JP2008274872A - Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガスを排気通路から吸気通路へ還流する排気還流通路を備える内燃機関の制御に関する。 The present invention relates to control of an internal combustion engine including an exhaust gas recirculation passage that recirculates exhaust gas from an exhaust passage to an intake passage.
従来から、ディーゼルエンジンなどの内燃機関において、排気通路から排気ガスの一部を吸気通路へ戻し、機関内での燃焼温度を下げることにより、窒素酸化物(NOx)の発生を抑制する排気再循環(EGR:Exhaust Gas Recirculation)装置が知られている。EGR装置を備えたディーゼルエンジンの例が特許文献1に記載されている。
Conventionally, in an internal combustion engine such as a diesel engine, exhaust gas recirculation that suppresses the generation of nitrogen oxides (NOx) by returning a part of the exhaust gas from the exhaust passage to the intake passage and lowering the combustion temperature in the engine. (EGR: Exhaust Gas Recirculation) devices are known. An example of a diesel engine equipped with an EGR device is described in
また、ターボチャージャを備えるディーゼルエンジンにおいて、ターボチャージャより上流側の排気ガスを吸気側へ還流するEGR経路と、ターボチャージャより下流側の排気ガスを吸気側へ還流するEGR経路とを備えるものが特許文献2及び3に記載されている。
In addition, a diesel engine equipped with a turbocharger is provided with an EGR path for returning exhaust gas upstream from the turbocharger to the intake side and an EGR path for returning exhaust gas downstream from the turbocharger to the intake side.
EGR装置を備える内燃機関において、EGRガス中の酸素濃度はNOx低減効果に大きく影響を及ぼし、酸素濃度が低下するほどNOx低減効果が高い。排気ガス中の酸素濃度は基本的には燃焼時の空燃比を下げることにより低減できるが、燃焼の安定性の観点から限界がある。よって、例えば車両の減速時に燃料カットを行った後など、EGRガス中の酸素濃度が高くなっている運転状態では、EGRによるNOx低減効果が小さくなってしまう。 In an internal combustion engine equipped with an EGR device, the oxygen concentration in the EGR gas greatly affects the NOx reduction effect, and the NOx reduction effect increases as the oxygen concentration decreases. The oxygen concentration in the exhaust gas can be basically reduced by lowering the air-fuel ratio during combustion, but there is a limit from the viewpoint of combustion stability. Therefore, for example, after the fuel cut is performed at the time of deceleration of the vehicle, the NOx reduction effect by EGR is reduced in an operating state in which the oxygen concentration in the EGR gas is high.
本発明は、以上の点に鑑みてなされたものであり、EGRガス中の酸素濃度が高くなっている運転状態でも、排気ガスの還流によるNOx低減効果を十分に確保することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above points, and it is an object of the present invention to sufficiently ensure the NOx reduction effect due to exhaust gas recirculation even in an operating state in which the oxygen concentration in the EGR gas is high.
本発明の1つの観点では、内燃機関の排気還流装置は、酸化触媒と、前記酸化触媒を通過した排気ガスを吸気通路へ還流する排気還流手段と、前記排気ガス中の酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段と、前記酸化触媒を流れる排気ガス中に燃料を供給する燃料供給手段と、前記酸素濃度が所定値より大きいときに、前記燃料供給手段により、前記排気ガス中に酸素濃度低減要求量の燃料を供給させる酸素濃度制御手段と、を備える。 In one aspect of the present invention, an exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine includes an oxidation catalyst, exhaust gas recirculation means for recirculating exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst to an intake passage, and oxygen that acquires an oxygen concentration in the exhaust gas A concentration acquisition means; a fuel supply means for supplying fuel into the exhaust gas flowing through the oxidation catalyst; and an oxygen concentration reduction request amount in the exhaust gas by the fuel supply means when the oxygen concentration is greater than a predetermined value. Oxygen concentration control means for supplying the fuel.
