JP2010151111A - Egr system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関のEGRシステムに関する。 The present invention relates to an EGR system for an internal combustion engine.
内燃機関から排出された排気の一部を吸気通路に流入させるEGR装置が公知である。ところで、排気通路に設けられた触媒やタービン等の部品が破損してその破片が排気中に流出したり、排気管の配管の溶接の際に生じたスパッタ等の異物が排気中に混入したりした場合、EGR装置を備えた内燃機関では、それら異物の混入した排気が内燃機関に吸入され、内燃機関の動作に異常を来す虞がある。また、高負荷時などの大量のEGRガスが要求される場合においてEGRガスを導入するために比較的圧力の低いコンプレッサより上流側の吸気通路にEGRガスを流入させる低圧EGR装置を備えた内燃機関では、異物の混入した排気がコンプレッサに流入し、コンプレッサのインペラを損傷させる虞がある。 2. Description of the Related Art An EGR device that makes a part of exhaust discharged from an internal combustion engine flow into an intake passage is known. By the way, parts such as the catalyst and turbine provided in the exhaust passage are damaged and the fragments flow into the exhaust, or foreign matters such as spatter generated during welding of the exhaust pipe piping are mixed into the exhaust. In this case, in the internal combustion engine equipped with the EGR device, the exhaust gas in which these foreign matters are mixed may be sucked into the internal combustion engine, causing an abnormality in the operation of the internal combustion engine. Further, when a large amount of EGR gas is required such as at high load, an internal combustion engine provided with a low-pressure EGR device that introduces EGR gas into an intake passage upstream of a relatively low-pressure compressor in order to introduce EGR gas. Then, there is a possibility that the exhaust gas mixed with foreign matter flows into the compressor and damages the compressor impeller.
このような問題に対して、EGRガス中の異物を捕集する捕集装置をEGR通路の途中に備え、吸気系への異物の流入を防止する技術が提案されている。捕集装置としては、メッシュ状のフィルタや、EGRガスを所定のボリューム内で旋回させて遠心力と重力の作用により異物を分離する装置等を採用できる。 In order to solve such a problem, a technique has been proposed in which a collecting device that collects foreign substances in the EGR gas is provided in the middle of the EGR passage to prevent foreign substances from flowing into the intake system. As the collection device, a mesh filter, a device that separates foreign matters by the action of centrifugal force and gravity by turning EGR gas within a predetermined volume, and the like can be adopted.
特許文献1には、低圧EGR通路の途中に、重力方向下方へ曲げられた形状の捕集部を設け、低圧EGR通路を流れるEGRガス中の異物を捕集部において捕集することにより、異物の吸気系への流入を抑制することを図った技術が記載されている。 In Patent Document 1, a collecting part having a shape bent downward in the direction of gravity is provided in the middle of the low pressure EGR passage, and foreign matter in the EGR gas flowing through the low pressure EGR passage is collected in the collecting part. Describes a technique for suppressing inflow of air into the intake system.
特許文献2には、排気通路の途中にPMを捕集するフィルタを設けた内燃機関において、フィルタの上流側と下流側との前後差圧が所定値以上となった場合に、フィルタに捕集されたPMを酸化除去するフィルタ再生処理を行う技術が記載されている。
In
特許文献3には、排気通路の途中にPMを捕集するフィルタを設けた内燃機関において、低排気温運転条件で所定以上連続してPMを捕集した場合には、排気凝縮水や低沸点HCが蒸発する温度であって且つPMの燃焼温度よりも低い温度までフィルタを昇温することにより、フィルタに堆積した凝縮水やHCを除去する技術が記載されている。 In Patent Document 3, in an internal combustion engine provided with a filter for collecting PM in the middle of an exhaust passage, when PM is continuously collected for a predetermined period or more under low exhaust temperature operating conditions, exhaust condensed water or low boiling point is collected. There is described a technique for removing condensed water and HC accumulated on a filter by raising the temperature of the filter to a temperature at which HC evaporates and lower than the combustion temperature of PM.
特許文献4には、フィルタやNOx触媒下流から内燃機関の吸気系に排気を流入させるEGR配管が設けられた構成において、EGR配管の最下部近傍と排気通路とを連通する連通路を設け、EGR配管中の凝縮水が連通路を介して排気通路に排出されるようにして、EGR配管中に凝縮水が溜まること抑制することを図った技術が開示されている。
EGRガス中の異物を捕集する捕集装置をEGR通路の途中に備えたEGR装置においては、捕集装置に排気中の煤、HC、凝縮水等の異物以外の物質が堆積し、捕集装置に詰まりが生じる場合がある。捕集装置に詰まりが生じた場合、捕集装置の上流側と下流側とにおける圧力損失が大きくなり、EGR装置によって吸気系に排気を流入させることが困
難となる。
In an EGR device equipped with a collection device that collects foreign substances in EGR gas in the middle of the EGR passage, substances other than foreign matters such as soot, HC, and condensed water in the exhaust accumulate on the collection device and collect them. The device may become clogged. When the collecting device is clogged, the pressure loss on the upstream side and the downstream side of the collecting device becomes large, and it becomes difficult for the EGR device to flow exhaust into the intake system.
