JP2008267327A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】フィルタ再生時において、エンジンが定常運転中である場合に(S24)、ポスト噴射の燃料を増減させ該増減量に応じた分だけ排気管内燃料噴射弁の駆動信号を増減させ(S28)、このとき空燃比センサにより検出される空燃比から演算される実燃料噴射量と排気管内燃料噴射弁の駆動信号との関係を学習する(S26)。
【選択図】図3
Description
DPFは、排気中のPM(粒子状物質)を捕集する。また、DPFに捕集されて堆積したPMを除去するために、DPFの上流に酸化触媒を備え、この酸化触媒に燃料等の還元剤を流入させて排気温度を上昇させることにより、DPFに捕集されたPMを燃焼させ、DPFを再生させる方法が知られている。酸化触媒に燃料等の還元剤を流入させる方法としては、エンジン運転時における燃料の主噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射が知られている。
また、請求項2の発明では、請求項1において、排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、筒内燃料噴射弁の主噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射或いは排気通路内燃料噴射弁を制御し、フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼除去しフィルタを再生するフィルタ再生手段とを備え、制御手段は、フィルタ再生手段によるフィルタの再生時にポスト噴射の燃料噴射量を増減させることを特徴とする。
また、請求項4の発明では、請求項1または請求項2において、制御手段は、空燃比検出手段により検出された空燃比が所定の空燃比になるように排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値を増減すること特徴とする。
また、本発明の請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値と実際の燃料噴射量との関係に基づいて、パージ処理時における排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値が補正されるので、以降のパージ処理時における燃料供給制御の精度を向上させることができる。
図1は、本発明の排気浄化装置が適用されたエンジン(内燃機関)1の排気系の概略構成図である。
エンジン1の排気管2には、上流側から順番に、酸化触媒3、NOx吸蔵触媒4、DPF(本発明のフィルタに該当する)5が介装されている。酸化触媒3は、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して形成されており、排気中のCO及びHCを酸化させてCO2及びH2Oに変換させるとともに、排気中のNOを酸化させてNO2を生成する機能を有する。
酸化触媒3の上流側には、排気管内燃料噴射弁(排気通路内燃料噴射弁)6が設置されている。排気管内燃料噴射弁6には、図示しない燃料タンクから、エンジン1によって駆動される燃料ポンプによって燃料が供給される。排気管内燃料噴射弁6は、供給された燃料を排気管2内に噴射する機能を有している。
ECU20の入力側には、上述する第1〜4の温度センサ7〜10、空燃比センサ11、差圧センサ12の他に図示しないエンジン1の吸気流量を検出するエアフローセンサ、クランク角を検出するクランク角センサ、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルポジションセンサ等が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
図2は、ECU20における排気管内噴射量学習制御の実施の可否を判別する判別制御を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
ステップS12では、Sパージ中であるか否かを判別する。Sパージ中である場合は、ステップS14に進む。なお、本ステップにおいて、Sパージ中であるか否かの代りにNOxパージ中であるか否かを判別してもよい。
ステップS16では、排気管内噴射量学習制御を実施可と判定する。そして、本ルーチンをリターンする。
ステップS18では、排気管内噴射量学習制御を実施不可と判定する。そして、本ルーチンをリターンする。
次に、図3を用いて排気管内噴射量学習制御の制御手順を説明する。
先ず、ステップS20では、前述のステップS10〜S18の判別制御において、排気管内噴射量学習制御を実施可と判定した場合には、ステップS22に進む。
ステップS22では、ポスト噴射における燃料噴射弁21からの燃料噴射量の設定量であるポスト設定噴射量Qpostが0より大きいか否かを判別する。ポスト設定噴射量Qpostが0より大きい場合には、ステップS24に進む。
ステップS26では、現ステップ(現状)での排気管内噴射量の学習を実施する。詳しくは、まず、空燃比センサ11により検出された排気空燃比A/F、エアフローメータにより検出した吸入空気量Qair、燃料密度B、排気管内燃料噴射弁6以外での燃料噴射量Qcを用いて、下記の式により、排気管内燃料噴射弁6からの実際の燃料噴射量である実排気管燃料噴射量Qrexpを演算する。排気管内燃料噴射弁6以外での燃料噴射量Qcは、燃料噴射弁21によるメイン噴射及びポスト噴射の双方を含むエンジン1の気筒内で噴射された燃料噴射量の総和である。
次に、上記の式により求めた実排気管燃料噴射量Qrexpを、現ステップでの排気管内燃料噴射弁6の駆動信号に関連付けて学習する。そして、ステップS28に進む。