上記の内燃機関の排気還流装置は、EGR通路などの排気還流手段を有し、酸化触媒を通過した排気ガスを吸気通路へ還流する。排気還流手段は、いわゆる高圧ループEGR装置及び/又は低圧ループEGR装置とすることができる。酸化触媒は、EGR通路上に設けられていてもよく、排気通路上に設けられていてもよい。排気ガス中の酸素濃度が取得され、所定値より大きい場合には、燃料供給手段により排気ガス中に燃料が供給される。燃料供給手段としては、ポスト噴射を行う燃料噴射弁を利用してもよく、燃料噴射弁とは別個に設けられた燃料添加弁を利用してもよい。排気ガス中に供給された燃料は酸化触媒において反応して酸素を消費するので、排気ガス中の酸素濃度を下げることができる。酸素濃度を低下させた排気ガスが吸気側へ戻されるので、排気ガス中の酸素濃度が高い運転状況下でも、NOx低減効果を十分に得ることができる。 The exhaust gas recirculation device for the internal combustion engine has exhaust gas recirculation means such as an EGR passage, and recirculates the exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst to the intake air passage. The exhaust gas recirculation means may be a so-called high pressure loop EGR device and / or a low pressure loop EGR device. The oxidation catalyst may be provided on the EGR passage or may be provided on the exhaust passage. When the oxygen concentration in the exhaust gas is acquired and greater than a predetermined value, fuel is supplied into the exhaust gas by the fuel supply means. As the fuel supply means, a fuel injection valve that performs post injection may be used, or a fuel addition valve that is provided separately from the fuel injection valve may be used. Since the fuel supplied into the exhaust gas reacts with the oxidation catalyst and consumes oxygen, the oxygen concentration in the exhaust gas can be lowered. Since the exhaust gas with the reduced oxygen concentration is returned to the intake side, the NOx reduction effect can be sufficiently obtained even under operating conditions where the oxygen concentration in the exhaust gas is high.
上記の排気還流装置の一態様では、前記酸素濃度制御手段は、前記酸素濃度に基づいて、前記酸素濃度低減要求量を決定する。これにより、その時点の酸素濃度を所定レベルまで下げるために必要な量の燃料を排気ガスに供給することができる。 In one aspect of the above exhaust gas recirculation apparatus, the oxygen concentration control means determines the oxygen concentration reduction request amount based on the oxygen concentration. Thereby, an amount of fuel necessary for lowering the oxygen concentration at that time to a predetermined level can be supplied to the exhaust gas.
上記の排気還流装置の他の一態様は、前記排気ガスを浄化する排気浄化装置と、前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復するために、前記燃料供給手段により、前記排気ガス中に再生要求量の燃料を供給させる再生制御手段を備え、前記酸素濃度制御手段は、前記再生制御手段により前記再生要求量の燃料が供給される場合には、前記酸素濃度低減要求量の燃料供給を停止するとともに、前記再生要求量及び前記酸素濃度低減要求量に基づいて、前記排気還流手段による排気ガスの還流量を制御する。 In another aspect of the exhaust gas recirculation device, an exhaust purification device that purifies the exhaust gas, and a regeneration request in the exhaust gas by the fuel supply means to recover the exhaust purification performance of the exhaust purification device. A regeneration control means for supplying an amount of fuel, and the oxygen concentration control means stops the supply of the oxygen concentration reduction required amount when the regeneration required amount of fuel is supplied by the regeneration control means. At the same time, the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation means is controlled based on the regeneration requirement amount and the oxygen concentration reduction requirement amount.
この態様では、排気ガス中の酸素濃度低減要求と、排気浄化装置の再生要求とが同一タイミングで発生した場合、排気浄化装置の再生要求を優先し、それに必要な量の燃料を排気ガスに供給する。同時に、酸素濃度低減要求に答えるために、排気ガスの還流量を調整する。好適な実施例では、前記酸素濃度制御手段は、前記再生要求量が前記酸素濃度低減要求量より大きいときは前記還流量を減少させる。再生要求量が酸素濃度低減要求量より大きい場合は、酸化触媒での酸素消費が大きくなり、吸気の酸素濃度が必要以上に低下して燃焼が不安定になる恐れがあるので、排気ガスの還流量を調整することにより、燃焼を安定化させつつNOx低減効果を得る。 In this aspect, when the request for reducing the oxygen concentration in the exhaust gas and the regeneration request for the exhaust purification device are generated at the same timing, the regeneration request for the exhaust purification device is given priority and the necessary amount of fuel is supplied to the exhaust gas. To do. At the same time, the exhaust gas recirculation amount is adjusted in order to meet the demand for oxygen concentration reduction. In a preferred embodiment, the oxygen concentration control means decreases the recirculation amount when the regeneration requirement amount is larger than the oxygen concentration reduction requirement amount. If the regeneration requirement is greater than the oxygen concentration reduction requirement, the oxygen consumption at the oxidation catalyst will increase, and the oxygen concentration in the intake air will decrease more than necessary, and combustion may become unstable. By adjusting the flow rate, the NOx reduction effect is obtained while stabilizing the combustion.
