JP2009103092A - Diesel engine control device - Google Patents
Diesel engine control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2009103092A JP2009103092A JP2007277615A JP2007277615A JP2009103092A JP 2009103092 A JP2009103092 A JP 2009103092A JP 2007277615 A JP2007277615 A JP 2007277615A JP 2007277615 A JP2007277615 A JP 2007277615A JP 2009103092 A JP2009103092 A JP 2009103092A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust
- valve
- opening
- timing
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Abstract
Description
本発明はディーゼルエンジンの制御装置に関し、特にアンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元するアンモニア選択還元型NOx触媒と排気バルブの開閉時期を変更可能なバルブタイミング切換機構とを備えたディーゼルエンジンの制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for a diesel engine, and in particular, a diesel engine including an ammonia selective reduction type NOx catalyst that selectively reduces NOx in exhaust using ammonia as a reducing agent, and a valve timing switching mechanism that can change the opening / closing timing of an exhaust valve. It relates to the control device.
ディーゼルエンジン(以下エンジンという)の排気中に含まれる汚染物質の1つであるNOx(窒素酸化物)を浄化するための排気浄化装置として、エンジンの排気通路にアンモニア選択還元型NOx触媒(以下SCR触媒という)を配設し、還元剤としてアンモニアをSCR触媒に供給することにより、排気中のNOxを浄化するようにした排気浄化装置が用いられている。 As an exhaust purification device for purifying NOx (nitrogen oxide), which is one of the pollutants contained in the exhaust of a diesel engine (hereinafter referred to as the engine), an ammonia selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as SCR) is disposed in the exhaust passage of the engine. Exhaust gas purification devices are used that purify NOx in exhaust gas by providing a catalyst) and supplying ammonia as a reducing agent to the SCR catalyst.
このSCR触媒を用いた排気後処理装置では、SCR触媒の上流側に尿素水を供給し、この尿素水が排気の熱により加水分解して生じたアンモニアがSCR触媒に供給される。SCR触媒に供給されたアンモニアは一旦SCR触媒に吸着し、このアンモニアと排気中のNOxとの間の脱硝反応がSCR触媒によって促進されることによりNOxの還元が行われる。 In the exhaust aftertreatment device using the SCR catalyst, urea water is supplied to the upstream side of the SCR catalyst, and ammonia generated by hydrolysis of the urea water by heat of the exhaust is supplied to the SCR catalyst. The ammonia supplied to the SCR catalyst is once adsorbed by the SCR catalyst, and NOx reduction is performed by promoting the denitration reaction between this ammonia and NOx in the exhaust gas by the SCR catalyst.
SCR触媒がこのような排気浄化機能を良好に発揮するためには、SCR触媒が活性化するような温度まで、SCR触媒に流入する排気の温度が上昇している必要がある。
しかし、エンジン冷態運転時や減速運転時においてはエンジンから排出される排気の温度が低い上、SCR触媒の上流側にある排気管、前段酸化触媒、及びパティキュレートフィルタなどが十分に暖まっておらず、これらによって排気の熱が奪われてしまうため、SCR触媒に流入する排気の温度は著しく低下してしまうことになる。このような排気温度の低下により、SCR触媒は上述したような排気浄化機能を良好に発揮することができなくなる。
In order for the SCR catalyst to exhibit such an exhaust purification function satisfactorily, the temperature of the exhaust gas flowing into the SCR catalyst needs to rise to a temperature at which the SCR catalyst is activated.
However, during engine cold operation or deceleration operation, the temperature of the exhaust exhausted from the engine is low, and the exhaust pipe upstream of the SCR catalyst, the pre-stage oxidation catalyst, the particulate filter, etc. are sufficiently warmed. However, since the heat of the exhaust is taken away by these, the temperature of the exhaust flowing into the SCR catalyst is remarkably lowered. Due to such a decrease in the exhaust temperature, the SCR catalyst cannot perform the exhaust purification function as described above well.
このような排気温度低下時の問題を解消するため、主噴射より遅いタイミングでポスト噴射を行うと共に吸気絞り弁により吸入空気量を減少させることにより排気温度を上昇させるようにしたエンジンの制御装置が特許文献1により提案されている。
特許文献1の制御装置では、主噴射の後のポスト噴射で供給される燃料がエンジンの出力に転換されにくいタイミングで燃焼することによって、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増加し、エンジンの排気温度が上昇する。更に、吸気絞り弁により吸入空気量が減少されることによって、排気後処理装置を流動する排気の量が減少するため、排気後処理装置の熱容量が増大して排気温度がより一層上昇する。
In order to solve such a problem at the time of exhaust gas temperature decrease, an engine control device that performs post injection at a timing later than main injection and raises the exhaust gas temperature by reducing the intake air amount by the intake throttle valve is provided.
In the control device of
また、排気中のアンモニアを還元剤としてNOxを選択還元するSCR触媒では、排気中に含まれるNO(一酸化窒素)とNO2(二酸化窒素)との割合がほぼ1対1の場合に最も高い浄化効率を得ることができる。そこで、SCR触媒の上流側に前段酸化触媒を設け、この前段酸化触媒により排気中のNOの一部をNO2に転化してSCR触媒に供給するようにしている。 Further, in the SCR catalyst that selectively reduces NOx using ammonia in the exhaust as a reducing agent, the ratio is highest when the ratio of NO (nitrogen monoxide) and NO 2 (nitrogen dioxide) contained in the exhaust is approximately 1: 1. Purification efficiency can be obtained. Therefore, a pre-stage oxidation catalyst is provided on the upstream side of the SCR catalyst, and a part of NO in the exhaust gas is converted to NO 2 by this pre-stage oxidation catalyst and supplied to the SCR catalyst.
上述のようにして吸入空気量を減少させると共にポスト噴射を行うことによって排気中に含まれるHC(炭化水素)の濃度が増大するが、このようにSCR触媒の上流側には前段酸化触媒が設けられているので、排気中に含まれるHCを前段酸化触媒で酸化させることにより更なる排気の昇温を図ることが可能となる。
しかしながら、上記特許文献1の制御装置のように、吸入空気量の減少とポスト噴射とにより排気の昇温を行うようにした場合、前段酸化触媒の酸化機能は排気中に多く含まれるHCに対して発揮されてしまうため、前段酸化触媒による排気中のNOの酸化が阻害されることになる。
この結果、排気の昇温によってSCR触媒が活性化して良好な選択還元機能を発揮できるようになっても、しばらくの間は排気中のNOに対するNO2の割合が不足してSCR触媒の浄化効率が低下してしまうという問題が生じる。
However, when the temperature of the exhaust gas is raised by reducing the intake air amount and post-injection as in the control device of
As a result, even if the SCR catalyst is activated by the temperature rise of the exhaust and can exhibit a good selective reduction function, the ratio of NO 2 to NO in the exhaust is insufficient for a while, and the purification efficiency of the SCR catalyst This causes a problem of lowering.
本発明は以上のような課題に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、SCR触媒が排気浄化機能を発揮可能な温度まで排気温度を迅速に上昇させると共に、SCR触媒の排気浄化効率の低下を防止することが可能なディーゼルエンジンの制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the problems as described above, and an object of the present invention is to rapidly increase the exhaust temperature to a temperature at which the SCR catalyst can exhibit the exhaust purification function, and to purify the exhaust of the SCR catalyst. It is an object of the present invention to provide a control device for a diesel engine capable of preventing a decrease in efficiency.
上記の目的を達成するため、本発明によるディーゼルエンジンの制御装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元するアンモニア選択還元型NOx触媒と、上記アンモニア選択還元型NOx触媒の上流側の上記排気通路に配設された前段酸化触媒と、上記ディーゼルエンジンの排気バルブの開閉時期を第1開閉時期と第2開閉時期とのいずれかに選択的に切り換え可能であって、上記第2開閉時期は開弁期間の一部が上記排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップするように設定され、上記第1開閉時期は上記排気バルブの開弁開始時期のみを、上記第2開閉時期に対して遅角側に変更して設定されたバルブタイミング切換機構と、上記アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと判断したときには、上記第2開閉時期で上記排気バルブが開閉するように上記バルブタイミング切換機構を制御する制御手段とを備えることを特徴とする(請求項1)。 In order to achieve the above object, a diesel engine control device according to the present invention is disposed in an exhaust passage of a diesel engine, and selectively reduces NOx in exhaust using ammonia as a reducing agent. The upstream oxidation catalyst disposed in the exhaust passage upstream of the ammonia selective reduction type NOx catalyst and the opening / closing timing of the exhaust valve of the diesel engine are selectively selected from the first opening / closing timing and the second opening / closing timing. The second opening / closing timing is set so that a part of the valve opening period overlaps with the valve opening period of the intake valve of the same cylinder as the exhaust valve, and the first opening / closing timing is the exhaust valve A valve timing switching mechanism which is set by changing only the valve opening start timing to the retard side with respect to the second opening / closing timing, and the ammonia selective reduction type Control means for controlling the valve timing switching mechanism so that the exhaust valve opens and closes at the second opening / closing timing when it is determined that the temperature of the exhaust gas flowing into the Ox catalyst is lower than a predetermined temperature. (Claim 1).
このように構成されたディーゼルエンジン制御装置によれば、ディーゼルエンジンの排気中のNOxがアンモニア選択還元型NOx触媒により排気中のアンモニアを還元剤として選択還元されることによって排気の浄化が行われる。このとき、排気中のNOの一部が前段酸化触媒によってNO2に転化されてからアンモニア選択還元型NOx触媒に流入するので、アンモニア選択還元型NOx触媒は高い浄化効率で排気を発揮する。 According to the diesel engine control apparatus configured as described above, NOx in the exhaust of the diesel engine is selectively reduced by ammonia selective reduction-type NOx catalyst using ammonia in the exhaust as a reducing agent, thereby purifying the exhaust. At this time, part of the NO in the exhaust gas is converted into NO 2 by the pre-stage oxidation catalyst and then flows into the ammonia selective reduction type NOx catalyst, so that the ammonia selective reduction type NOx catalyst exhibits exhaust with high purification efficiency.
