JP2008101543A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明は、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することを課題とする。
【解決手段】フィルタに流入する排気のCO2濃度である流入側CO2濃度を検出する流入側CO2濃度検出手段と、フィルタから流出する排気のCO2濃度である流出側CO2濃度を検出する流出側CO2濃度検出手段と、を備え、フィルタ再生制御の実行が開始された後(S101)、流入側CO2濃度と流出側CO2濃度との差が所定濃度差以下となったとき(S103)にフィルタ再生制御の実行を停止させる(S104)。
【選択図】図2
【解決手段】フィルタに流入する排気のCO2濃度である流入側CO2濃度を検出する流入側CO2濃度検出手段と、フィルタから流出する排気のCO2濃度である流出側CO2濃度を検出する流出側CO2濃度検出手段と、を備え、フィルタ再生制御の実行が開始された後(S101)、流入側CO2濃度と流出側CO2濃度との差が所定濃度差以下となったとき(S103)にフィルタ再生制御の実行を停止させる(S104)。
【選択図】図2
Description
本発明は、排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタを備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。
内燃機関の排気に含まれる粒子状物質(Particulate Matter:以下、PMと称する)を捕集するために排気通路にパティキュレートフィルタ(以下、単にフィルタと称する)を設ける技術が知られている。
特許文献1には、このようなフィルタを備えた排気浄化システムにおいて、フィルタに捕集されたPMを燃焼させるべく、フィルタの入口側に燃焼用空気を送り込むと共に該燃焼用空気を加熱する技術が開示されている。また、この特許文献1には、PMの燃焼を開始する前とPMの燃焼を行っているときとにおけるフィルタの出口側ガスのCO2濃度の差が所定の判定値よりも小さくなったことを条件として燃焼用空気の加熱を停止させることが記載されている。
特開2004−339996号公報
フィルタを備えた内燃機関の排気浄化システムにおいては、フィルタを昇温させることでPMを酸化させ除去するフィルタ再生制御が行われる。このフィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなるとフィルタの劣化を促進させる虞がある。
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが可能な技術を提供することを目的とする。
本発明は、フィルタ再生制御の実行中に、フィルタに流入する排気のCO2濃度とフィルタから流出する排気のCO2濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させるものである。
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
該パティキュレートフィルタを昇温させることで該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化させ除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタに流入する排気のCO2濃度である流入側CO2濃度を検出する流入側CO2濃度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタから流出する排気のCO2濃度である流出側CO2濃度を検出する流出側CO2濃度検出手段と、を備え、
前記フィルタ再生手段によってフィルタ再生制御の実行が開始された後、流入側CO2濃度と流出側CO2濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させることを特徴とする。
排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
該パティキュレートフィルタを昇温させることで該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化させ除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタに流入する排気のCO2濃度である流入側CO2濃度を検出する流入側CO2濃度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタから流出する排気のCO2濃度である流出側CO2濃度を検出する流出側CO2濃度検出手段と、を備え、
前記フィルタ再生手段によってフィルタ再生制御の実行が開始された後、流入側CO2濃度と流出側CO2濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させることを特徴とする。
フィルタ再生制御が実行されることでフィルタに捕集されたPMが酸化すると、流出側CO2濃度が流入側CO2濃度に比べて高くなる。そして、捕集されていたPMの酸化が終了すると、即ち、フィルタからのPMの除去が完了すると、流入側CO2濃度と流出側CO2濃度との差が零もしくは零近傍の値となる。
ここで、所定濃度差とは、フィルタにおいてPMの酸化が行われていないと判断出来る閾値である。
従って、本発明によれば、フィルタに捕集されていたPMの除去が完了した時点でフィルタ再生制御の実行を停止させることが出来る。そのため、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが出来る。
本発明によれば、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが出来る。