以下、図面を参照して本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
[第1実施形態]
図1は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関100の概略構成を示すブロック図である。なお、図1において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号を示す。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an
図1において、内燃機関100は、直列4気筒のディーゼルエンジン10を備える。エンジン10の各気筒は、吸気マニホールド11及び排気マニホールド12に接続されている。エンジン10は、各気筒に設けられた燃料噴射弁15と、各燃料噴射弁15に対して高圧の燃料を供給するコモンレール14とを備え、コモンレールには不図示の燃料ポンプにより燃料が高圧状態で供給される。
In FIG. 1, an
吸気マニホールド11に接続された吸気通路20には、エンジン10への流入空気量を計測するエアフローメータ21と、スロットル22弁と、ターボチャージャ23のコンプレッサ23aと、吸気を冷却するインタークーラ24とが設けられている。一方、排気マニホールド12に接続された排気通路25には、ターボチャージャ23のタービン23が接続されている。
In the
さらに、排気通路25のタービン23aの上流位置と、吸気通路20のインタークーラ24より下流位置とは、EGR通路31により接続されている。EGR通路31には、酸化触媒32と、EGR量を制御するためのEGR弁33とが設けられている。なお、このようにEGR経路がターボチャージャの上流側にあるEGR装置を、以下「高圧ループEGR装置」と呼ぶ。
Furthermore, the upstream position of the
内燃機関10の各要素は、ECU7により制御されている。具体的には、ECU7は、エアフローメータ21から吸気流量を示す信号S1を受け取るとともに、スロットル弁22に制御信号S2を送り、スロットル弁22の開度を制御する。また、ECU7は、EGR弁33に制御信号S3を送ってその開度を制御するとともに、燃料噴射弁15に制御信号S4を送って燃料噴射量を制御する。なお、ECU7は内燃機関100の他の構成要素の制御も行うが、本実施形態と特に関係の無い部分については説明を省略する。
Each element of the
次に、本発明によるEGRガスの酸素濃度低減制御について説明する。前述のように、EGR装置は排気ガスの一部を吸気側に還流させることにより燃焼温度を下げ、NOxの発生を低減するものであるが、吸気側に還流させるEGRガス中の酸素濃度が高くなるほど、NOx低減効果が低下する。よって、例えば車両の減速時に燃料カットを実施した後など、EGRガス中の酸素濃度が高くなるような運転状態では、酸素濃度を低下させてNOx低減効果を確保する必要がある。そこで、本発明では、排気中の酸素(O2)濃度を監視し、所定の濃度よりも高いときには、排気ガス中に未燃燃料を供給する。これにより、排気中に供給された燃料が酸化触媒で反応する際に酸素が消費されるため、吸気側へ還流されるEGRガス中の酸素濃度を低減することができる。なお、この場合、酸化触媒において生じる反応は、燃料中の炭化水素(HC)と酸素(O2)から水(H2O)と二酸化炭素(CO2)を生じさせるものである。 Next, the oxygen concentration reduction control of the EGR gas according to the present invention will be described. As described above, the EGR device lowers the combustion temperature by recirculating a part of the exhaust gas to the intake side and reduces the generation of NOx, but the oxygen concentration in the EGR gas recirculated to the intake side is high. As the result, the NOx reduction effect decreases. Therefore, for example, in an operating state in which the oxygen concentration in the EGR gas is high, such as after a fuel cut is performed during deceleration of the vehicle, it is necessary to reduce the oxygen concentration to ensure the NOx reduction effect. Therefore, in the present invention, the oxygen (O 2 ) concentration in the exhaust gas is monitored, and when the concentration is higher than a predetermined concentration, unburned fuel is supplied into the exhaust gas. Thereby, oxygen is consumed when the fuel supplied into the exhaust gas reacts with the oxidation catalyst, so that the oxygen concentration in the EGR gas recirculated to the intake side can be reduced. In this case, the reaction that occurs in the oxidation catalyst is to generate water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2 ) from hydrocarbon (HC) and oxygen (O 2 ) in the fuel.