そして、アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと制御手段が判断したときには、排気バルブの開弁期間の一部が排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップすると共に、開弁開始時期と閉弁完了時期とのうち開弁開始時期のみが、第2開閉時期に対して遅角側に変更された第1開閉時期で排気バルブが開閉するようにバルブタイミング切換機構が制御される。 When the control means determines that the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst is lower than a predetermined temperature, a part of the valve opening period of the exhaust valve is the valve opening period of the intake valve of the same cylinder as the exhaust valve. The exhaust valve opens and closes at the first opening / closing timing that is changed to the retarded side with respect to the second opening / closing timing only during the valve opening start timing and the valve closing completion timing. A valve timing switching mechanism is controlled.
或いは、上記目的を達成するため、本発明によるディーゼルエンジンの制御装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に配設され、アンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元するアンモニア選択還元型NOx触媒と、上記ディーゼルエンジンの排気バルブの開閉時期を第1開閉時期と第2開閉時期とのいずれかに選択的に切り換え可能であって、上記第2開閉時期は開弁期間の一部が上記排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップするように設定され、上記第1開閉時期は上記排気バルブの開弁開始時期のみを、上記第2開閉時期に対して進角側に変更して設定されたバルブタイミング切換機構と、上記アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと判断したときには、上記第2開閉時期で上記排気バルブが開閉するように上記バルブタイミング切換機構を制御する制御手段とを備えることを特徴とする(請求項2)。 Alternatively, in order to achieve the above object, a control device for a diesel engine according to the present invention is provided in an exhaust passage of a diesel engine, and an ammonia selective reduction type NOx catalyst that selectively reduces NOx in exhaust gas using ammonia as a reducing agent, The opening / closing timing of the exhaust valve of the diesel engine can be selectively switched between a first opening / closing timing and a second opening / closing timing, and the second opening / closing timing has a part of the valve opening period that is different from that of the exhaust valve. The first opening / closing timing is set to overlap with the second opening / closing timing with respect to the second opening / closing timing. When it is determined that the set valve timing switching mechanism and the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst are lower than a predetermined temperature, the second opening is performed. And a controlling means for controlling the valve timing switching mechanism as the exhaust valve is opened and closed by timing (claim 2).
このように構成されたディーゼルエンジン制御装置によれば、ディーゼルエンジンの排気中のNOxがアンモニア選択還元型NOx触媒により排気中のアンモニアを還元剤として選択還元されることによって排気の浄化が行われる。このとき、排気中のNOの一部が前段酸化触媒によってNO2に転化されてからアンモニア選択還元型NOx触媒に流入するので、アンモニア選択還元型NOx触媒は高い浄化効率で排気を発揮する。 According to the diesel engine control apparatus configured as described above, NOx in the exhaust of the diesel engine is selectively reduced by ammonia selective reduction-type NOx catalyst using ammonia in the exhaust as a reducing agent, thereby purifying the exhaust. At this time, part of the NO in the exhaust gas is converted into NO 2 by the pre-stage oxidation catalyst and then flows into the ammonia selective reduction type NOx catalyst, so that the ammonia selective reduction type NOx catalyst exhibits exhaust with high purification efficiency.
そして、アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと制御手段が判断したときには、排気バルブの開弁期間の一部が排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップすると共に、開弁開始時期と閉弁完了時期とのうち開弁開始時期のみが、第2開閉時期に対して進角側に変更された第1開閉時期で排気バルブが開閉するようにバルブタイミング切換機構が制御される。 When the control means determines that the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst is lower than a predetermined temperature, a part of the valve opening period of the exhaust valve is the valve opening period of the intake valve of the same cylinder as the exhaust valve. The exhaust valve opens and closes at the first opening / closing timing which is changed to the advance side with respect to the second opening / closing timing only during the valve opening start timing and the valve closing completion timing. A valve timing switching mechanism is controlled.
本発明のディーゼルエンジン制御装置によれば、アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと制御手段が判断したときには、排気バルブの開弁期間の一部が排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップすると共に、開弁開始時期と閉弁完了時期とのうち開弁開始時期のみが、第2開閉時期に対して遅角側に変更された第1開閉時期で排気バルブが開閉するので、排気行程においてピストンが気筒内のガスを圧縮することにより、第2開閉時期で排気バルブを開閉しているときに比べてポンピング損失が増大する。こうして増大したポンピングロスを補うために各気筒への燃料供給量が増大されるので、結果的にディーゼルエンジンから排出される排気の温度が上昇する。 According to the diesel engine control apparatus of the present invention, when the control means determines that the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst is lower than the predetermined temperature, a part of the valve opening period of the exhaust valve is the same as that of the exhaust valve. The first opening / closing that overlaps the opening period of the intake valve of the cylinder and that only the valve opening start timing of the valve opening start timing and the valve closing completion timing is changed to the retard side with respect to the second opening / closing timing. Since the exhaust valve opens and closes at the timing, the pumping loss increases as the piston compresses the gas in the cylinder during the exhaust stroke, compared to when the exhaust valve opens and closes at the second opening and closing timing. In order to compensate for the increased pumping loss, the amount of fuel supplied to each cylinder is increased. As a result, the temperature of the exhaust discharged from the diesel engine rises.
また、排気バルブの開弁開始時期が遅れることにより、第2開閉時期で排気バルブを開閉しているときに比べて気筒内の残留ガス量が増大し、その分だけ気筒に吸入される新気の量が減少する。従って、燃料の燃焼によって生じる熱が伝達される新気の量が減少することになり、結果としてアンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度は上昇する。 In addition, since the exhaust valve opening start timing is delayed, the amount of residual gas in the cylinder increases compared to when the exhaust valve is opened and closed at the second opening and closing timing, and the amount of fresh air drawn into the cylinder by that amount. The amount of decreases. Therefore, the amount of fresh air to which heat generated by the combustion of fuel is transmitted decreases, and as a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst rises.
このように、ポスト噴射などによる排気中へのHCの供給を行うことなく排気温度を速やかに上昇させることができるので、前段酸化触媒による排気中のNOからNO2への転化が阻害されることはない。この結果、排気温度の上昇によって還元機能を発揮可能となった後のアンモニア選択還元型NOx触媒の浄化効率を良好に維持することができる。
また、第1開閉時期で排気バルブを開閉しているときにも、排気バルブの開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップするタイミングまで排気バルブの開弁が継続されるので、気筒内の残留ガスの大幅な増大を防止することができる。従って、気筒内への新気の供給が残留ガスによって大きく阻害されるようなことはなく、気筒内に吸入される新気の量が大幅に減少することはない。
In this way, the exhaust temperature can be quickly raised without supplying HC into the exhaust by post injection or the like, so that the conversion from NO in the exhaust to NO 2 by the upstream oxidation catalyst is hindered. There is no. As a result, it is possible to satisfactorily maintain the purification efficiency of the ammonia selective reduction type NOx catalyst after the reduction function can be exhibited by the rise of the exhaust gas temperature.
Further, even when the exhaust valve is opened and closed at the first opening / closing timing, the exhaust valve continues to be opened until a part of the valve opening period overlaps with the valve opening period of the intake valve. Thus, a significant increase in residual gas in the cylinder can be prevented. Accordingly, the supply of fresh air into the cylinder is not greatly hindered by the residual gas, and the amount of fresh air sucked into the cylinder is not significantly reduced.
この結果、新気の吸入量の低下に伴って発生する黒煙などの大気中への排出を防止しながら迅速に排気温度を上昇させると共に、主噴射によって気筒内に供給される燃料から生じた未燃HCの排気中の濃度を低く維持することができる。従って、排気温度の上昇によりアンモニア選択還元型NOx触媒が選択還元機能を発揮できるようになったときに、排気中の未燃HCによって阻害されることなく前段酸化触媒による排気中のNOからNO2への転化が行われ、アンモニア選択還元型NOx触媒の浄化効率の低下を防止することが可能となる。 As a result, the exhaust temperature is quickly raised while preventing the discharge of black smoke or the like generated in accordance with a decrease in the intake amount of fresh air into the atmosphere, and the fuel is supplied from the fuel supplied into the cylinder by the main injection. The concentration of unburned HC in the exhaust can be kept low. Therefore, when the ammonia selective reduction type NOx catalyst can exhibit the selective reduction function due to the rise in the exhaust temperature, NO 2 from the NO in the exhaust gas by the preceding oxidation catalyst is not hindered by the unburned HC in the exhaust gas. Thus, it is possible to prevent a reduction in the purification efficiency of the ammonia selective reduction type NOx catalyst.
或いは、本発明のディーゼルエンジン制御装置によれば、アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと制御手段が判断したときには、排気バルブの開弁期間の一部が排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップすると共に、開弁開始時期と閉弁完了時期とのうち開弁開始時期のみが、第2開閉時期に対して進角側に変更された第1開閉時期で排気バルブが開閉するので、燃料の発熱量の一部が動力に利用されないうちに排気バルブが開弁して排出される排気の量が、第2開閉時期で排気バルブを開閉しているときに比べて増大し、アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が上昇する。 Alternatively, according to the diesel engine control apparatus of the present invention, when the control means determines that the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst is lower than the predetermined temperature, a part of the valve opening period of the exhaust valve is the exhaust valve. The valve opening time of the intake valve of the same cylinder is overlapped, and only the valve opening start timing of the valve opening start timing and the valve closing completion timing is changed to the advance side with respect to the second opening / closing timing. Since the exhaust valve opens and closes at the opening and closing timing, the amount of exhaust exhausted when the exhaust valve is opened before part of the heat generated by the fuel is used for power will open and close the exhaust valve at the second opening and closing timing. And the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst increases.