ステップS28では、ポスト設定噴射量Qpostの減量と、及び排気管内燃料噴射弁6からの燃料噴射量の設定量である排気管内設定噴射量Qexpの増量とを行う。詳しくは、ポスト設定噴射量Qpostに対しては、後述するカウント値Tと所定値dQpostとの積算値を減量する一方、排気管内設定噴射量Qexpに対しては、後述するカウント値Tと所定値dQexpとの積算値を増量する。所定値dQpost及び所定値dQexpは、ポスト設定噴射量Qpost及び排気管内設定噴射量Qexpの設定幅を適当な整数で割った値に設定すればよい。そして、ステップS30に進む。
一方、ステップS22において、ポスト設定噴射量Qpostが0より小さい場合には、ステップS32に進む。
ステップS32では、排気管内噴射量学習制御を終了する。詳しくは、ポスト設定噴射量Qpostの減量分及び排気管内設定噴射量Qexpの増量分を0とする。そして、ステップS34に進む。
また、ステップS20において排気管内噴射量学習制御を実施不可と判定した場合、またはステップS24において排気空燃比A/Fが安定していないと判定した場合も、本ルーチンをリターンする。
図4に示すように、本実施形態では、排気管内噴射量学習制御時において、排気管内設定噴射量Qexpが所定量dQexpずつ段階的に増量するとともに、ポスト設定噴射量Qpostが所定量dQpostずつ段階的に減量する。そして、ポスト設定噴射量Qpostが0以下となるまで排気管内噴射量の学習が繰り返される。なお、図4では所定量dQpostに対して所定量dQexpが少ない場合での一例を示しており、ステップを繰り返すことで排気空燃比A/Fがリーンに移行していく。
図6は、排気管内噴射量学習制御の第2の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。以降、図3に示す第1の実施形態との相違点のみ説明する。
ステップ22において、ポスト設定噴射量Qpostが0より大きいと判別された場合には、ステップS40に進む。
一方、ステップS26の後には、ステップS42に進む。
ステップS42では、ポスト設定噴射量Qpostを所定量減量させる。そして、ステップS30に進む。
以上のような制御により、第2の実施形態では、図7に示すように、ステップ毎に排気空燃比A/Fが一定になるように排気管内設定噴射量Qexpが制御されるので、ステップが切り換わっても排気空燃比A/Fを適正な値に維持でき、DPF5の再生を効率的に実施することができる。
また、本実施形態では、DPF再生時に、実排気管内噴射量Qrexpを実現する排気管内燃料噴射弁6の駆動信号を学習するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、排気管内燃料噴射弁6からの燃料噴射による排気管2内の目標空燃比と空燃比センサ11により検出された排気空燃比A/Fとの偏差を学習してもよい。
2 排気管
3 酸化触媒
4 NOx吸蔵触媒
5 DPF
6 排気管内燃料噴射弁
20 ECU
21 燃料噴射弁
Claims (4)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をストイキまたはリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記排気通路内に燃料を噴射する排気通路内燃料噴射弁と、
前記排気通路内燃料噴射弁の下流側の排気通路に設けられ、排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物または硫黄酸化物が還元除去されるように、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の筒内へ燃料を噴射する筒内燃料噴射弁或いは前記排気通路内燃料噴射弁を制御して、前記窒素酸化物吸蔵触媒に還元剤としての燃料を供給させるパージ処理手段と、
前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量を増減させ該増減量に応じた過不足分だけ前記排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量の目標値を増減させ、このとき前記空燃比検出手段により検出される空燃比に基づき前記目標値と前記排気通路内燃料噴射弁からの実際の燃料噴射量との関係を補正する制御手段と、
を備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記筒内燃料噴射弁の主噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射或いは前記排気通路内燃料噴射弁を制御し、前記フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼除去し前記フィルタを再生するフィルタ再生手段とを備え、
前記制御手段は、前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生時に前記ポスト噴射の燃料噴射量を増減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装置。 - 前記制御手段は、前記学習結果に基づいて、前記パージ処理手段によるパージ処理時における前記排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量の目標値を補正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装置。
- 前記制御手段は、前記空燃比検出手段により検出された空燃比が所定の空燃比になるように前記排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値を増減すること特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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