JP2008303838A - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】燃料添加弁に添加燃料を添加させる前にバルブ開度Vdを変更して排気の脈動を発生し、添加弁近傍排気圧力Pgを周期的に変動させる。そして、添加タイミングTMadを極値到達タイミングTMeに同期させることによって添加燃料の分散度合いを制御する。より詳しくは、添加弁近傍排気圧力Pgが極大値Pgmaxとなるタイミング(1)で添加する高分散型添加制御と、極小値Pgminとなるタイミング(2)で添加燃料を添加する低分散型添加制御と、極大値Pgmax及び極小値Pgminとなるタイミング(1,2)で添加する複合分散型添加制御との、いずれかを選択的に実行する。
【選択図】図2
Description
。従って、排気浄化装置に対する制御内容(例えば、NOx還元処理、SOx被毒再生処理、PM再生処理等)に応じて、排気浄化装置に流入する排気に添加される還元剤の分散度合いを簡単な構成で制御することの可能な技術が望まれていた。
すなわち、
内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路を通過する排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流側に設けられ該排気浄化装置を通過する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記排気通路に設けられ排気の流路面積を変更する流路面積変更手段と、
前記還元剤添加手段が排気中に還元剤を添加する前に前記流路面積変更手段に前記流路面積を変更させ排気の脈動を発生させる脈動発生手段と、
前記排気の脈動により変動する前記還元剤添加手段近傍における排気圧力が極大値近傍および/または極小値近傍となるタイミングで前記還元剤添加手段に還元剤を添加させる添加タイミング制御手段と、
を備えることを特徴とする。
促進される。その結果、排気に添加された還元剤の分散性が向上し、還元剤の分散度合いが高くなった排気を排気浄化装置に供給することができる。つまり、排気浄化装置全体に、より均一に還元剤を供給することができる。ここで、還元剤の分散度合いとは、排気中において還元剤がいかに分散しているかどうかの程度を表す概念であり、還元剤を添加するときの分散性が向上するほど、還元剤の分散性度合いの高くなった排気が形成される。
触媒全体へ均一に還元剤を供給することができる。これにより、排気の温度をより効率よく上昇させ、排気浄化装置を好適に昇温することができる。ここで、排気浄化装置が排気中の微粒子物質(PM)を捕集するフィルタを含んで構成される場合、フィルタの温度を上昇させて捕集された微粒子物質を酸化除去するPM再生処理を実施する場合においては、高分散型添加制御を実施すると好適である。上述のように、高分散型添加制御によれば、排気浄化装置(フィルタ)をより効率的に昇温できるので、微粒子物質の酸化除去する効率を向上させることができる。
な還元剤の供給と排気浄化装置内における局所的な深いリッチ雰囲気の形成との双方を実現することができる。
密度がより高い状態で還元剤を添加することができるので、還元剤の分散性をより高めることができる。また、排気圧力が極小値近傍となるタイミングで還元剤を添加する場合には、排気の密度がより低い状態で還元剤を添加することができるので、排気浄化装置内により深いリッチ雰囲気を形成することができる。つまり、還元剤の分散度合いをより効率よく制御することができる。
れている。このECU15は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御する他、内燃機関1のDPNR10に係る制御を行うユニットである。
)Pgの時間推移を例示したタイムチャートである。図中の横軸は時間を表し、縦軸は添加弁近傍排気圧力Pgを表す。
10に吸蔵されたNOxおよびSOxを満遍なく還元することができる。つまり、DPNR10全体に亘りNOx、SOxをより均一に浄化することができる。
れる。
を切換える切換弁17が設けられている。すなわち、内燃機関1からの排気にバイパス通路16を通過させる場合には、上記排気がDPNR10を迂回することになる。本実施例においては切換弁17が本発明における流路面積変更手段に相当する。
合においても上記制御ルーチンを適用することができる。
2・・・吸気通路
3・・・ターボチャージャ
5・・・排気通路
7・・・タービンハウジング
10・・DPNR
11・・燃料添加弁
12・・圧力センサ
13・・流路面積変更弁
15・・ECU
16・・バイパス通路
17・・切換弁
Claims (9)
- 内燃機関の排気通路に設けられ、前記排気通路を通過する排気を浄化する排気浄化装置と、
前記排気通路における前記排気浄化装置よりも上流側に設けられ該排気浄化装置を通過する排気に還元剤を添加する還元剤添加手段と、
前記排気通路に設けられ排気の流路面積を変更する流路面積変更手段と、
前記還元剤添加手段が排気中に還元剤を添加する前に前記流路面積変更手段に前記流路面積を変更させ排気の脈動を発生させる脈動発生手段と、
前記排気の脈動により変動する前記還元剤添加手段近傍における排気圧力が極大値近傍および/または極小値近傍となるタイミングで前記還元剤添加手段に還元剤を添加させる添加タイミング制御手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 - 前記添加タイミング制御手段は、前記排気圧力の変動幅が所定の許容変動幅以上に維持される期間の範囲内で前記還元剤添加手段に還元剤を添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。
- 前記排気圧力が極大値近傍となるタイミングで前記還元剤添加手段に還元剤を添加させる場合に、前記添加タイミング制御手段は、前記流路面積が変更される直前における前記排気圧力よりも該極大値が所定の第1閾値以上高く維持される期間の範囲内で前記還元剤を添加させ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。
- 前記排気圧力が極小値近傍となるタイミングで前記還元剤添加手段に還元剤を添加させる場合に、前記添加タイミング制御手段は、前記流路面積が変更される直前における前記排気圧力よりも該極小値が所定の第2閾値以上低く維持される期間の範囲内で前記還元剤を添加させることを特徴とする請求項1から3の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記排気浄化装置は酸化能を有する触媒を含んでおり、
前記酸化能を有する触媒に還元剤を供給して前記排気浄化装置を昇温させる昇温制御を実施する場合に、前記添加タイミング制御手段は、前記排気圧力が前記極大値近傍となるタイミングで前記還元剤添加手段に還元剤を添加させることを特徴とする請求項1から4の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。 - 前記添加タイミング制御手段は、前記還元剤添加手段から還元剤を断続的に添加させるとともに、前記還元剤添加手段による還元剤の添加タイミングを前記排気圧力が前記極大値近傍および/または極小値近傍となるタイミングに同期させることを特徴とする請求項1から5の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記排気圧力が極大値近傍および/または極小値近傍となる極値到達タイミングを取得するとともに、取得された極値到達タイミングに基づいて前記添加タイミング制御手段が前記還元剤添加手段に還元剤を添加させる添加タイミングを決定する添加タイミング決定手段を、
更に備えることを特徴とする請求項1から6の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。 - 前記還元剤添加手段は前記排気通路における前記流路面積変更手段よりも上流側に設けられることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
- 前記還元剤添加手段は前記排気通路における前記流路面積変更手段よりも下流側に設けられることを特徴とする請求項1から7の何れかに記載の内燃機関の排気浄化システム。
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