また、このように燃料の発熱量の一部が動力に利用されないため、第2開閉時期で排気バルブを開閉しているときに比べてエンジン出力が低下するが、こうして低下したエンジン出力を補うために各気筒への燃料供給量が増大されるので、結果的にディーゼルエンジンから排出される排気の温度が上昇する。
このように、ポスト噴射などによる排気中へのHCの供給を行うことなく排気温度を速やかに上昇させることができるので、排気温度の上昇によりアンモニア選択還元型NOx触媒が選択還元機能を発揮できるようになったときに、前段酸化触媒による排気中のNOからNO2への転化が阻害されることはなく、アンモニア選択還元型NOx触媒の浄化効率の低下を防止することができる。
Further, since a part of the calorific value of the fuel is not used for power in this way, the engine output is lower than when the exhaust valve is opened and closed at the second opening / closing timing, but in order to compensate for the reduced engine output in this way. In addition, since the amount of fuel supplied to each cylinder is increased, the temperature of the exhaust discharged from the diesel engine rises as a result.
Thus, the exhaust gas temperature can be quickly raised without supplying HC into the exhaust gas by post injection or the like, so that the ammonia selective reduction type NOx catalyst can exhibit the selective reduction function by raising the exhaust gas temperature. Therefore, the conversion of NO in the exhaust gas from NO to NO 2 by the upstream oxidation catalyst is not hindered, and it is possible to prevent the purification efficiency of the ammonia selective reduction type NOx catalyst from being lowered.
また、第1開閉時期で排気バルブを開閉しているときにも、排気バルブの開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップするタイミングまで排気バルブの開弁が継続されるので、気筒内の残留ガスが増大して気筒内への新気の供給が残留ガスによって阻害されるようなことはなく、気筒内には十分な量の新気を確保することができる。
この結果、新気の吸入量の低下に伴って発生する黒煙などの大気中への排出を防止しながら迅速に排気温度を上昇させると共に、主噴射によって気筒内に供給される燃料から生じた未燃HCの排気中の濃度を低く維持することができる。従って、排気温度の上昇によりアンモニア選択還元型NOx触媒が選択還元機能を発揮できるようになったときに、未燃HCによって阻害されることなく前段酸化触媒による排気中のNOからNO2への転化が行われ、アンモニア選択還元型NOx触媒の浄化効率の低下を防止することが可能となる。
Further, even when the exhaust valve is opened and closed at the first opening / closing timing, the exhaust valve continues to be opened until a part of the valve opening period overlaps with the valve opening period of the intake valve. The residual gas in the cylinder does not increase and the supply of fresh air into the cylinder is not hindered by the residual gas, and a sufficient amount of fresh air can be secured in the cylinder.
As a result, the exhaust temperature is quickly raised while preventing the discharge of black smoke or the like generated in accordance with a decrease in the intake amount of fresh air into the atmosphere, and the fuel is supplied from the fuel supplied into the cylinder by the main injection. The concentration of unburned HC in the exhaust can be kept low. Therefore, when the ammonia selective reduction type NOx catalyst becomes capable of performing the selective reduction function due to an increase in the exhaust temperature, conversion from NO in the exhaust to NO 2 by the pre-stage oxidation catalyst without being inhibited by unburned HC Thus, it is possible to prevent a reduction in the purification efficiency of the ammonia selective reduction type NOx catalyst.
以下、図面に基づき本発明の第1実施形態について説明する。
本発明の第1実施形態に係るディーゼルエンジンの制御装置は車両に搭載されている。図1は、このディーゼルエンジンの制御装置の全体構成図であって、図1に基づきディーゼルエンジンの制御装置の構成を説明する。
ディーゼルエンジン(以下、エンジンという)1は各気筒共通の高圧蓄圧室(以下コモンレールという)2を備えており、図示しない燃料噴射ポンプから供給されてコモンレール2に蓄えられた高圧の燃料を各気筒に設けられたインジェクタ4に供給し、各インジェクタ4からそれぞれの気筒内に燃料が噴射される。
Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The diesel engine control apparatus according to the first embodiment of the present invention is mounted on a vehicle. FIG. 1 is an overall configuration diagram of this diesel engine control device, and the configuration of the diesel engine control device will be described based on FIG. 1.
A diesel engine (hereinafter referred to as an engine) 1 has a high-pressure accumulator chamber (hereinafter referred to as a common rail) 2 common to each cylinder, and high-pressure fuel supplied from a fuel injection pump (not shown) and stored in the
吸気通路6にはターボチャージャ8が装備されており、図示しないエアクリーナから吸入された吸気は、吸気通路6からターボチャージャ8のコンプレッサ8aへと流入し、コンプレッサ8aで過給された吸気はインタークーラ10を介して吸気マニホールド12に導入される。吸気マニホールド12に導入された空気は、各気筒に設けられた吸気バルブ(図示せず)が開弁されることにより吸気ポート(図示せず)を介してエンジン1の各気筒に吸入される。また、吸気通路6のコンプレッサ8aより上流側には、エンジン1への吸入空気流量を検出するための吸気量センサ14が設けられている。
The
一方、排気バルブ(図1には示さず)が開弁されることによってエンジン1の各気筒から排気が排出される排気ポート(図示せず)は、排気マニホールド16を介して排気管18に接続されている。なお、排気マニホールド16と吸気マニホールド12との間には、EGR弁20を介して排気マニホールド16と吸気マニホールド12とを連通するEGR通路22が設けられている。
On the other hand, an exhaust port (not shown) through which exhaust gas is discharged from each cylinder of the
排気管18はターボチャージャ8のタービン8bを経由した後に排気後処理装置24に接続されている。また、タービン8bの回転軸はコンプレッサ8aの回転軸と連結されており、タービン8bが排気管18内を流動する排気を受けてコンプレッサ8aを駆動するようになっている。
排気後処理装置24は、上流側ケーシング26と、上流側ケーシング26の下流側に連通路28で連通された下流側ケーシング30とで構成される。上流側ケーシング26内には、前段酸化触媒32が収容されると共に、この前段酸化触媒32の下流側にはパティキュレートフィルタ(以下フィルタという)34が収容されている。フィルタ34は、排気中のパティキュレートを捕集することによりエンジン1の排気を浄化するために設けられる。
The
The
前段酸化触媒32は排気中のNOを酸化させてNO2を生成するので、このように前段酸化触媒32とフィルタ34とを配置することにより、フィルタ34に捕集され堆積しているパティキュレートは前段酸化触媒32から供給されたNO2と反応して酸化し、フィルタ34の連続再生が行われるようになっている。
一方、下流側ケーシング30内には、排気中のアンモニアを吸着し、吸着したアンモニアを還元剤として排気中のNOxを選択還元して排気を浄化するアンモニア選択還元型NOx触媒(以下SCR触媒という)36が収容されている。このSCR触媒36は、排気中のNO及びNO2の比率が互いにほぼ等しいときに最も高い浄化効率を発揮しうるものであり、前段酸化触媒32で生成されたNO2の一部がフィルタ34の連続再生に寄与せずにエンジン1から排出された排気中のNOと共にSCR触媒36に流入することによって、高い浄化率を維持するようになっている。
Since the front-
On the other hand, an ammonia selective reduction type NOx catalyst (hereinafter referred to as an SCR catalyst) that adsorbs ammonia in the exhaust gas in the
SCR触媒36の下流側にはSCR触媒36から流出したアンモニアを酸化してN2とするための後段酸化触媒38が収容されている。この後段酸化触媒38は、後述するフィルタ34の強制再生でパティキュレートが焼却される際に発生するCO(一酸化炭素)を酸化し、CO2(二酸化炭素)として大気中に排出する機能も有している。
また、連通路28には、連通路28内の排気中に尿素水を噴射供給する尿素水インジェクタ40が設けられており、尿素水が蓄えられた尿素水タンク42から図示しない供給ポンプによって尿素水が供給されることにより、尿素水インジェクタ40から連通路28内の排気中に尿素水が噴射されるようになっている。
A
The
尿素水インジェクタ40から噴射された尿素水は、排気の熱により加水分解してアンモニアとなり、排気と共にSCR触媒36に供給される。SCR触媒36は供給されたアンモニアを吸着し、吸着したアンモニアと排気中のNOxとの脱硝反応を促進することにより、NOxを無害なN2として排気を浄化する。
このとき、アンモニアがNOxと反応せずにSCR触媒36から流出した場合には、このアンモニアが後段酸化触媒38によって酸化され、無害なN2となって大気中に放出されるようになっている。
The urea water injected from the
