heating the sensor element of the upstream O 2 sensor 8 is turned on at time t4. As a result, the sensor element of the upstream O 2 sensor 8 is activated and the oxygen concentration can be detected.
次に、時点t5において、アクセルが急激に踏み込まれることにより排気絞り弁開弁フラグがONしたとする。この場合には、排気絞り弁7が閉弁した状態のままだと上述のような不具合が生じるおそれがあるので、排気絞り弁7を開弁する。
Next, it is assumed that the exhaust throttle valve opening flag is turned ON by suddenly depressing the accelerator at time t5. In this case, if the
但し、本実施例においては、排気絞り弁開弁フラグがONしても直ちに排気絞り弁7を開弁しない。まず、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFする。そして、時間遅れΔtを設けた後、上流側O2センサ8の温度が充分に低下してから排気絞り弁7を開弁する。次に、時点t6において排気絞り弁開弁フラグがOFFした際には、排気絞り弁7を閉弁すると同時に上流側O2センサ8のヒータへの通電をONする。なお、ここでいうΔtは、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFしてから、上流側O2センサ8の温度が充分に低下するのに必要な時間であり、所定の遅れ時間に相当する。
However, in this embodiment, even if the exhaust throttle valve opening flag is turned on, the
次にt7において触媒暖機完了フラグがONした場合には、実施例1と同様排気絞り弁7を開弁する。なお触媒暖機完了フラグがONした時点では、左混合管53における排気絞り弁7近傍の温度が既に高温であることにより、あるいはこれ以前に排気絞り弁7が開閉動作をしたことにより、凝縮水は殆ど存在していないと判断できる。従って、この時点では上流側O2センサ8のヒータへの通電はOFFしないこととしている。
Next, when the catalyst warm-up completion flag is turned on at t7, the
このように、本実施例においては、触媒暖気完了フラグがOFFしている間に排気絞り弁7を開弁させる場合には必ず上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFすることとしている。従って、左混合管53に溜まった凝縮水が排気絞り弁7の開弁に伴って飛散し、上流側O2センサ8に付着したとしても、上流側O2センサ8が破損することを抑制できる。
Thus, in this embodiment, when the
次に、本実施例における排気絞り弁7の開閉及び上流側O2センサ8のヒータへの通電の制御に関わる他の態様について説明する。
Next, another aspect related to the control of the opening / closing of the
本態様においては、触媒暖機完了フラグかOFFしている間に、排気絞り弁7を開弁するとともに上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFする動作と、排気絞り弁7を閉弁するとともに上流側O2センサ8のヒータへの通電をONする動作とを繰り返し実行する制御について説明する。
In this embodiment, while the catalyst warm-up completion flag is OFF, the
図4は本態様に係る排気浄化システムの冷間始動時における制御について示したタイムチャートである。図4中の時点t8において、内燃機関の始動が開始するとする。次に時
点t9において上流側O2センサ8のヒータへの通電をONする。そして時点t10において、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFするとともに、時間遅れΔtの後排気絞り弁7を開弁する。次に、時点t11においては、上流側O2センサ8のヒータへの通電をONするとともに排気絞り弁7を閉弁する。さらに時点t12においては、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFするとともに、時間遅れΔtの後排気絞り弁7を開弁する。
FIG. 4 is a time chart showing the control at the time of cold start of the exhaust purification system according to this aspect. It is assumed that the internal combustion engine starts to be started at time t8 in FIG. Next, energization to the heater of the upstream O 2 sensor 8 is turned on at time t9. At time t10, the energization of the heater of the upstream O 2 sensor 8 is turned off, and the
そして、時点t13において触媒暖機完了フラグがONした際には、左混合管53の排気絞り弁7近傍には既に凝縮水は存在しないと判断できるので、排気絞り弁7の開弁状態を維持するとともに上流側O2センサ8のヒータへの通電をONする。
When the catalyst warm-up completion flag is turned on at time t13, it can be determined that condensed water does not already exist in the vicinity of the