なお、上記の構成において、EGR通路31は排気還流手段として機能し、燃料噴射弁15は燃料供給手段として機能し、ECU7は酸素濃度取得手段及び酸素濃度制御手段として機能する。
In the above configuration, the EGR
第1実施形態では、排気ガス中に燃料を供給する方法として、燃料噴射弁15によるポスト噴射を利用する。なお、「ポスト噴射」とは、通常は内燃機関での燃焼のために燃料を噴射する燃料噴射弁15を用いて、燃焼に影響を与えないタイミングで燃料を噴射することを指す。
In the first embodiment, post injection by the
図2は、第1実施形態によるEGRガスの酸素濃度低減制御のフローチャートである。この制御は、主としてECU7により実行される。 FIG. 2 is a flowchart of the oxygen concentration reduction control of the EGR gas according to the first embodiment. This control is mainly executed by the ECU 7.
まず、ECU7は、運転状態から算出した新気量と、燃料噴射弁噴射量とに基づいて、排気ガス中の酸素濃度を算出する(ステップS101)。この処理は、例えば以下のように行うことができる。具体的に、ECU7は、エアフローメータ21からの信号S1に基づいて、吸気通路へ導入される新気量(「X」とする)を得る。また、ECU7は、現在の運転状態において実際に燃料噴射弁15から噴射している燃料噴射量と、理論空燃比(A/F)とに基づいて、現在の燃料噴射量に対応する酸素消費量、即ち実際にエンジン10における燃焼により消費される酸素量(「Y」とする)を算出する。そして、新気量Xと、実際の酸素消費量Yとの差が排気ガス中に含まれる酸素量となるので、その酸素量と排気ガス全体量とから排気ガス中の酸素濃度を算出する。
First, the
こうして得られた排気ガス中の酸素濃度が所定濃度より高い場合に、ECU7は、排気ガスに対するポスト噴射量を算出する(ステップS102)。具体的には、ステップS101における計算により、排気ガス中の酸素量が既知となっているので、ECU7は、その酸素を触媒における反応により消費させるために必要な燃料量を算出し、燃料噴射弁15からのポスト噴射量とする。そして、ECU7は、燃料噴射弁15に対して制御信号S4を送り、算出したポスト噴射量でポスト噴射を行うよう指示する(ステップS103)。
When the oxygen concentration in the exhaust gas thus obtained is higher than a predetermined concentration, the
このように、第1実施形態では、ポスト噴射を行うことにより、排気ガス中の酸素を触媒で消費させることができるので、EGRガス中の酸素濃度を下げることができ、EGRによるNOx低減効果を最大限に維持することができる。特に、上記のように減速時の燃料カット後に再加速する場合であっても、EGRによる十分なNOx低減効果を確保することができる。 Thus, in the first embodiment, by performing post injection, oxygen in the exhaust gas can be consumed by the catalyst, so that the oxygen concentration in the EGR gas can be reduced, and the NOx reduction effect by EGR can be reduced. Can be maintained to the maximum. In particular, even when re-acceleration is performed after fuel cut during deceleration as described above, a sufficient NOx reduction effect by EGR can be ensured.
[第2実施形態]
第2実施形態は、排気ガス中に必要な量の燃料供給を行うことにより、EGRガスの酸素濃度を低下させる点では第1実施形態と同様である。但し、第1実施形態では、燃料噴射弁を利用したポスト噴射により排気ガス中に燃料を供給したのに対し、第2実施形態では、燃料噴射弁とは別個に設けた燃料添加弁を利用する。
[Second Embodiment]
The second embodiment is the same as the first embodiment in that the oxygen concentration of the EGR gas is lowered by supplying a necessary amount of fuel into the exhaust gas. However, in the first embodiment, fuel is supplied into the exhaust gas by post-injection using a fuel injection valve, whereas in the second embodiment, a fuel addition valve provided separately from the fuel injection valve is used. .