At this time, when ammonia flows out of the
なお、下流側ケーシング30内のSCR触媒36の上流側には、SCR触媒36の入口側の排気温度を検出する入口側温度センサ44が設けられている。
また、エンジン1には、各気筒に設けられた排気バルブの開閉時期を切り換えるためのバルブタイミング切換機構(図1中には示さず)が設けられている。このバルブタイミング切換機構の詳細については後述するが、バルブタイミング機構への作動油の供給を制御することによって、排気バルブの開閉時期が切り換えられるようになっている。図1に示される作動油制御弁46は、このバルブタイミング切換機構への作動油の供給を制御するためのものである。
An inlet
Further, the
このように構成されるエンジン1の運転制御をはじめとする総合的な制御を行うため、ECU(制御手段)48が設けられる。ECU48はCPU、メモリ、タイマカウンタなどから構成され、様々な制御量の演算を行うと共に、その制御量に基づきECU48に接続された各種デバイスの制御を行っている。
ECU48の入力側には、各種制御に必要な情報を収集するため、上述した吸気流量センサ14、入口側温度センサ44のほかに、エンジン1の回転数を検出する回転数センサ52及び図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセル開度センサ54などの各種センサ類が接続されている。また、ECU48の出力側には、演算した制御量に基づき制御が行われる各気筒のインジェクタ4、EGR弁20、尿素水インジェクタ40及び作動油制御弁46などの各種デバイス類が接続されている。
An ECU (control means) 48 is provided to perform comprehensive control including operation control of the
On the input side of the
エンジン1の各気筒への燃料供給量の演算、及び演算した燃料供給量に基づくインジェクタ4からの燃料供給制御もECU48によって行われる。エンジン1の運転に必要な燃料供給量(主噴射量)は、回転数センサ52によって検出されたエンジン1の回転数とアクセル開度センサ54によって検出されたアクセル開度とに基づき、予め記憶しているマップから読み出して決定する。各気筒に供給される燃料の量は、インジェクタ4の開弁時間によって調整され、決定された燃料量に対応した駆動時間で各インジェクタ4が開弁駆動され、各気筒に主噴射が行われることにより、エンジン1の運転に必要な量の燃料が供給される。
The
ECU48は、このような各気筒への燃料供給制御のほか、フィルタ34を強制再生して機能回復させるための制御も行う。
フィルタ34に堆積したパティキュレートは、前述したようにして前段酸化触媒32を用いた連続再生により酸化除去される。しかしながら、このような連続再生だけではフィルタ34に堆積したパティキュレートの除去が十分行われない場合がある。このような状態が継続すると、フィルタ34内にパティキュレートが過剰に堆積し、フィルタ34が目詰まりを起こすおそれがあるため、フィルタ34におけるパティキュレートの堆積状況に応じて、適宜フィルタ34を昇温し強制再生を行うことにより、フィルタ34の排気浄化機能を維持する。
In addition to such fuel supply control to each cylinder, the
The particulates deposited on the
パティキュレートの堆積状況は、フィルタ34の上流側及び下流側の差圧や吸気量センサ14の検出値などに基づき推定され、フィルタ34へのパティキュレート堆積量が所定量に達したと判断したときに強制再生の制御が開始される。
フィルタ34の強制再生では、インジェクタ4からポスト噴射を行うことにより排気中にHC(炭化水素)を供給する。そして、前段酸化触媒32でのHCの酸化反応によりフィルタ36に流入する排気の温度を上昇させ、フィルタ34に堆積したパティキュレートを焼却する。
The particulate accumulation state is estimated based on the differential pressure upstream and downstream of the
In forced regeneration of the
また、ECU48は、SCR触媒36で排気中のNOxを選択還元するために必要な尿素水の目標供給量を求め、この目標供給量に基づき尿素水インジェクタ40を制御することにより、尿素水インジェクタ40からSCR触媒36上流側の排気中に尿素水が供給される。
尿素水インジェクタ40から噴射された尿素水は、前述したように、排気の熱により加水分解してアンモニアとなり、SCR触媒36に供給される。SCR触媒36は供給されたアンモニアを吸着し、吸着したアンモニアと排気中のNOxとの脱硝反応を促進することにより、NOxを還元して無害なN2とし排気を浄化する。
Further, the
As described above, the urea water injected from the
このようなSCR触媒36によるNOxの選択還元が良好に行われるようにするには、SCR触媒36に流入する排気中のNOに対して適正な比率となるNO2をSCR触媒36に供給するための前段酸化触媒32や、NOxを選択還元するSCR触媒36が活性化していなければならない。
そこで、本実施形態の制御装置では、排気温度がこのような温度に達していないような場合には、排気バルブの開閉時期を変更することにより、排気温度を昇温するようにしている。
In order to perform such selective reduction of NOx by the
Therefore, in the control device of the present embodiment, when the exhaust temperature does not reach such a temperature, the exhaust temperature is raised by changing the opening / closing timing of the exhaust valve.
以下では、このような排気バルブの開閉時期を変更するために各気筒に設けられるバルブタイミング切換機構の構成について、図2乃至7に基づき説明する。
図2はバルブタイミング切換機構56を構成する第1ロッカアーム58と第2ロッカアーム60の組み付けを示す図、図3はバルブタイミング切換機構56の上面図、図4は第2ロッカアーム60の組み付け状態を示す図である。
Hereinafter, the configuration of the valve timing switching mechanism provided in each cylinder in order to change the opening / closing timing of the exhaust valve will be described with reference to FIGS.
2 is a view showing the assembly of the
エンジン1の各気筒には、ロッカシャフト62にそれぞれ揺動可能に支承された第1ロッカアーム58と第2ロッカアーム60とが互いに隣接して設けられる。第1ロッカアーム58には、ロッカシャフト62が挿通するボス部64が設けられており、第1ロッカアーム58はボス部64を介してロッカシャフト62に軸支される。また、第1ロッカアーム58のボス部64からロッカシャフト62の軸線方向に突出してロッカシャフト62が貫通する軸部66が、第2ロッカアーム60のボス部68内に嵌挿されて、第2ロッカアーム60が第1ロッカアーム58の軸部66に軸支されることにより、第2ロッカアーム60がロッカシャフト62に対して揺動可能となっている。
Each cylinder of the
第1ロッカアーム58の一側に延びるアーム70の端部には第1カム72に当接するローラ74が回転自在に装着され、他側に延びるアーム76の端部には排気バルブ78の弁軸が連結されている。そして、第1ロッカアーム58のアーム76に連結された排気バルブ78に設けられているバルブスプリング(図示せず)の付勢力を受けることにより、第1ロッカアーム58のローラ74が第1カム72に押圧されている。
A
また、第2ロッカアーム60のボス部68から、第1ロッカアーム58のアーム70と同方向に延びるアーム80の端部には、第1カム72とは異なるカムプロフィールを有した第2カム82に当接するローラ84が回転自在に装着されている。第2ロッカアーム60は、ボス部68の上部に形成された肉厚部86の端部に係合するリターンスプリング88により、ローラ84を第2カム82に押圧する方向に付勢されている。
Further, the end of the
第1ロッカアーム58のボス部64には、ロッカシャフト62の軸線に対してほぼ直角となる方向の軸線を有したシリンダ部90が形成されており、このシリンダ部90には作動ピストン92が摺動可能に装着される。作動ピストン92は、後述するようにロッカシャフト62の内部に形成された油路94を介し、作動ピストン92の下方に形成される油室96に供給される作動油の油圧を受けて駆動されるものであり、油室96に作動油が供給されない非駆動時にはリターンスプリング98により押圧され、図5に示すようにシリンダ部90の下部に位置する一方、油室96に作動油が供給されると、作動ピストン92は作動油の油圧によりリターンスプリング98に抗し、図6に示すようにシリンダ部90の上部に移動する。
The
作動ピストン92には、図5及び6に示すように、深溝部100及び浅溝部102からなる係合溝104が形成されている。この係合溝104に対応し、第1ロッカアーム58のアーム70の上方には、係合突起106が第2ロッカアーム60から第1ロッカアーム58側に向けて張り出すと共に、作動ピストン92に向けて延設されている。
この係合突起106は、図6に示すように、油室96に作動油が供給されて作動ピストン92がシリンダ部90の上部に位置するとき、第2カム82によって駆動される第2ロッカアーム60の揺動に伴い作動ピストン92の浅溝部102に進入して作動ピストン92と揺動方向で当接することにより、第2ロッカアーム60の揺動を第1ロッカアーム58に伝達する。
As shown in FIGS. 5 and 6, the
As shown in FIG. 6, the
一方、図5に示すように、油室96に作動油が供給されずに作動ピストン92がシリンダ部90の下部に位置するときには、第2カム82によって駆動される第2ロッカアーム60の揺動に伴い係合突起106が作動ピストン92の深溝部100内に進入するが、このときに係合突起106は作動ピストン92に揺動方向で当接せず、第2ロッカアーム60の揺動は第1ロッカアーム58に伝達されないようになっている。
On the other hand, as shown in FIG. 5, when the
なお、油室96への作動油の供給及び油室96からの作動油の排出は、前述したようにECU48が作動油制御弁46を制御することによって行われる。
第1カム72による排気バルブ78のリフト量は、常に第2カム82による排気バルブ78のリフト量以下となるよう、第1カム72及び第2カム82のカムプロフィールが設定されている。従って、上述したようにして油室96に作動油が供給され、シリンダ部90の上部に位置する作動ピストン92に係合突起106が当接することにより、第2ロッカアーム60の揺動を第1ロッカアーム58に伝達する場合には、第1ロッカアーム58が第2カム82のカムプロフィールに従って揺動することにより排気バルブ78の開閉が行われることになる。
The supply of the hydraulic oil to the
The cam profiles of the
一方、油室96に作動油が供給されずに作動ピストン92がシリンダ部90の下部に位置するときには、上述したように第2ロッカアーム60の揺動が第1ロッカアーム58に伝達されないので、第1ロッカアーム58が第1カム72のカムプロフィールに従って揺動することによって排気バルブ78の開閉が行われる。
本実施形態において、第1カム72及び第2カム82のカムプロフィールは、それぞれのカムによって排気バルブ78が駆動される場合のリフト量及びクランク角に基づく開閉時期が図7に示す特性となるように設定されている。
On the other hand, when hydraulic oil is not supplied to the
In this embodiment, the cam profiles of the
即ち図7において、第1カム72のカムプロフィールによる排気バルブ78のリフト量及び開閉時期(第1開閉時期)は曲線EX1によって示され、第2カム82のカムプロフィールによる排気バルブ78のリフト量及び開閉時期(第2開閉時期)は曲線EX2によって示される。なお、図7中の曲線INは、排気バルブ78と組み合わされて用いられる吸気バルブのリフト量及び開閉時期を示すものである。
That is, in FIG. 7, the lift amount and opening / closing timing (first opening / closing timing) of the