このように、本態様においては、触媒暖機完了フラグがOFFしている期間中、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFするとともに時間遅れΔtの後排気絞り弁7を開弁する動作と、上流側O2センサ8のヒータへの通電をONするとともに排気絞り弁7を閉弁する動作を繰り返す。
Thus, in this embodiment, during the period when the catalyst warm-up completion flag is OFF, the energization to the heater of the upstream O 2 sensor 8 is turned OFF and the
そうすれば、右排気浄化装置4及び左排気浄化装置54の暖機中にも、左混合管53に対して少しずつ排気を流通させることができ、排気絞り弁7近傍の温度を露点温度まで早急に上昇させることができる。
Then, even when the right
次に本発明の実施例3について説明する。本実施例においては、上流側O2センサ8のヒータへの通電をしていない期間は、下流側O2センサ9を用いて内燃機関の空燃比の制御を行う例について説明する。なお、最初に説明する態様においては、始動開始直後から排気絞り弁7を閉弁することによって、排気絞り弁7近傍の温度が露点温度に達するより早く触媒暖機完了フラグがONすることを前提としている。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. In the present embodiment, an example will be described in which the air-fuel ratio of the internal combustion engine is controlled using the downstream O 2 sensor 9 during a period when the heater of the upstream O 2 sensor 8 is not energized. In the first embodiment, it is assumed that the catalyst warm-up completion flag is turned on earlier than when the temperature near the
図5は本実施例に係る排気浄化システムの冷間始動時における制御について示したタイムチャートである。本実施例においては、時点t14において内燃機関の始動が開始され、その後時点t15において上流側O2センサ8及び下流側O2センサ9のヒータへの通電がONされる。さらに右前段排気浄化装置10、左前段排気浄化装置50の暖機が完了するのを待って、時点t16において空燃比のサブフィードバック制御が開始される。
FIG. 5 is a time chart showing control during cold start of the exhaust purification system according to the present embodiment. In the present embodiment, starting of the internal combustion engine is started at time t14, and thereafter, energization of the heaters of the upstream O 2 sensor 8 and the downstream O 2 sensor 9 is turned ON at time t15. Further, after the warm-up of the right front
この時点では、上流側O2センサ8のヒータへの通電が行われているため、空燃比のサブフィードバック制御は上流側O2センサ8の出力を用いて行われている。次に時点t17において図示しない触媒暖機完了フラグがONしたとする。この時点で排気絞り弁7を閉弁している必要性はなくなる。しかし本実施例においては、この時点でも左混合管53における排気絞り弁7近傍の温度が露点温度に達していないので、排気絞り弁7が開弁した際に凝縮水が上流側O2センサ8に付着し、上流側O2センサ8が破損するおそれがある。従って、まず上流側O2センサのヒータへの通電がOFFされ、さらに時間遅れΔtの後、排気絞り弁7が開弁される。
At this time, since the heater of the upstream O 2 sensor 8 is energized, the sub-feedback control of the air-fuel ratio is performed using the output of the upstream O 2 sensor 8. Next, it is assumed that a catalyst warm-up completion flag (not shown) is turned on at time t17. At this time, it is not necessary to close the
さらに本実施例においては、この時点でサブフィードバックを、下流側O2センサ9の出力を用いて行うように切換える。それにより、上流側O2センサ8のヒータへの通電がOFFされた後も下流側O2センサ9の出力を用いて内燃機関の排気空燃比の制御を継続させることが可能となる。 Further, in this embodiment, at this time, the sub feedback is switched using the output of the downstream O 2 sensor 9. Thereby, even after the energization of the heater of the upstream O 2 sensor 8 is turned off, it becomes possible to continue the control of the exhaust air / fuel ratio of the internal combustion engine using the output of the downstream O 2 sensor 9.