図3は第2実施形態による内燃機関100aの概略構成を示すブロック図である。なお、図1に示す内燃機関100と同一の構成要素については同一の符号を付し、説明を省略する。図1と比較すると理解されるように、第2実施形態の内燃機関100aでは、気筒毎に設けられた燃料噴射弁15とは別に、燃料を噴射する燃料添加弁17が排気マニホールド12に設けられている。燃料添加弁17からの燃料添加量はECU7から供給される制御信号S5により制御される。これ以外の点は、第1実施形態と同様である。なお、この燃料添加弁17は、一般的に排気通路に設けられる触媒の再生処理のために燃料を添加する燃料添加弁と兼用することができる。
FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of the
なお、上記の構成において、EGR通路31は排気還流手段として機能し、燃料添加弁17は燃料供給手段として機能し、ECU7は酸素濃度取得手段及び酸素濃度制御手段として機能する。
In the above configuration, the
図4は、第2実施形態によるEGRガスの酸素濃度低減制御のフローチャートである。図2と比較すると理解されるように、第2実施形態の制御は、燃料添加弁17を利用すること以外は基本的に第1実施形態の制御と同様である。即ち、ECU7はまず排気ガス中の酸素濃度を算出し(ステップS201)、それが所定濃度より高い場合に、燃料添加弁17から排気ガス中に供給すべき燃料添加量を算出する(ステップS202)。この燃料添加量は、第1実施形態におけるステップS102と同様の手法により算出することができる。そして、ECU7は、算出した燃料噴射量で燃料添加弁17から燃料を噴射させる(ステップS203)。こうして、EGRガスの酸素濃度を低下させ、NOx低減効果を維持することができる。
FIG. 4 is a flowchart of the oxygen concentration reduction control of the EGR gas according to the second embodiment. As understood from comparison with FIG. 2, the control of the second embodiment is basically the same as the control of the first embodiment except that the
なお、第1実施形態のようにポスト噴射を行う場合、通常の燃料のための燃料噴射を行う燃料噴射弁15を利用するため、ポスト噴射が燃料に多少なりとも影響を与えてしまう恐れや、オイルを希釈化させてしまう恐れなどから、燃料を供給できる量にある程度の制約がある。この点、第2実施形態のように、燃料噴射弁15とは別個の燃料添加弁17を利用すれば、上記のような問題は無い。
In addition, when performing post injection like 1st Embodiment, since the
[第3実施形態]
第3実施形態は、ターボチャージャの下流側からEGRガスと取り出すEGR装置(以下、「低圧ループEGR装置」と呼ぶ。)を備える内燃機関に本発明を適用したものである。図5に、第3実施形態による内燃機関100cの概略構成を示す。図3に示す第2実施形態の内燃機関100bと比較するとわかるように、第3実施形態の内燃機関100cでは、ターボチャージャ23の上流側のEGR通路31は無く、排気通路25のタービン23bより下流側の位置と、吸気通路20のコンプレッサ23aより上流側の位置とを接続するEGR通路35が設けられている。なお、EGR通路35は、排気通路35に設けられた酸化触媒36より下流側の位置からEGRガスを取り出すように構成されている。EGR通路35にはEGRガス量を制御するためのEGR弁37が設けられており、EGR弁37の開度はECU7からの制御信号S6により制御される。
[Third Embodiment]
In the third embodiment, the present invention is applied to an internal combustion engine equipped with an EGR device (hereinafter referred to as “low pressure loop EGR device”) that takes out EGR gas from the downstream side of the turbocharger. FIG. 5 shows a schematic configuration of an internal combustion engine 100c according to the third embodiment. As can be seen from comparison with the internal combustion engine 100b of the second embodiment shown in FIG. 3, in the internal combustion engine 100c of the third embodiment, there is no
第3実施形態の内燃機関100cは、高圧ループEGR装置の代わりに低圧ループEGR装置が採用されている点以外は、第2実施形態の内燃機関100bと同様である。従って、EGRガスの酸素濃度低減制御は図4に示す第2実施形態のものと同様に行われる。なお、図5においては、第2実施形態と同様に燃料添加弁17を用いて排気ガス中に燃料を供給する構成を示しているが、その代わりに、第1実施形態のように燃料噴射弁15を用いたポスト噴射により、排気ガスに燃料を供給する構成としてもよい。
The internal combustion engine 100c according to the third embodiment is the same as the internal combustion engine 100b according to the second embodiment except that a low-pressure loop EGR device is employed instead of the high-pressure loop EGR device. Therefore, the oxygen concentration reduction control of the EGR gas is performed in the same manner as in the second embodiment shown in FIG. FIG. 5 shows a configuration in which fuel is supplied into the exhaust gas using the
なお、上記の構成において、EGR通路35は排気還流手段として機能し、燃料添加弁17は燃料供給手段として機能し、ECU7は酸素濃度取得手段及び酸素濃度制御手段として機能する。
In the above configuration, the