図7の曲線EX2によって示されているように、第2カム82によって排気バルブ78を開閉する場合、排気バルブ78の開弁開始時期は膨張行程下死点(BDC)より早く、また閉弁完了時期は吸気バルブの開弁開始時期よりも遅くなっており、排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップしている。このような第2カム82の特性は、バルブタイミング切換機構を備えていない一般的なディーゼルエンジンで用いられる排気バルブ駆動用のカムの特性と同等のものとなっている。
As shown by the curve EX2 in FIG. 7, when the
これに対し、第1カム72によって排気バルブ78を開閉する場合、図7の曲線EX1によって示されているように、排気バルブ78の開弁開始時期は、第2カム82による排気バルブ78の開弁開始時期より遅角され、膨張行程における下死点(BDC)よりクランク角でA1(°)だけ遅角側となっている。なお、このBDCからの遅角量A1は後述する理由により40乃至70°に設定されている。また、排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップしており、排気バルブ78の閉弁完了時期は第2カム82の場合の排気バルブ78の閉弁完了時期と一致している。
On the other hand, when the
このように排気バルブ78の開弁開始時期は第2カム82で排気バルブ78を開閉する場合の開弁開始時期から大幅に遅角されているが、第1カム72で排気バルブ78を開閉する場合の排気バルブ78のリフト量L1を、第2カム82の場合の排気バルブ78のリフト量L2の1/5乃至1/3に設定することにより、第1カム72で排気バルブ78を開閉する場合においても、排気バルブ78のリフト量の変化率を適正な範囲の大きさとして排気バルブ78の開閉を支障なく行うことができるようにしている。
As described above, the valve opening start timing of the
即ち、第2カム82による排気バルブ78の開閉に対し、排気バルブ78の閉弁完了時期をほぼ一致させて開弁開始時期のみをBDCから40乃至70°遅角させた場合、排気バルブ78のリフト量がL2のままでは排気バルブ78のバルブスプリングの余裕荷重が著しく低下し、排気バルブ78のジャンピングなど排気バルブ78の動特性において不具合が生じてしまう。そこで、このような不具合を防止するためには、排気バルブ78のリフト量L1を、第2カム82の場合の排気バルブ78のリフト量L2の1/5乃至1/3に設定する必要がある。
That is, when the
次に、以上のように構成されるバルブタイミング切換機構56を用いた排気の昇温について説明する。
図8及び図9は、エンジン1を中速中負荷の一定の運転状態で運転し、本実施形態の制御装置において第1カム72によって排気バルブ78を開閉する際に、第2カム82で排気バルブ78を開閉するような一般的な排気バルブ78の開閉時期から、開弁開始時期のみを徐々に遅角させていった場合の、排気バルブ78の開弁開始時期と排気温度Ttiとの関係を示すグラフ(図8)、及び排気バルブ78の開弁開始時期と空気過剰率λとの関係を示すグラフ(図9)である。なお、排気バルブ78の開弁開始時期はクランク角で表され、BDCを0°としてBDCより進角側を正の値で、また遅角側を負の値でそれぞれ表している。また、排気温度Ttiはターボチャージャ8のタービン8bの入口側温度である。
Next, the temperature rise of the exhaust using the valve
FIGS. 8 and 9 show that the
図8に示すように、排気バルブ78の開弁開始時期を遅角するほど排気温度Ttiが上昇していくことがわかるが、開弁開始時期をBDC後40°(−40°BBDC)のクランク角以降に遅角することにより、400℃以上の排気温度を確保することができる一方で、開弁開始時期の遅角範囲をBDC後70°(−70°BBDC)のクランク角までとすることにより2.0以上の空気過剰率λが確保される。このように、排気バルブ78の開弁開始時期を遅角することにより排気の温度が上昇するのは、次のような理由による。
As shown in FIG. 8, it can be seen that the exhaust gas temperature Tti increases as the opening start timing of the
即ち、排気バルブ78の開弁開始時期が大きく遅れるため、ピストンが気筒内のガスを圧縮することによって各気筒のポンピング損失が増大するが、ECU48はアクセル開度センサ54によって検出されたアクセル開度に対応したエンジン出力を得るため、こうして増大したポンピングロスを補うように、各気筒にインジェクタ4から供給される燃料量を増大するので、結果的にエンジン1から排出される排気の温度が上昇するのである。
In other words, since the opening timing of the
また、排気バルブ78の開弁開始時期が遅れることにより、第2カム82で排気バルブ78を開閉する場合に比べて気筒内の残留ガスが増大し、その分だけ気筒に吸入される新気の量が減少する。従って、燃料の燃焼によって生じる熱が伝達される新気の量が少ないことになり、排気の温度は上昇することになる。
従って、ポスト噴射などにより排気中にHCを供給することなく排気の温度を上昇させることができる。この結果、前段酸化触媒32に排気中のHCが流入して前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというような問題が発生せず、排気の昇温によってSCR触媒36が選択還元機能を発揮するようになったときに、SCR触媒36に流入する排気中のNOとNO2との比率を適正なものとして、高い浄化効率でのSCR触媒36の排気浄化を維持することができる。
Further, since the start timing of opening of the
Accordingly, the temperature of the exhaust can be raised without supplying HC into the exhaust by post injection or the like. As a result, the problem that the HC in the exhaust gas flows into the
また、排気バルブ78の開弁開始時期をBDC後70°程度のクランク角まで遅角しても空気過剰率λが大きく低下しないのは以下の理由による。
即ち、排気バルブ78の開弁開始時期を遅角した場合においても、前述したように排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップするタイミングまで排気バルブ78の開弁が継続されている。このため、排気バルブの開弁開始時期の遅角化によって気筒内の残留ガスは増大するものの大幅に増大することはない。従って、気筒内への新気の供給が残留ガスによって大きく阻害されることはなく、新気の供給量が大きく減少せずに十分な空気過剰率を確保することができるのである。
Further, even if the opening start timing of the
That is, even when the opening timing of the
主噴射によってエンジン1の各気筒に供給された燃料は、完全には燃焼せずに一部が未燃ガスとして排気と共にエンジン1から排出されることがあり、空気過剰率λの低下と共に排気中のHCの濃度が増大する。しかしながら本実施形態では、上述のように十分な空気過剰率λが確保されているために、排気中のHC濃度が大きく増大するようなことはない。従って、空気過剰率λによる影響という点においても、前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというようなことがなく、高い浄化効率でのSCR触媒36の排気浄化を維持することができる。
The fuel supplied to each cylinder of the
なお、空気過剰率λが低下した場合、その値が1.5を下回ると黒煙が発生しやすいことが知られているが、開弁開始時期の遅角範囲をBDC後70°のクランク角までとすることによって、上述したように2.0以上の空気過剰率λが確保されているため、空気過剰率λの減少に起因して黒煙が発生することはない。従って、排気バルブ78の開弁開始時期をBDC後40乃至70°のクランク角とすることにより、空気過剰率λを黒煙の発生しない値に維持しながら、良好な排気の昇温を実現することが可能となる。
When the excess air ratio λ decreases, it is known that black smoke is likely to be generated when the value falls below 1.5, but the delay angle range of the valve opening start timing is set to a crank angle of 70 ° after BDC. As described above, since the excess air ratio λ of 2.0 or more is ensured as described above, black smoke is not generated due to a decrease in the excess air ratio λ. Therefore, by setting the opening timing of the
なお、図9中の一点鎖線は、本実施形態と対比するための比較例として、クランク軸と排気カム軸との位相を変更することによって開弁期間は一定のままで排気バルブの開閉時期を可変にしたバルブタイミングの変更機構を用い、排気バルブの開弁開始時期を進角させていった場合の、排気バルブの開弁開始時期と、空気過剰率λ’との関係を示すものである。 In FIG. 9, the alternate long and short dash line in FIG. 9 shows the opening / closing timing of the exhaust valve while keeping the valve opening period constant by changing the phase of the crankshaft and the exhaust camshaft as a comparative example for comparison with the present embodiment. It shows the relationship between the exhaust valve opening start timing and the excess air ratio λ ′ when the variable valve timing changing mechanism is used to advance the exhaust valve opening start timing. .
図9の比較例に示すように、排気バルブの開弁開始時期及び閉弁完了時期を共に進角させていった場合には、開弁開始時期の進角と共に空気過剰率λ’が大幅に低下していくことがわかる。このように空気過剰率λ’が低下するのは、排気バルブの開弁開始時期が進角すると共に閉弁完了時期も進角するため、吸気バルブが開弁する前に排気バルブが閉弁し、気筒内に大量のガスが残留してしまうことによって気筒内への新気の吸入が大きく阻害されるためと考えられる。 As shown in the comparative example of FIG. 9, when both the valve opening start timing and the valve closing completion timing of the exhaust valve are advanced, the excess air ratio λ ′ is greatly increased with the advancement of the valve opening start timing. It turns out that it falls. In this way, the excess air ratio λ ′ decreases because the exhaust valve opening start timing advances and the valve closing completion timing also advances, so the exhaust valve closes before the intake valve opens. This is probably because a large amount of gas remaining in the cylinder significantly impedes the intake of fresh air into the cylinder.