次にt18において露点温度フラグがONしたとする。この露点温度フラグは左混合管53を通過する排気の温度が露点温度以上となったことを示すフラグであり、これについても吸入空気量または燃料噴射量の積算値から推定してもよい。この露点温度フラグがO
Nした場合には、左混合管53において凝縮水が存在し得なくなるので、上流側O2センサ8のヒータへの通電をONする。またそれと同時に伴ってサブフィードバック制御を、上流側O2センサ8の出力を用いた制御に切り替える。そして、その後下流側O2センサ9のヒータへの通電をOFFする。
Next, it is assumed that the dew point temperature flag is turned on at t18. This dew point temperature flag is a flag indicating that the temperature of the exhaust gas passing through the
When N, the condensed water cannot be present in the
以上、説明したように本実施例においては、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFしている期間中は下流側O2センサ9の出力を用いてサブフィードバック制御を継続する。従って、右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の暖機の状態あるいは排気温度、排気絞り弁7の開閉に係らず内燃機関の排気空燃比の制御を継続することができる。
As described above, in this embodiment, the sub-feedback control is continued using the output of the downstream O 2 sensor 9 while the energization of the heater of the upstream O 2 sensor 8 is OFF. Therefore, the control of the exhaust air / fuel ratio of the internal combustion engine can be continued regardless of the warm-up state of the right main
また、左混合管53の排気絞り弁7近傍の温度が露点温度に達した時点でサブフィードバック制御を上流側O2センサ8の出力を用いる制御に切換えるため、上流側O2センサ8が使える状態である場合には優先的に上流側O2センサ8の出力を用いて制御するので、サブフィードバック制御の精度を可及的に向上させることができる。
Moreover, since switching to control using the output of the upstream O 2 sensor 8 sub feedback control at the time the temperature reaches the dew point temperature of the
次に本実施例の別の態様について説明する。本態様は、後述のように冷間始動の開始の直後から排気絞り弁7を開弁することによって、触媒暖機完了フラグがONになるタイミングが、露点温度フラグがONになるタイミングよりも後となる場合についての制御の例である。
Next, another aspect of the present embodiment will be described. In this mode, as described later, by opening the
図6は本態様に係る排気浄化システムの冷間始動時における制御について示したタイムチャートである。本態様においては、時点t20において内燃機関の始動が開始する。この時点では排気絞り弁7は開弁している。そうすると、凝縮水の被水の可能性があるので、上流側O2センサ8のヒータへの通電はしない。その代わりに時点t21において下流側O2センサ9のヒータへの通電をONする。そして、時点t22においてサブフィードバック制御を開始する。この際には、下流側O2センサ9の出力を用いてサブフィードバック制御を行う。
FIG. 6 is a time chart showing control at the time of cold start of the exhaust purification system according to this aspect. In this aspect, the start of the internal combustion engine starts at time t20. At this time, the
そして、時点t23において露点温度フラグがONとなる、すなわち左混合管53の排気絞り弁7近傍の温度が露点温度に達したとする。そうすると、その時点で排気絞り弁7を閉弁する。これは少しでも早期に右主排気浄化装置4及び左主排気浄化装置54の暖機を完了させるためである。
Then, it is assumed that the dew point temperature flag is turned ON at time t23, that is, the temperature near the
この時点で、すでに左混合管53に凝縮水が存在し得ない状態となっているので、上流側O2センサ8のヒータへの通電をONする。さらにこの時点でサブフィードバック制御は上流側O2センサ8の出力を用いる制御に切換えられる。そして時点t24において触媒暖機完了フラグがONした時点で、排気絞り弁7を閉弁している必要がなくなるので、排気絞り弁7を開弁する。
At this time, since the condensed water cannot already exist in the
本態様においても、上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFしている期間中は下流側O2センサ9の出力を用いてサブフィードバック制御を継続するため、右主排気浄化装置4及び左排気浄化装置54の暖機の状態あるいは排気温度、排気絞り弁7の開閉に係らず内燃機関の排気空燃比の制御を継続することができる。
Also in this embodiment, since the sub feedback control is continued using the output of the downstream O 2 sensor 9 while the energization to the heater of the upstream O 2 sensor 8 is OFF, the right main
また、左混合管53の温度が露点温度に達した時点でサブフィードバック制御を上流側O2センサ8の出力を用いる制御に切換えるため、上流側O2センサ8が使える状態である場合には優先的に上流側O2センサ8の出力を用いて制御するので、サブフィードバックの制御の精度を可及的に向上させることができる。
Further, the priority in the case for switching to control using the output of the upstream O 2 sensor 8 sub feedback control when the temperature of the
さらに、本態様においては始動開始時から露点温度フラグがONするまでは、排気絞り弁7を開弁するとともに上流側O2センサ8のヒータへの通電をOFFしている。従って、左混合管53の排気絞り弁7近傍の温度が露点温度に達するまでは、凝縮水そのものの発生を抑えるとともに、上流側O2センサ8が高温となることを抑制している。従って、より確実に上流側O2センサ8の被水による破損を抑制することができる。
Further, in this aspect, from the start of the start until the dew point temperature flag is turned ON, the
なお、上記の実施例においては、内燃機関の2つの気筒群からの排気を各々2本、合計4本の分岐管に分岐し、分岐管同士を合流させることにより2本の混合管を形成する2−4−2型の排気系について説明した。また、さらに2本の混合管を合流させてさらに2本の第2混合管に分岐する2−4−2−1−2型の排気系について説明した。 In the embodiment described above, two exhaust pipes from the two cylinder groups of the internal combustion engine are branched into four branch pipes in total, and two branch pipes are joined together to form two mixing pipes. A 2-4-2 type exhaust system has been described. In addition, the 2-4-2-1-2 type exhaust system in which two mixing tubes are joined and further branched into two second mixing tubes has been described.