第1及び第2実施形態のように高圧ループEGR装置を有する内燃機関に本発明を適用した場合、燃料噴射弁15によるポスト噴射位置又は燃料添加弁17による燃料添加位置と、EGR通路31上に設けられた酸化触媒32との距離が短いため、排気ガス中に供給した燃料の拡散、蒸発が不十分となり、EGR通路内で燃料のつまりなどが発生する可能性がある。この点、第3実施形態のように低圧ループEGR装置を有する内燃機関に本発明を適用した場合、燃料の供給位置と、酸化触媒36との距離が長いため、燃料の蒸発時間を十分に確保することができる。さらに、燃料供給後の排気ガスはターボチャージャ23のタービン23bを通過する際に攪拌される。よって、高圧ループEGR装置の場合のように、燃料のつまりなどの不具合が発生する可能性を低くすることができる。さらに、本実施形態のように低圧ループEGR装置を利用する場合、もともと排気ガスの処理を行うために設けられた大型の酸化触媒36を利用することができるため、酸化触媒36における酸素の消費をより効果的に行うことができ、酸素濃度低減によるNOx低減効果をより十分に確保することができるという利点もある。
When the present invention is applied to an internal combustion engine having a high-pressure loop EGR device as in the first and second embodiments, the post-injection position by the
[第4実施形態]
第4実施形態は、高圧ループEGR装置と低圧ループEGR装置の両方を備えた内燃機関に本発明を適用したものである。図6に、第4実施形態に係る内燃機関100dの概略構成を示す。図示のように、内燃機関100dは、高圧ループEGR装置を構成するEGR通路31と、低圧ループEGR装置を構成するEGR通路35とを備えている。即ち、内燃機関100dは、図3に示す第2実施形態の内燃機関100bと、図5に示す第3実施形態の内燃機関100cとを組み合わせた構成となっている。
[Fourth Embodiment]
In the fourth embodiment, the present invention is applied to an internal combustion engine including both a high-pressure loop EGR device and a low-pressure loop EGR device. FIG. 6 shows a schematic configuration of an internal combustion engine 100d according to the fourth embodiment. As illustrated, the internal combustion engine 100d includes an
なお、上記の構成において、EGR通路31及び35は排気還流手段として機能し、燃料添加弁17は燃料供給手段として機能し、ECU7は酸素濃度取得手段及び酸素濃度制御手段として機能する。
In the above configuration, the
第4実施形態の内燃機関100dにより実行されるEGRガスの酸素濃度低減制御は、第1〜第3実施形態のそれと同様である。なお、図6においては、第2実施形態と同様に燃料添加弁17を用いて排気ガス中に燃料を供給する構成を示しているが、その代わりに、第1実施形態のように燃料噴射弁15を用いたポスト噴射により、排気ガスに燃料を供給する構成としてもよい。
The EGR gas oxygen concentration reduction control executed by the internal combustion engine 100d of the fourth embodiment is the same as that of the first to third embodiments. 6 shows a configuration in which fuel is supplied into the exhaust gas using the
[第5実施形態]
第5実施形態は、上記第1〜第4実施形態の内燃機関100〜100dにおいて、EGRガスの酸素濃度低減制御と同一タイミングで、触媒再生のための燃料供給が要求された場合の処理に関する。ここでの「触媒」は、例えば粒子状物質を処理するDPF(Diesel Particulate Filter)、NOxを処理するNOx吸蔵還元型触媒などの排気浄化装置をいう。この触媒は、図1及び図3においてはタービン23bの下流位置に、図5及び図6においては酸化触媒36の下流位置に設けられる。「触媒再生」は、DPFの場合にはPM(Particulate Matter)再生、NOx吸蔵還元型触媒の場合には吸蔵したNOxを還元して処理するためのいわゆるリッチスパイク制御などを指し、排気ガスに燃料を添加することにより実行される。
[Fifth Embodiment]
The fifth embodiment relates to a process in the case where fuel supply for catalyst regeneration is requested at the same timing as the oxygen concentration reduction control of the EGR gas in the
上述のように、本発明はEGRガス中の酸素濃度を低減するために排気ガス中に燃料を供給する。この処理を「酸素濃度低減要求による燃料供給」と呼び、その時の燃料供給量を「酸素濃度低減要求量」と呼ぶ。これとは別に、上述のように排気通路に設けられた触媒の再生処理のために排気ガス中に燃料を供給することが行われる。この処理を「触媒再生要求による燃料供給」と呼び、その時の燃料供給量を「触媒再生要求量」と呼ぶこととする。これら2つの燃料供給が異なるタイミングで要求された場合には、それぞれに必要な燃料供給量で独立に燃料供給を行えばよい。しかし、2つの燃料供給が同一タイミングで要求された場合には、燃料供給量などを調整する必要がある。 As described above, the present invention supplies fuel into the exhaust gas in order to reduce the oxygen concentration in the EGR gas. This process is called “fuel supply by oxygen concentration reduction request”, and the fuel supply amount at that time is called “oxygen concentration reduction request amount”. Separately from this, the fuel is supplied into the exhaust gas for the regeneration treatment of the catalyst provided in the exhaust passage as described above. This process is called "fuel supply by catalyst regeneration request", and the fuel supply amount at that time is called "catalyst regeneration request amount". When these two fuel supplies are requested at different timings, the fuel supply may be performed independently at the required fuel supply amounts. However, when two fuel supplies are requested at the same timing, it is necessary to adjust the fuel supply amount.