このように、比較例では大幅な空気過剰率λ’の低下が生じるため、排気中の未燃ガスに含まれるHCの濃度が大幅に増大すると共に、黒煙が発生してしまうことになる。このようなHC濃度の増大のため、前段酸化触媒によるNOからNO2への転化が阻害され、SCR触媒36が選択還元機能を発揮するようになったときに、SCR触媒36に流入する排気中のNOとNO2との比率を適正なものとすることができず、SCR触媒36の浄化効率が低下してしまう。
As described above, in the comparative example, the air excess ratio λ ′ is significantly reduced, so that the concentration of HC contained in the unburned gas in the exhaust gas is significantly increased and black smoke is generated. Due to such an increase in the HC concentration, the conversion from NO to NO 2 by the pre-stage oxidation catalyst is hindered, and the exhaust gas flowing into the
これに対し本実施形態では、上述したように空気過剰率が大幅に低下するようなことがなく、排気中のHC濃度の増大によるSCR触媒36の浄化効率の低下が生じないばかりでなく、黒煙を発生することもないので、上記図9に示した比較例に比べて大きく優れていることがわかる。
以上のようなバルブタイミング切換機構56を用い、ECU48はエンジン1の運転状態に応じ排気昇温制御を行う。この排気昇温制御は、図10のフローチャートに基づき所定の制御周期でエンジン1の運転中に繰り返し実行される。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the excess air ratio does not decrease significantly, and not only does the reduction in the purification efficiency of the
Using the valve
排気昇温制御が開始されると、まずステップS1でECU48は、入口側温度センサ44が検出した排気温度Texが所定温度Ts以上であるか否かを判定する。この所定温度Tsは、SCR触媒36をはじめとして前段酸化触媒32や後段酸化触媒38が活性化可能な温度に基づき設定されるものであり、ECU48は排気温度Texが所定温度Ts以上であると判定することにより、排気温度がこれらSCR触媒36、前段酸化触媒32及び後段酸化触媒38を活性化可能な温度に達していると判断する。
When the exhaust gas temperature raising control is started, first, in step S1, the
従って、ECU48は、ステップS1において排気温度Texが所定温度Ts未満であると判定した場合には、排気温度が上記各触媒を活性可能な温度に達していないものと判断し、処理をステップS2に進め、第1カム72による排気バルブ78の開閉を選択し、その制御周期を終了する。
即ち、ステップS2でECU48は、排気バルブ78を駆動するカムとして第1カム72を選択するべく、バルブタイミング切換機構56に作動油が供給されないように作動油制御弁46を制御する。バルブタイミング切換機構56では、作動油の供給が行われないことによって、前述したように第1ロッカアーム58の作動ピストン92がシリンダ部90の下部に位置する。このため、第2ロッカアーム60の係合突起106は作動ピストン92の深溝部100内に進入するので、係合突起106は作動ピストン92に揺動方向で当接せず、第2ロッカアーム60の揺動は第1ロッカアーム58に伝達されない。
Therefore, if the
That is, in step S <b> 2, the
従って、第1ロッカアーム58は第1カム72によって駆動され、第1カム72のカムプロフィールに従い排気バルブ78が開閉される。この結果、前述したように、排気バルブ78の開弁開始時期がBDC後のクランク角で40乃至70°に遅角され、排気の昇温が行われる。
次の制御周期以降においても、ステップS1で排気温度Texが所定温度Tsに達していないと判定する限り、ECU48は処理をステップS2に進め、上述したようにして排気バルブ78が第1カム72によって開閉されることにより排気の昇温が引き続き行われる。
Accordingly, the
Even after the next control cycle, as long as it is determined in step S1 that the exhaust temperature Tex has not reached the predetermined temperature Ts, the
従って、エンジン1が冷態運転状態にあって排気温度が上記各触媒を活性可能な温度まで上昇していない場合や、運転状態の変化によって排気温度が上記各触媒を活性可能な温度より低下した場合においては、排気バルブ78が第1カム72によって開閉されることにより排気の昇温が行われ、上記各触媒を活性可能な温度まで迅速に昇温することが可能となる。
Therefore, when the
一方、ステップS1で排気温度Texが所定温度Ts以上であると判定した場合、ECU48は処理をステップS3に進め、第2カム82による排気バルブ78の開閉を選択して、その制御周期を終了する。
即ち、ステップS3でECU48は、排気バルブ78を駆動するカムとして第2カム82を選択するべく、バルブタイミング切換機構56に作動油が供給されるように作動油制御弁46を制御する。バルブタイミング切換機構56では、作動油が供給されることによって、前述したように第1ロッカアーム58の作動ピストン92がシリンダ部90の上部に位置する。このため、第2ロッカアーム60の係合突起106は作動ピストン92の浅溝部102内に進入するので、係合突起106は作動ピストン92に揺動方向で当接し、第2ロッカアーム60の揺動が第1ロッカアーム58に伝達される。従って、第1ロッカアーム58は第2カム82によって駆動され、第2カム82のカムプロフィールに従い排気バルブ78が開閉される。この結果、前述したような排気バルブ78の開弁開始時期の遅角化による排気昇温は行われず、エンジン1の通常の運転が行われる。
On the other hand, when it is determined in step S1 that the exhaust temperature Tex is equal to or higher than the predetermined temperature Ts, the
That is, in step S3, the
次の制御周期以降においても、ステップS1で排気温度Texが所定温度Ts以上であるとと判定する限り、ECU48は処理をステップS3に進め、上述したようにして排気バルブ78が第2カム82によって開閉される。
以上のようにしてECU48が排気昇温制御を行うことにより、エンジン1の排気温度Texが所定温度Tsに達していないときには、第1カム72による排気バルブ78の開閉が行われて、排気バルブ78の開弁開始時期が遅角されることにより、排気温度を速やかに上昇させることができる。このとき、ポスト噴射などにより排気中にHCを供給する必要がないので、前段酸化触媒32に排気中のHCが流入して前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというようなことがない。この結果、排気の昇温によってSCR触媒36が選択還元機能を発揮するようになったときに、SCR触媒36に流入する排気中のNOとNO2との比率を適正なものとして、高い浄化効率でのSCR触媒36の排気浄化を維持することができる。
Even after the next control cycle, as long as it is determined in step S1 that the exhaust temperature Tex is equal to or higher than the predetermined temperature Ts, the
As described above, when the
また、排気温度Texが所定温度Tsに達しておらず、上述のようにして第1カム72によって排気バルブ78の開閉を行っている際には、前述したように、排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップするタイミングまで排気バルブ78の開弁が継続されていて、気筒内への新気の供給が残留ガスによって大きく阻害されることはないため、新気の吸入量が大幅に減少することはない。
When the exhaust temperature Tex has not reached the predetermined temperature Ts and the
従って、空気過剰率λの減少に起因して黒煙が発生することがないばかりでなく、空気過剰率λの大幅な低下に起因した排気中のHC濃度の増大も生じず、空気過剰率λの低下によって前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというような問題も生じない。
次に、本発明の第2実施形態に係るディーゼルエンジンの制御装置について、以下に説明する。
Therefore, not only the black smoke is not generated due to the decrease in the excess air ratio λ, but also the increase in the HC concentration in the exhaust gas due to the significant decrease in the excess air ratio λ does not occur. As a result of this decrease, the problem that the conversion from NO to NO 2 by the
Next, a diesel engine control apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described below.
上記第1実施形態では、図7に示すように第2カム82による排気バルブ78の開閉に対し、開弁開始時期のみが遅角するようにカムプロフィールが設定された第1カム72を用いて排気バルブ78を開閉することにより排気の昇温を行うようにした。第2実施形態は、このような第1カム72及び第2カム82のカムプロフィールの関係が、上記第1実施形態のものと異なっている。なお、第1カム72及び第2カム82のカムプロフィールの関係を除き、第2実施形態に係るディーゼルエンジンの制御装置の構成自体は第1実施形態のものと同一であるので、それぞれ対応する構成については同一の符号を用いて説明する。また、以下では上記第1実施形態と同様の部分についての説明は省略し、上記第1実施形態と相違する部分を中心に説明を行う。
In the first embodiment, as shown in FIG. 7, the
第2実施形態では、上述のように第1カム72及び第2カム82のカムプロフィールの関係が、上記第1実施形態のものと異なっており、具体的には図11に示すような関係となっている。即ち、本実施形態において、第1カム72及び第2カム82のカムプロフィールは、それぞれのカムによって排気バルブ78が駆動される場合のリフト量及びクランク角に基づく開閉時期が図11に示す特性となるように設定されている。
In the second embodiment, as described above, the relationship between the cam profiles of the
図11において、第1カム72のカムプロフィールによる排気バルブ78のリフト量及び開閉時期(第2開閉時期)は曲線EX1によって示され、第2カム82のカムプロフィールによる排気バルブ78のリフト量及び開閉時期(第1開閉時期)は曲線EX2によって示される。なお、図11中の曲線INは、排気バルブ78と組み合わされて用いられる吸気バルブのリフト量及び開閉時期を示すものである。
In FIG. 11, the lift amount and opening / closing timing (second opening / closing timing) of the
図11の曲線EX1によって示されているように、第1カム72によって排気バルブ78を開閉する場合、前述した第1実施形態において第2カム82により排気バルブ78を開閉する場合と同様に、排気バルブ78の開弁開始時期は膨張行程下死点(BDC)より早く、また閉弁完了時期は吸気バルブの開弁開始時期よりも遅くなっており、排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップしている。このような第1カム72の特性は、バルブタイミング切換機構を備えていない一般的なディーゼルエンジンで用いられる排気バルブ駆動用のカムの特性と同等のものとなっている。
As shown by the curve EX1 in FIG. 11, when the
これに対し、第2カム82によって排気バルブ78を開閉する場合、図11の曲線EX2によって示されているように、排気バルブ78の開弁開始時期は第1カム72による排気バルブ78の開弁開始時期より進角され、膨張行程における下死点(BDC)よりクランク角でA2(°)だけ進角側となっている。なお、このBDCからの進角量A2は後述する理由により120乃至150°に設定されている。また、排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップしており、排気バルブ78の閉弁完了時期は第1カム72の場合の排気バルブ78の閉弁完了時期と一致している。
On the other hand, when the
次に、以上のように構成されるバルブタイミング切換機構56を用いた排気の昇温について説明する。
図12及び図13は、エンジン1を中速中負荷の一定の運転状態で運転し、本実施形態の制御装置において第2カム82により排気バルブ78を開閉する際に、第1カム72で排気バルブ78を開閉するような一般的な排気バルブ78の開閉時期から、開弁開始時期のみを徐々に進角させていった場合の、排気バルブ78の開弁開始時期と排気温度Ttiとの関係を示すグラフ(図12)、及び排気バルブ78の開弁開始時期と空気過剰率λとの関係を示すグラフ(図13)である。なお、排気バルブ78の開弁開始時期はクランク角で表され、BDCを0°としてBDCより進角側を正の値で表している。また、排気温度Ttiはターボチャージャ8のタービン8bの入口側温度である。
Next, the temperature rise of the exhaust using the valve
FIGS. 12 and 13 show that the
図12に示すように、排気バルブ78の開弁開始時期を進角するほど排気温度Ttiが上昇していくことがわかるが、開弁開始時期をBDC前120°のクランク角以前に進角することにより、400℃以上の排気温度を確保することができる一方で、開弁開始時期の進角範囲をBDC前150°のクランク角までとすることにより2.0以上の空気過剰率λが確保される。このように、排気バルブ78の開弁開始時期を進角することにより排気の温度が上昇するのは、排気バルブ78の開弁開始時期が進角されることにより、気筒内の燃料の発熱量の一部が動力に利用されないうちに排気バルブが開弁し、高温の排気が排出されるためである。
As shown in FIG. 12, it can be seen that the exhaust gas temperature Tti increases as the valve opening start timing of the
また、このように気筒内の燃料の発熱量の一部が動力に利用されないため、排気バルブ78の開弁開始時期の進角と共にエンジン出力が低下するが、ECU48はアクセル開度センサ54によって検出されたアクセル開度に対応したエンジン出力を得るため、こうしたエンジン出力の低下を補うように、各気筒にインジェクタ4から供給される燃料量を増大するので、結果的にエンジン1から排出される排気の温度が上昇する。