しかし、本発明が適用される排気系の型はこれらに限られない。すなわち、例えば2−6−3型、2−6−3−1型、2−6−3−1−3型などの排気系を用いてもよい。 However, the type of exhaust system to which the present invention is applied is not limited to these. That is, for example, an exhaust system such as a 2-6-3 type, a 2-6-3-1 type, or a 2-6-3-1-3 type may be used.
また、上記実施例においては、内燃機関が2つのバンクを有し、該2つのバンクから排出される排気の空燃比及び量を制御する場合について説明したが、本発明における気筒群はバンクのみを意味しない。例えば一のシリンダブロック列を複数の気筒群に分割し、気筒群毎に空燃比や運転状態を制御する場合について本発明を適用してもよい。 In the above embodiment, the case where the internal combustion engine has two banks and controls the air-fuel ratio and the amount of exhaust discharged from the two banks has been described. However, the cylinder group in the present invention includes only the banks. I don't mean. For example, the present invention may be applied to a case where one cylinder block row is divided into a plurality of cylinder groups and the air-fuel ratio and the operation state are controlled for each cylinder group.
1・・・右排気管
2a、2b・・・右分岐管
3・・・右混合管
4・・・右主排気浄化装置
5・・・合流混合管
6・・・右第2混合管
7・・・排気絞り弁
8・・・上流側O2センサ
9・・・下流側O2センサ
10・・・右前段排気浄化装置
50・・・左前段排気浄化装置
51・・・左排気管
52a、52b・・・左分岐管
53・・・左混合管
54・・・左主排気浄化装置
56・・・左第2混合管
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
前記排気通路に設けられ、前記排気を浄化する一または複数の排気浄化装置と、
を備える内燃機関の排気浄化システムであって、
前記排気通路は、
前記複数の気筒群の各々に接続され、該各気筒群から排出される排気が通過する前記気筒群の数と同数の気筒群直結排気通路と、
前記気筒群直結排気通路が分岐することにより、該気筒群直結排気通路の各々に対して同数ずつ形成された気筒群毎分岐通路と、
前記気筒群直結排気通路の各々から分岐した複数の前記気筒群毎分岐通路のうちの1本ずつを、全ての前記気筒群直結排気通路について合流させることにより、一の気筒群に対して形成された気筒群毎分岐通路の数と同数形成された混合排気通路と、
前記混合排気通路の全てが合流することにより形成された合流混合排気通路と、
前記混合排気通路の少なくとも一に設けられ、該混合排気通路を通過する排気の量を制御する排気量制御手段と、
を有し、
前記合流混合排気通路を通過する排気が前記排気浄化装置に導入され、
前記内燃機関の冷間始動開始後の所定期間に亘り、前記排気量制御手段が前記混合排気通路の少なくとも一を通過する排気の量を低減させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust passage through which exhaust discharged from a plurality of cylinder groups of the internal combustion engine passes;
One or more exhaust purification devices provided in the exhaust passage and purifying the exhaust;
An exhaust purification system for an internal combustion engine comprising:
The exhaust passage is
A cylinder group directly connected exhaust passage connected to each of the plurality of cylinder groups and having the same number of cylinder groups through which exhaust discharged from each cylinder group passes;
A branch passage for each cylinder group formed by dividing the cylinder group directly connected exhaust passage by the same number with respect to each of the cylinder group directly connected exhaust passages;
One cylinder group is formed for one cylinder group by joining one of the plurality of cylinder group branch passages branched from each of the cylinder group direct exhaust passages with respect to all the cylinder group direct exhaust passages. Mixed exhaust passages formed in the same number as the number of branch passages per cylinder group,
A combined mixed exhaust passage formed by joining all of the mixed exhaust passages;
An exhaust amount control means provided in at least one of the mixed exhaust passages for controlling the amount of exhaust gas passing through the mixed exhaust passage;
Have
Exhaust gas passing through the merged mixed exhaust passage is introduced into the exhaust gas purification device,
An exhaust purification system for an internal combustion engine, wherein the exhaust amount control means reduces the amount of exhaust passing through at least one of the mixed exhaust passages for a predetermined period after the cold start of the internal combustion engine.