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。
<内燃機関の吸排気系の概略構成>
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼルエンジンに適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
内燃機関1は車両駆動用のディーゼルエンジンである。この内燃機関1には、吸気通路3および排気通路2が接続されている。吸気通路3にはエアフローメータ11が設けられている。排気通路2には排気中のPMを捕集するフィルタ5が設けられている。フィルタ5より上流側の排気通路2には前段触媒として酸化触媒4が設けられている。尚、本実施例において、前段触媒は酸化機能を有する触媒であればよく、酸化触媒4に代えて、三元触媒や吸蔵還元型NOx触媒等の触媒を設けてもよい。
酸化触媒4よりも上流側の排気通路2には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁6が設けられている。また、フィルタ5には該フィルタ5の温度を検出する温度センサ7が設けられている。さらに、酸化触媒4より下流側かつフィルタ5より上流側の排気通路2には、フィルタ5に流入する排気のCO2濃度(流入側CO2濃度)を検出する上流側CO2濃度センサ8が設けられている。フィルタ5より下流側の排気通路2には、フィルタ5から流出する排気のCO2濃度(流出側CO2濃度)を検出する下流側CO2濃度センサ9が設けられている。尚、本実施例においては、上流側CO2濃度センサ8および下流側CO2濃度センサ9がそれぞれ本発明に係る流入側CO2濃度検出手段および流出側CO2濃度検出手段に相当する。
以上述べたように構成された内燃機関1には、この内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU)10が併設されている。ECU10にはエアフローメータ11および温度センサ7、上流側CO2濃度センサ8、下流側CO2濃度センサ9が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がECU10に入力される。
また、ECU10には燃料添加弁6および内燃機関1の燃料噴射弁が電気的に接続されている。ECU10によってこれらが制御される。
<フィルタ再生制御>
本実施例においては、フィルタ5に捕集されたPMを除去すべくフィルタ再生制御が行われる。フィルタ再生制御では燃料添加弁6によって排気中に燃料が添加される。添加された燃料は酸化触媒4に供給され該酸化触媒4において酸化される。このときに生じる酸
化熱によって排気が昇温され、該排気によってフィルタ5が昇温される。そして、フィルタ再生制御においては、燃料添加弁6からの燃料添加量を制御することでフィルタ5の温度を目標温度に制御する。ここで、目標温度とは、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させ除去することが可能となる閾値以上の値であり、実験等によって予め定められている。
本実施例においては、フィルタ5に捕集されたPMを除去すべくフィルタ再生制御が行われる。フィルタ再生制御では燃料添加弁6によって排気中に燃料が添加される。添加された燃料は酸化触媒4に供給され該酸化触媒4において酸化される。このときに生じる酸
化熱によって排気が昇温され、該排気によってフィルタ5が昇温される。そして、フィルタ再生制御においては、燃料添加弁6からの燃料添加量を制御することでフィルタ5の温度を目標温度に制御する。ここで、目標温度とは、フィルタ5に捕集されたPMを酸化させ除去することが可能となる閾値以上の値であり、実験等によって予め定められている。
また、本実施例において、フィルタ再生制御は、フィルタ5におけるPMの捕集量が所定捕集量以上となったときに実行される。フィルタ5におけるPMの捕集量は、内燃機関1での燃料噴射量および燃料添加弁6からの燃料添加量、吸入空気量、フィルタ5に流入する排気の温度等の履歴に基づいて推定される。
<フィルタ再生制御の実行停止制御>
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御の実行停止制御のルーチンについて図2に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔で繰り返し実行されるものである。
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御の実行停止制御のルーチンについて図2に示すフローチャートに基づいて説明する。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、所定の間隔で繰り返し実行されるものである。
本ルーチンでは、ECU10は、先ず、S101において、フィルタ再生制御が実行中であるか否かを判別する。このS101において、肯定判定された場合、ECU10はS102に進み、否定判定された場合、本ルーチンの実行を一旦終了する。
フィルタ再生制御の実行中、フィルタ5においてPMが酸化されている場合、流出側CO2濃度が流入側CO2濃度に比べて高くなる。そして、捕集されていたPMの酸化が終了すると、流出側CO2濃度と流入側CO2濃度との差が零もしくは零近傍の値となる。
そこで、S102においては、流出側CO2濃度から流入側CO2濃度を減算することでCO2濃度差ΔRgを算出する。
次に、ECU10は、S103に進み、CO2濃度差ΔRgが所定濃度差ΔRg0以下であるか否かを判別する。ここで、所定濃度差ΔRg0とは、フィルタ5においてPMの酸化が行われていないと判断出来る閾値である。S103において、肯定判定された場合、ECU10はS104に進む。一方、S103において、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。この場合、フィルタ再生制御の実行が継続される。