これに対して、捕集装置に詰まりが生じた場合に、捕集装置を昇温することによって、捕集装置に堆積したこれらの物質を除去する処理を行うことが考えられる。しかしながら、このような処理によって捕集装置の詰まりを確実に解消するためには、最も除去しにくい堆積物(例えば、煤)を確実に除去可能なほどの高温まで捕集装置を昇温する必要がある。そのため、捕集装置の詰まりの原因が、より低温で除去可能な物質(例えば、凝縮水やHC)の堆積であった場合には、本来なら不必要な高温にまで無駄に捕集装置が昇温されることになり、昇温処理の実施に伴う燃費の悪化や捕集装置の劣化の問題があった。 On the other hand, when clogging occurs in the collection device, it is conceivable to perform a process of removing these substances accumulated in the collection device by raising the temperature of the collection device. However, in order to surely eliminate the clogging of the collecting device by such treatment, it is necessary to raise the temperature of the collecting device to such a high temperature that it is possible to reliably remove the most difficult deposit (for example, soot). There is. Therefore, when the cause of the clogging of the collection device is the accumulation of substances that can be removed at a lower temperature (for example, condensed water or HC), the collection device is unnecessarily increased to an unnecessarily high temperature. There was a problem of deterioration of fuel consumption and deterioration of the collecting device due to the temperature increase process.
本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであり、EGR通路の途中にEGRガス中の異物を捕集する捕集装置を備えたEGRシステムにおいて、燃費の悪化を抑制しつつ捕集装置の詰まりを確実に除去することを可能にする技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such problems, and in the EGR system provided with a collection device that collects foreign substances in EGR gas in the middle of the EGR passage, the collection device while suppressing deterioration of fuel consumption. It is an object of the present invention to provide a technique that makes it possible to reliably remove clogging.
上記目的を達成するため、本発明の内燃機関のEGRシステムは
内燃機関の排気通路と吸気通路とを連通し、前記内燃機関からの排気の一部を前記吸気通路に流入させるEGR通路と、
前記EGR通路に設けられ、前記EGRガス中に含まれる異物を捕集する捕集装置と、
前記捕集装置に流入する排気の温度を取得する排気温度取得手段と、
前記捕集装置における煤の堆積量を取得する煤堆積量取得手段と、
前記捕集装置の上流側と下流側における圧力損失を取得する圧力損失取得手段と、
前記圧力損失取得手段により取得される圧力損失が所定の基準値を超えたことが検知された場合に、前記捕集装置を昇温することにより前記捕集装置に堆積した排気成分を除去する除去手段と、
前記除去手段が前記捕集装置を昇温する際の目標温度を、前記排気温度取得手段により取得される温度と、前記煤堆積量取得手段により取得される堆積量と、に応じて設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, an EGR system for an internal combustion engine of the present invention communicates an exhaust passage of an internal combustion engine and an intake passage, and an EGR passage that allows a part of exhaust from the internal combustion engine to flow into the intake passage;
A collection device that is provided in the EGR passage and collects foreign substances contained in the EGR gas;
Exhaust temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device;
Soot accumulation amount acquisition means for acquiring the accumulation amount of soot in the collection device;
Pressure loss acquisition means for acquiring pressure loss on the upstream side and downstream side of the collection device;
Removal that removes exhaust components accumulated in the collecting device by raising the temperature of the collecting device when it is detected that the pressure loss obtained by the pressure loss obtaining means exceeds a predetermined reference value Means,
A setting for setting the target temperature when the removal means raises the temperature of the collection device according to the temperature acquired by the exhaust temperature acquisition means and the accumulation amount acquired by the soot accumulation amount acquisition means Means,
It is characterized by providing.
上記本発明の構成において、捕集装置は、内燃機関の燃焼室より下流側の排気系に設けられる触媒やターボチャージャ等の部品が破損してその破片が排気中に流出したり、排気通路の配管溶接の際に生じたスパッタ等の異物が排気中に混入したりした場合に、それらの異物を排気から分離させて捕集することが可能な装置である。 In the configuration of the present invention described above, the trapping device is such that parts such as a catalyst and a turbocharger provided in the exhaust system downstream of the combustion chamber of the internal combustion engine are damaged and the fragments flow into the exhaust, When foreign matter such as spatter generated during pipe welding is mixed in the exhaust, the foreign matter is separated from the exhaust and can be collected.