前記所定期間を、冷間始動開始から該積算吸入空気量または積算燃料噴射量の推定値が所定値を超えるまでの期間とし、
前記内燃機関の冷間始動開始から前記所定期間が経過した後に、前記排気量制御手段が前記混合排気通路を通過する排気の量を増加させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。 Estimating the cumulative intake air amount or cumulative fuel injection amount after the cold start of the internal combustion engine,
The predetermined period is a period from the start of cold start until the estimated value of the integrated intake air amount or the integrated fuel injection amount exceeds a predetermined value,
2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust amount control means increases the amount of exhaust gas passing through the mixed exhaust passage after the predetermined period has elapsed since the cold start of the internal combustion engine. Exhaust purification system.
前記排気浄化装置の上流側および/または下流側に、加熱により活性化された状態で排気の空燃比を検出可能な空燃比センサをさらに備え、
前記所定期間中に前記排気絞り弁が開弁する際には前記空燃比センサの加熱を停止することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化システム。 The exhaust amount control means is an exhaust throttle valve provided in at least one of the mixed exhaust passages, and increases or decreases the amount of exhaust passing through at least one of the mixed exhaust passages when the exhaust throttle valve opens and closes Let
An air-fuel ratio sensor capable of detecting the air-fuel ratio of the exhaust in a state activated by heating on the upstream side and / or downstream side of the exhaust purification device;
The exhaust purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein heating of the air-fuel ratio sensor is stopped when the exhaust throttle valve opens during the predetermined period.
前記排気浄化装置の上流側の空燃比センサの加熱を停止する場合には、前記排気浄化装置の下流側の空燃比センサの出力を用いて前記内燃機関の空燃比制御を行うことを特徴とする請求項3に記載の内燃機関の排気浄化システム。 Provided with an air-fuel ratio sensor upstream and downstream of the exhaust purification device,
When heating of the air-fuel ratio sensor upstream of the exhaust purification device is stopped, the air-fuel ratio control of the internal combustion engine is performed using the output of the air-fuel ratio sensor downstream of the exhaust purification device. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 3.
前記排気浄化装置の上流側および/または下流側に、加熱により活性化された状態で排気の空燃比を検出可能な空燃比センサをさらに備え、
前記所定期間における前記内燃機関の冷間始動開始直後には、前記排気絞り弁を開弁させるとともに、前記空燃比センサの加熱は停止させ、
前記所定期間中において前記排気絞り弁が設けられた混合排気通路の温度が露点温度以上になった場合に、前記排気浄化装置の上流側の空燃比センサの加熱を行うとともに、前記排気絞り弁を閉弁することを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化システム。 The exhaust amount control means is an exhaust throttle valve provided in at least one of the mixed exhaust passages, and increases or decreases the amount of exhaust passing through the mixed exhaust passage by opening and closing the exhaust throttle valve,
An air-fuel ratio sensor capable of detecting the air-fuel ratio of the exhaust in a state activated by heating on the upstream side and / or downstream side of the exhaust purification device;
Immediately after the start of cold start of the internal combustion engine in the predetermined period, the exhaust throttle valve is opened, and heating of the air-fuel ratio sensor is stopped,
When the temperature of the mixed exhaust passage provided with the exhaust throttle valve becomes a dew point temperature or higher during the predetermined period, the air-fuel ratio sensor on the upstream side of the exhaust purification device is heated, and the exhaust throttle valve is 3. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purification system is closed.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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