S104に進んだECU10は、燃料添加弁6による燃料添加を停止する。即ち、フィルタ再生制御の実行を停止する。その後、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
本ルーチンによれば、フィルタ5に捕集されていたPMの除去が完了した時点でフィルタ再生制御の実行を停止させることが出来る。そのため、フィルタ再生制御の実行期間が過剰に長くなることを抑制することが出来る。これにより、フィルタ5の劣化を抑制することが出来る。また、燃料添加弁6からの燃料添加量が過剰に多くなることを抑制することが出来るため、燃費の悪化を抑制することが出来る。
尚、本実施例において、上流側CO2濃度センサ8によって流入側CO2濃度を検出するが、吸入空気量および内燃機関1での燃料噴射量、燃料添加弁6からの燃料添加量等に基づいて流入側CO2濃度を推定してもよい。また、上流側CO2濃度センサ8に代えて、吸気通路3に吸気のCO2濃度を検出するCO2濃度センサが設けられている場合は、該CO2濃度センサの検出値を用いて流入側CO2濃度を推定してもよい。これらの場合、流入側CO2濃度の推定を行うECU10が本発明に係る流入側CO2濃度検出手段に相当する。
また、本実施例に係るフィルタ再生制御おいては、燃料添加弁6による燃料添加に代えて、内燃機関1において主燃料噴射よりも後の時期に副燃料噴射を実行することで酸化触媒4に燃料を供給してもよい。また、ヒータ等を用いてフィルタ5を昇温させてもよい。
1・・・内燃機関
2・・・排気通路
4・・・酸化触媒
5・・・パティキュレートフィルタ
6・・・燃料添加弁
7・・・温度センサ
8・・・上流側CO2濃度センサ
9・・・下流側CO2濃度センサ
10・・ECU
11・・エアフローメータ
2・・・排気通路
4・・・酸化触媒
5・・・パティキュレートフィルタ
6・・・燃料添加弁
7・・・温度センサ
8・・・上流側CO2濃度センサ
9・・・下流側CO2濃度センサ
10・・ECU
11・・エアフローメータ
Claims (1)
- 排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
該パティキュレートフィルタを昇温させることで該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化させ除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタに流入する排気のCO2濃度である流入側CO2濃度を検出する流入側CO2濃度検出手段と、
前記パティキュレートフィルタから流出する排気のCO2濃度である流出側CO2濃度を検出する流出側CO2濃度検出手段と、を備え、
前記フィルタ再生手段によってフィルタ再生制御の実行が開始された後、流入側CO2濃度と流出側CO2濃度との差が所定濃度差以下となったときにフィルタ再生制御の実行を停止させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006284880A JP2008101543A (ja) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | 内燃機関の排気浄化システム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006284880A JP2008101543A (ja) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | 内燃機関の排気浄化システム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2008101543A true JP2008101543A (ja) | 2008-05-01 |
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ID=39436062
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JP2006284880A Withdrawn JP2008101543A (ja) | 2006-10-19 | 2006-10-19 | 内燃機関の排気浄化システム |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2008101543A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101305044B1 (ko) * | 2012-01-31 | 2013-09-06 | 경희대학교 산학협력단 | 디젤엔진 매연여과장치의 이산화탄소센서를 이용한 실시간 매연 산화율 측정장치 및 매연 산화율 측정방법, 그리고 이 매연 산화율 측정방법에 따른 매연여과장치 재생 제어방법 |
-
2006
- 2006-10-19 JP JP2006284880A patent/JP2008101543A/ja not_active Withdrawn
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KR101305044B1 (ko) * | 2012-01-31 | 2013-09-06 | 경희대학교 산학협력단 | 디젤엔진 매연여과장치의 이산화탄소센서를 이용한 실시간 매연 산화율 측정장치 및 매연 산화율 측정방법, 그리고 이 매연 산화율 측정방법에 따른 매연여과장치 재생 제어방법 |
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