Further, since a part of the calorific value of the fuel in the cylinder is not used for motive power in this way, the engine output decreases with the advance angle of the opening timing of the
従って、ポスト噴射などにより排気中にHCを供給することなく排気の温度を上昇させることができる。この結果、前段酸化触媒32に排気中のHCが流入して前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというようなことがなく、排気の昇温によってSCR触媒36が選択還元機能を発揮するようになったときに、SCR触媒36に流入する排気中のNOとNO2との比率を適正なものとして、高い浄化効率でのSCR触媒36の排気浄化を維持することができる。
Accordingly, the temperature of the exhaust can be raised without supplying HC into the exhaust by post injection or the like. As a result, the HC in the exhaust gas does not flow into the
また、排気バルブ78の開弁開始時期をBDC前150°程度のクランク角まで進角しても空気過剰率λが大きく低下しないのは以下の理由による。
即ち、排気バルブ78の開弁開始時期を進角した場合においても、前述したように排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップするタイミングまで排気バルブ78の開弁が継続されている。このため、気筒内の残留ガスが増大することはない。従って、気筒内への新気の供給が残留ガスによって阻害されず、十分な空気過剰率を確保することができるのである。
In addition, the excess air ratio λ is not greatly reduced even when the opening timing of the
That is, even when the valve opening start timing of the
前述したように、主噴射によってエンジン1の各気筒に供給された燃料は完全に燃焼せずに一部が未燃ガスとして排気と共にエンジン1から排出されることがあり、空気過剰率λの低下と共に排気中のHCの濃度が増大する。本実施形態では、上述のように十分な空気過剰率λが確保されているために、排気バルブ78の開弁開始時期の進角によって排気中のHC濃度が大きく増大するようなことはない。従って、空気過剰率λによる影響という点においても、前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというようなことがなく、高い浄化効率でのSCR触媒36の排気浄化を維持することができる。
As described above, the fuel supplied to each cylinder of the
なお、空気過剰率λが低下した場合、その値が1.5を下回ると黒煙が発生しやすいことは前述したとおりであるが、開弁開始時期の進角範囲をBDC前150°のクランク角までとすることによって、上述したように2.0以上の空気過剰率λが確保されているため、空気過剰率λの減少に起因して黒煙が発生することはない。従って、排気バルブ78の開弁開始時期をBDC前120乃至150°のクランク角とすることにより、空気過剰率λを黒煙の発生しない値に維持しながら、良好な排気の昇温を実現することが可能となる。
As described above, when the excess air ratio λ decreases and the value falls below 1.5, black smoke is likely to be generated. However, the advance angle range of the valve opening start timing is set to a crank angle of 150 ° before BDC. Since the excess air ratio λ of 2.0 or more is secured as described above, the black smoke is not generated due to the reduction of the excess air ratio λ. Therefore, by setting the opening timing of the
なお、図13中の一点鎖線は、前述した第1実施形態に対比して図9に示した比較例を本実施形態と対比するために示したものである。
図13の比較例に示すように、排気バルブの開弁開始時期及び閉弁完了時期を共に進角させていった場合には、開弁開始時期の進角と共に空気過剰率λ’が大幅に低下していくため、排気中の未燃ガスに含まれるHCの濃度が大幅に増大すると共に、黒煙が発生してしまうことは前述したとおりである。そして、このようなHC濃度の増大のため、前段酸化触媒によるNOからNO2への転化が阻害され、SCR触媒36が選択還元機能を発揮するようになったときに、SCR触媒36に流入する排気中のNOとNO2との比率を適正なものとすることができず、SCR触媒36の浄化効率が低下してしまう。
In addition, the dashed-dotted line in FIG. 13 is shown in order to contrast the comparative example shown in FIG. 9 with this embodiment compared with 1st Embodiment mentioned above.
As shown in the comparative example of FIG. 13, when both the valve opening start timing and the valve closing completion timing of the exhaust valve are advanced, the excess air ratio λ ′ is greatly increased with the advancement of the valve opening start timing. Since it decreases, the concentration of HC contained in the unburned gas in the exhaust gas increases significantly, and black smoke is generated as described above. Then, due to such an increase in the HC concentration, the conversion from NO to NO 2 by the pre-stage oxidation catalyst is inhibited, and the
これに対し本実施形態では、上述したように空気過剰率が大幅に低下するようなことがなく、排気中のHC濃度の増大によるSCR触媒36の浄化効率の低下が生じないばかりでなく、黒煙を発生することもないので、上記図13に示した比較例に比べて大きく優れていることがわかる。
以上のようなバルブタイミング切換機構56を用い、ECU48はエンジン1の運転状態に応じ排気昇温制御を行う。この排気昇温制御は、図14のフローチャートに基づき所定の制御周期でエンジン1の運転中に繰り返し実行される。
On the other hand, in the present embodiment, as described above, the excess air ratio does not decrease significantly, and not only does the reduction in the purification efficiency of the
Using the valve
排気昇温制御が開始されると、まずステップS11でECU48は、入口側温度センサ44が検出した排気温度Texが所定温度Ts以上であるか否かを判定する。この所定温度Tsは、SCR触媒36をはじめとして前段酸化触媒32や後段酸化触媒38が活性化可能な温度に基づき設定されるものであり、ECU48は排気温度Texが所定温度Ts以上であると判定することにより、排気温度がこれらSCR触媒36、前段酸化触媒32及び後段酸化触媒38を活性化可能な温度に達していると判断する。
When the exhaust gas temperature raising control is started, first, in step S11, the
従って、ECU48は、ステップS11において排気温度Texが所定温度Ts未満であると判定した場合には、排気温度が上記各触媒を活性可能な温度に達していないものと判断し、処理をステップS12に進め、第2カム82による排気バルブ78の開閉を選択し、その制御周期を終了する。
即ち、ステップS12でECU48は、排気バルブ78を駆動するカムとして第2カム82を選択するべく、バルブタイミング切換機構56に作動油が供給されるように作動油制御弁46を制御してその制御周期を終了する。バルブタイミング切換機構56では、作動油が供給されることによって、前述したように第1ロッカアーム58の作動ピストン92がシリンダ部90の上部に位置する。このため、第2ロッカアーム60の係合突起106は作動ピストン92の浅溝部102内に進入するので、係合突起106は作動ピストン92に揺動方向で当接し、第2ロッカアーム60の揺動が第1ロッカアーム58に伝達される。従って、第1ロッカアーム58は第2カム82によって駆動され、第2カム82のカムプロフィールに従い排気バルブ78が開閉される。この結果、前述したように、排気バルブ78の開弁開始時期がBDC前120乃至150°のクランク角に進角され、排気の昇温が行われる。
Therefore, if the
That is, in step S12, the
次の制御周期以降においても、ステップS11で排気温度Texが所定温度Tsに達していないと判定する限り、ECU48は処理をステップS12に進め、上述したようにして排気バルブ78が第2カム82によって開閉されることにより排気の昇温が引き続き行われる。
従って、エンジン1が冷態運転状態にあって排気温度が上記各触媒を活性可能な温度まで上昇していない場合や、運転状態の変化によって排気温度が上記各触媒を活性可能な温度より低下した場合においては、排気バルブ78が第2カム82によって開閉されることにより排気の昇温が行われ、上記各触媒を活性可能な温度まで迅速に昇温することが可能となる。
Even after the next control cycle, as long as it is determined in step S11 that the exhaust temperature Tex has not reached the predetermined temperature Ts, the
Therefore, when the
一方、ステップS11で排気温度Texが所定温度Ts以上であると判定した場合、ECU48は処理をステップS13に進め、第1カム72による排気バルブ78の開閉を選択して、その制御周期を終了する。
即ち、ステップS13でECU48は、排気バルブ78を駆動するカムとして第1カム72を選択するべく、バルブタイミング切換機構56に作動油が供給されないように作動油制御弁46を制御する。バルブタイミング切換機構56では、作動油の供給が行われないことによって、前述したように第1ロッカアーム58の作動ピストン92がシリンダ部90の下部に位置する。このため、第2ロッカアーム60の係合突起106は作動ピストン92の深溝部100内に進入するので、係合突起106は作動ピストン92に揺動方向で当接せず、第2ロッカアーム60の揺動は第1ロッカアーム58に伝達されない。
On the other hand, if it is determined in step S11 that the exhaust temperature Tex is equal to or higher than the predetermined temperature Ts, the
That is, in step S13, the
従って、第1ロッカアーム58は第1カム72によって駆動され、第1カム72のカムプロフィールに従い排気バルブ78が開閉される。この結果、前述したような排気バルブ78の開弁開始時期の遅角化による排気昇温は行われず、エンジン1の通常の運転が行われる。
以上のようにしてECU48が排気昇温制御を行うことにより、エンジン1の排気温度Texが所定温度Tsに達していないときには、第2カム82による排気バルブ78の開閉が行われて、排気バルブ78の開弁開始時期が進角されることにより、排気温度を速やかに上昇させることができる。このとき、ポスト噴射などにより排気中にHCを供給する必要がないので、前段酸化触媒32に排気中のHCが流入して前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというような問題は発生しない。この結果、排気の昇温によってSCR触媒36が選択還元機能を発揮するようになったときに、SCR触媒36に流入する排気中のNOとNO2との比率を適正なものとして、高い浄化効率でのSCR触媒36の排気浄化を維持することができる。
Accordingly, the
As described above, when the
また、排気温度Texが所定温度Tsに達しておらず、上述のようにして第2カム82によって排気バルブ78の開閉を行っている際には、前述したように、排気バルブ78の開弁期間の一部が吸気バルブの開弁期間とオーバラップするタイミングまで排気バルブ78の開弁が継続されていて、気筒内への新気の供給が残留ガスによって阻害されることはない。このため、排気バルブ78の開弁開始時期の進角に起因して新気の吸入量が大幅に減少することはない。
Further, when the exhaust temperature Tex has not reached the predetermined temperature Ts and the
従って、空気過剰率λの減少に起因して黒煙が発生することがないばかりでなく、空気過剰率λの低下に起因した排気中のHC濃度の大幅な増大も生じず、空気過剰率λの低下によって前段酸化触媒32によるNOからNO2への転化が阻害されるというような問題も発生しない。
以上で本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの制御装置についての説明を終えるが、本発明は上記第1及び第2実施形態に限定されるものではない。
Therefore, not only the black smoke is not generated due to the decrease in the excess air ratio λ, but also the HC concentration in the exhaust gas is not significantly increased due to the decrease in the excess air ratio λ. As a result of this decrease, the problem that the conversion from NO to NO 2 by the
Although the description about the control apparatus for a diesel engine according to one embodiment of the present invention is finished as above, the present invention is not limited to the first and second embodiments.