そこで、本実施形態では、2つの燃料供給が同一タイミングで要求された場合には、触媒再生要求による燃料供給を優先し、触媒再生要求量で燃料を排気ガス中に供給することとする。但し、この場合、触媒再生要求量が酸素濃度低減要求量より多いと、酸化触媒での酸素消費が大きくなり、吸気が必要以上に低酸素状態となった結果、エンジンの燃焼が不安定となる恐れがある。よって、ECU7は、触媒再生要求量で燃料供給を行うとともに、触媒再生要求量と酸素濃度低減要求量とに基づいて、必要に応じてEGR弁の開度を補正することにより、吸気の酸素濃度を適切な状態に維持する。
Therefore, in the present embodiment, when two fuel supplies are requested at the same timing, priority is given to the fuel supply by the catalyst regeneration request, and the fuel is supplied into the exhaust gas at the catalyst regeneration request amount. However, in this case, if the required amount of catalyst regeneration is larger than the required amount of oxygen concentration reduction, the oxygen consumption in the oxidation catalyst becomes large, and the engine combustion becomes unstable as a result of the intake air becoming lower than necessary. There is a fear. Therefore, the
なお、上記の触媒は本発明における排気浄化装置として機能し、ECU7はその排気浄化装置の再生制御装置として機能し、触媒再生要求量は本発明における再生要求量に対応する。
The above catalyst functions as an exhaust purification device in the present invention, the
図7は、第5実施形態による酸素濃度低減制御のフローチャートである。ステップS301、S302は第1実施形態のステップS101、S102と同様である。即ち、ECU7は、まず排気ガス中の酸素濃度を算出し(ステップS301)、所定濃度より高い場合に、酸素濃度低減要求量を算出する(ステップS302)。
FIG. 7 is a flowchart of oxygen concentration reduction control according to the fifth embodiment. Steps S301 and S302 are the same as steps S101 and S102 of the first embodiment. That is, the
次に、ECU7は、触媒再生要求がなされているか否かを判定する(ステップS303)。触媒再生要求がなされていない場合(ステップS303;No)、ECU7は、第1〜第4実施形態と同様に酸素濃度低減処理による燃料供給を行い、処理を終了する。
Next, the
一方、触媒再生要求がなされている場合(ステップS303;Yes)、ECU7はまず触媒目標温度を算出し(ステップS304)、触媒目標温度まで触媒を昇温させるために必要な燃料供給量、即ち触媒再生要求量を算出する(ステップS305)。そして、ECU7は、算出した触媒再生要求量の燃料を排気ガスに供給するとともに(ステップS306)、EGR弁33及び/又は37の開度を調整する(ステップS307)。具体的には、触媒再生要求量が酸素濃度低減要求量よりも大きい場合、酸化触媒での酸素消費が過多となり吸気の酸素濃度が低下して燃料が不安定になる恐れがあるので、ECU7は吸気側へ戻されるEGRガス量が少なくなるようにEGR弁の開度を小さくする。一方、触媒再生要求量が酸素濃度低減要求量よりも小さい場合、EGRガス量が多くなるようにEGR弁の開度を大きくする。これにより、触媒再生要求による燃料供給を優先させた際に、EGRガスの酸素濃度低減効果が得られなくなってしまうという不具合を防止する。なお、ステップS307においてEGR開度を制御する際には、実際には必要に応じてスロットル22の開度も制御することとなる。
On the other hand, when the catalyst regeneration request is made (step S303; Yes), the
第5実施形態による制御は、第1〜第4実施形態のいずれの構成においても適用することができる。 The control according to the fifth embodiment can be applied to any configuration of the first to fourth embodiments.