例えば、上記第1及び第2実施形態では、排気後処理装置24として前段酸化触媒32及びSCR触媒36のほかに、フィルタ34及び後段酸化触媒38を備えたものを用いたが、排気後処理装置24の構成はこれに限られるものではなく、フィルタ34及び後段酸化触媒38については必要に応じて変更可能である。
また、上記第1及び第2実施形態では、バルブタイミング切換機構56として、第1カム72によって駆動される第1ロッカアーム58と、第2カム82によって駆動される第2ロッカアーム60とを用い、第1ロッカアーム58から第2ロッカアーム60への揺動の伝達及び伝達の遮断を切り換えることにより排気バルブ78の開閉時期を変更するようにしたが、バルブタイミング切換機構56の構成はこれに限定されるものではなく、本発明における第1開閉時期と第2開閉時期とを切り換えることが可能な構成であればどのようなものであってもよい。
For example, in the first and second embodiments, the exhaust
In the first and second embodiments, the valve
また、上記第1及び第2実施形態では、入口側温度センサ44によってSCR触媒36に流入する排気の温度を検出するようにしたが、排気温度を検出する温度センサの位置はこれに限られるものではない。即ちSCR触媒36に流入する排気は前段酸化触媒32やフィルタ34を通過するものであるから、例えば、前段酸化触媒32やフィルタ34の入口側などに設けた温度センサにより検出した排気の温度を、SCR触媒36に流入する排気の温度としてそのまま用いるようにしてもよいし、何らかの補正を加えて用いるようにしてもよい。また、温度センサを用いずにエンジン1の運転状態などから演算して推定するようにしてもよい。
In the first and second embodiments, the temperature of the exhaust gas flowing into the
1 ディーゼルエンジン
18 排気管(排気通路)
32 前段酸化触媒
36 SCR触媒(アンモニア選択還元型NOx触媒)
48 ECU(制御手段)
56 バルブタイミング切換機構
78 排気バルブ
1
32
48 ECU (control means)
56 Valve
Claims (2)
上記アンモニア選択還元型NOx触媒の上流側の上記排気通路に配設された前段酸化触媒と、
上記ディーゼルエンジンの排気バルブの開閉時期を第1開閉時期と第2開閉時期とのいずれかに選択的に切り換え可能であって、上記第2開閉時期は開弁期間の一部が上記排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップするように設定され、上記第1開閉時期は上記排気バルブの開弁開始時期のみを、上記第2開閉時期に対して遅角側に変更して設定されたバルブタイミング切換機構と、
上記アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと判断したときには、上記第1開閉時期で上記排気バルブが開閉するように上記バルブタイミング切換機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 An ammonia selective reduction-type NOx catalyst that is disposed in an exhaust passage of a diesel engine and selectively reduces NOx in exhaust using ammonia as a reducing agent;
A pre-stage oxidation catalyst disposed in the exhaust passage upstream of the ammonia selective reduction type NOx catalyst;
The opening / closing timing of the exhaust valve of the diesel engine can be selectively switched between a first opening / closing timing and a second opening / closing timing, and the second opening / closing timing has a part of the valve opening period that is different from that of the exhaust valve. The first opening / closing timing is set so as to overlap with the opening timing of the intake valve of the same cylinder, and only the opening start timing of the exhaust valve is changed to the retard side with respect to the second opening / closing timing. A set valve timing switching mechanism;
Control means for controlling the valve timing switching mechanism so that the exhaust valve opens and closes at the first opening / closing timing when it is determined that the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst is lower than a predetermined temperature. A control device for a diesel engine.
上記アンモニア選択還元型NOx触媒の上流側の上記排気通路に配設された前段酸化触媒と、
上記ディーゼルエンジンの排気バルブの開閉時期を第1開閉時期と第2開閉時期とのいずれかに選択的に切り換え可能であって、上記第2開閉時期は開弁期間の一部が上記排気バルブと同一気筒の吸気バルブの開弁期間にオーバラップするように設定され、上記第1開閉時期は上記排気バルブの開弁開始時期のみを、上記第2開閉時期に対して進角側に変更して設定されたバルブタイミング切換機構と、
上記アンモニア選択還元型NOx触媒に流入する排気の温度が所定温度より低いと判断したときには、上記第1開閉時期で上記排気バルブが開閉するように上記バルブタイミング切換機構を制御する制御手段と
を備えることを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。 An ammonia selective reduction-type NOx catalyst that is disposed in an exhaust passage of a diesel engine and selectively reduces NOx in exhaust using ammonia as a reducing agent;
A pre-stage oxidation catalyst disposed in the exhaust passage upstream of the ammonia selective reduction type NOx catalyst;
The opening / closing timing of the exhaust valve of the diesel engine can be selectively switched between a first opening / closing timing and a second opening / closing timing, and the second opening / closing timing has a part of the valve opening period that is different from that of the exhaust valve. The first opening / closing timing is set to overlap with the second opening / closing timing with respect to the second opening / closing timing. A set valve timing switching mechanism;
Control means for controlling the valve timing switching mechanism so that the exhaust valve opens and closes at the first opening / closing timing when it is determined that the temperature of the exhaust gas flowing into the ammonia selective reduction type NOx catalyst is lower than a predetermined temperature. A control device for a diesel engine.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007277615A JP2009103092A (en) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | Diesel engine control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007277615A JP2009103092A (en) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | Diesel engine control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2009103092A true JP2009103092A (en) | 2009-05-14 |
Family
ID=40705014
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2007277615A Pending JP2009103092A (en) | 2007-10-25 | 2007-10-25 | Diesel engine control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2009103092A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101034020B1 (en) | 2009-06-12 | 2011-05-11 | 기아자동차주식회사 | Control system for continuous variable valve lift actuator of diesel engine and method thereof |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000130194A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-09 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for variable valve system engine |
JP2006200473A (en) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Control device for engine with exhaust gas after-treating device |
-
2007
- 2007-10-25 JP JP2007277615A patent/JP2009103092A/en active Pending
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2000130194A (en) * | 1998-10-30 | 2000-05-09 | Nissan Motor Co Ltd | Controller for variable valve system engine |
JP2006200473A (en) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Control device for engine with exhaust gas after-treating device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101034020B1 (en) | 2009-06-12 | 2011-05-11 | 기아자동차주식회사 | Control system for continuous variable valve lift actuator of diesel engine and method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2009103093A (en) | Diesel engine control device | |
JP4521824B2 (en) | Exhaust purification device | |
EP1273779A2 (en) | Regeneration of diesel particulate filter for diesel engine | |
JP3767483B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2007040221A (en) | Exhaust emission control device | |
JP5054607B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2008138619A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2006200473A (en) | Control device for engine with exhaust gas after-treating device | |
JP2010053703A (en) | Exhaust emission control device | |
JP5332575B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4857957B2 (en) | Engine control device | |
US10851694B2 (en) | Regeneration control device for exhaust purification device | |
WO2007015478A1 (en) | Exhaust air cleaning apparatus | |
CN109690040B (en) | Vehicle aftertreatment system and vehicle aftertreatment method | |
JP2009103092A (en) | Diesel engine control device | |
JP2009299617A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2019132227A (en) | Exhaust emission control device of engine | |
JP4385617B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP2010196569A (en) | Exhaust emission control system and exhaust emission control method | |
JP2010116818A (en) | Exhaust emission control device of engine | |
JP4631680B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2007040223A (en) | Exhaust emission control device | |
JP2006274985A (en) | Exhaust gas aftertreatment device | |
JP2006266220A (en) | Rising temperature controller of aftertreatment device | |
JP2019138159A (en) | Control device for engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20100915 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20111026 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20111027 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20111219 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20120118 |