[変形例]
上記の各実施形態では、排気ガス中の酸素濃度を新気量、燃料噴射量などから算出しているが、その代わりに、排気通路に設けられた酸素センサなどのセンサ出力を用いて求めることとしてもよい。
[Modification]
In each of the above embodiments, the oxygen concentration in the exhaust gas is calculated from the fresh air amount, the fuel injection amount, etc., but instead, it is obtained using a sensor output such as an oxygen sensor provided in the exhaust passage. It is good.
7 ECU
10 エンジン
15 燃料噴射弁
17 燃料添加弁
20 吸気通路
23 ターボチャージャ
25 排気通路
31、35 EGR通路
32、36 酸化触媒
33、37 EGR弁
7 ECU
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記酸化触媒を通過した排気ガスを吸気通路へ還流する排気還流手段と、
前記排気ガス中の酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段と、
前記酸化触媒を流れる排気ガス中に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記酸素濃度が所定値より大きいときに、前記燃料供給手段により、前記排気ガス中に酸素濃度低減要求量の燃料を供給させる酸素濃度制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 An oxidation catalyst,
Exhaust gas recirculation means for recirculating exhaust gas that has passed through the oxidation catalyst to the intake passage;
Oxygen concentration acquisition means for acquiring oxygen concentration in the exhaust gas;
Fuel supply means for supplying fuel into the exhaust gas flowing through the oxidation catalyst;
An exhaust gas recirculation for an internal combustion engine, comprising: oxygen concentration control means for supplying, by the fuel supply means, an amount of oxygen concentration reduction required fuel into the exhaust gas when the oxygen concentration is greater than a predetermined value. apparatus.
前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復するために、前記燃料供給手段により、前記排気ガス中に再生要求量の燃料を供給させる再生制御手段を備え、
前記酸素濃度制御手段は、前記再生制御手段により前記再生要求量の燃料が供給される場合には、前記酸素濃度低減要求量の燃料供給を停止するとともに、前記再生要求量及び前記酸素濃度低減要求量に基づいて、前記排気還流手段による排気ガスの還流量を制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関の排気還流装置。 An exhaust purification device for purifying the exhaust gas;
In order to recover the exhaust purification performance of the exhaust purification device, the fuel supply means includes a regeneration control means for supplying the regeneration requested amount of fuel into the exhaust gas,
The oxygen concentration control means stops the supply of the oxygen concentration reduction request amount and supplies the regeneration request quantity and the oxygen concentration reduction request when the regeneration request quantity of fuel is supplied by the regeneration control means. The exhaust gas recirculation device for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation means is controlled based on the amount.
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101060370B1 (en) * | 2008-12-24 | 2011-08-29 | 호서대학교 산학협력단 | EBR equipment and engine system including the same |
WO2011128967A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | トヨタ自動車株式会社 | Controller for internal combustion engine |
WO2012140696A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas recirculation device and method for operating and controlling internal combustion engine having same installed therein |
JP2013124585A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Hino Motors Ltd | Internal combustion engine |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006316746A (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2007040223A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device |
JP2007056825A (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Egr device |
-
2007
- 2007-05-01 JP JP2007120500A patent/JP4941079B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006316746A (en) * | 2005-05-13 | 2006-11-24 | Honda Motor Co Ltd | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP2007040223A (en) * | 2005-08-04 | 2007-02-15 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device |
JP2007056825A (en) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Nissan Diesel Motor Co Ltd | Egr device |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101060370B1 (en) * | 2008-12-24 | 2011-08-29 | 호서대학교 산학협력단 | EBR equipment and engine system including the same |
WO2011128967A1 (en) * | 2010-04-12 | 2011-10-20 | トヨタ自動車株式会社 | Controller for internal combustion engine |
CN102282351A (en) * | 2010-04-12 | 2011-12-14 | 丰田自动车株式会社 | Controller for internal combustion engine |
US8733081B2 (en) | 2010-04-12 | 2014-05-27 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Control apparatus for internal combustion engine |
WO2012140696A1 (en) * | 2011-04-13 | 2012-10-18 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas recirculation device and method for operating and controlling internal combustion engine having same installed therein |
JP2013124585A (en) * | 2011-12-14 | 2013-06-24 | Hino Motors Ltd | Internal combustion engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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