捕集装置には、その本来の目的である異物が捕集される他、排気中の凝縮水、HC、煤(微粒子物質、PM)等の排気成分が付着堆積し、捕集装置に詰まりを生じさせる場合がある。その場合、捕集装置の上流側と下流側との間における圧力損失が大きくなり、EGRガスを適切に吸気通路へ流入させることが困難になる。 In addition to collecting the original purpose foreign matter, the collection device also deposits and accumulates exhaust components such as condensed water, HC, and soot (particulate matter, PM) in the exhaust, and clogs the collection device. May occur. In that case, the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the collection device increases, and it becomes difficult to appropriately flow the EGR gas into the intake passage.
本発明のEGRシステムでは、捕集装置の上流側と下流側との間における圧力損失が基準値を超えたことを検知した場合に、捕集装置に詰まりが生じていると判定し、捕集装置を昇温することによって捕集装置に堆積した排気成分を除去する処理を行う。この圧力損失の基準値は、燃費への影響が許容範囲内となるような圧力損失の上限値や、EGRガス量を適切に制御可能な圧力損失の上限値等に基づいて定めることができる。 In the EGR system of the present invention, when it is detected that the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the collection device exceeds the reference value, it is determined that the collection device is clogged, and the collection is performed. The temperature of the device is raised to remove the exhaust components accumulated in the collection device. The reference value of the pressure loss can be determined based on the upper limit value of the pressure loss such that the influence on the fuel consumption is within the allowable range, the upper limit value of the pressure loss capable of appropriately controlling the EGR gas amount, or the like.
ところで、捕集装置に堆積した排気成分を捕集装置の昇温によって除去するために必要な昇温の温度は、排気成分の種類によって異なる。例えば、凝縮水は100℃以上、HCは200℃以上、煤は500℃以上に昇温すると好適に捕集装置から除去することができる。 By the way, the temperature of the temperature rise required for removing the exhaust component accumulated in the collection device by the temperature rise of the collection device varies depending on the type of the exhaust component. For example, when the condensed water is heated to 100 ° C. or higher, HC is 200 ° C. or higher, and soot is heated to 500 ° C. or higher, it can be suitably removed from the collecting device.
ここで、捕集装置に詰まりが生じていると判定される場合(捕集装置の上流側と下流側との間における圧力損失が基準値を超えたことが検知される場合)に捕集装置に堆積している排気成分の種類は、捕集装置に流入する排気の温度と、捕集装置における煤の堆積量と、に関連性がある。 Here, when it is determined that the collecting device is clogged (when it is detected that the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the collecting device exceeds the reference value), the collecting device The type of exhaust component accumulated in the gas is related to the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device and the amount of soot accumulated in the collection device.
例えば、捕集装置に流入する排気の温度が、排気中の凝縮水が蒸発する温度(例えば100℃前後)よりも低い場合、捕集装置には主に凝縮水が付着して堆積していると考えられる。すなわち、このような低温の排気温度条件では、捕集装置10の詰まりの原因は主に凝縮水であると判定することができる。
For example, when the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device is lower than the temperature at which the condensed water in the exhaust gas evaporates (for example, around 100 ° C.), the condensed water mainly adheres and accumulates on the collection device. it is conceivable that. That is, under such a low exhaust temperature condition, it can be determined that the cause of the clogging of the
捕集装置に流入する排気の温度が、排気中の凝縮水が蒸発する温度より高いがHCが蒸発する温度(例えば200℃前後)よりも低い場合は、捕集装置には主にHCが付着して堆積していると考えられる。すなわち、このような中程度の排気温度条件では、捕集装置の詰まりの原因は主にHCであると判定することができる。 When the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device is higher than the temperature at which condensed water in the exhaust gas evaporates but lower than the temperature at which HC evaporates (for example, around 200 ° C.), HC mainly adheres to the collection device. It is thought that it is accumulated. That is, under such a medium exhaust temperature condition, it can be determined that the cause of the clogging of the collecting device is mainly HC.
捕集装置に流入する排気の温度が、排気中のHCが蒸発する温度より高いが煤の酸化反応が進行し易い温度(例えば500℃前後)よりも低い場合は、捕集装置には主に煤が堆積していると考えられる。すなわち、このような中高温の排気温度条件では、捕集装置の詰まりの原因は主に煤であると判定することができる。 When the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device is higher than the temperature at which HC in the exhaust gas evaporates but lower than the temperature at which the soot oxidation reaction proceeds (for example, around 500 ° C.), It is considered that soot has accumulated. That is, it can be determined that the cause of the clogging of the collecting device is mainly the soot under such middle and high exhaust temperature conditions.
但し、このような中高温の排気温度条件であっても、ある程度以上の温度(例えば400℃前後)の排気が継続的に捕集装置に流入するような場合には、捕集装置における煤の堆積量が単調に増加していくことはないと考えられる。すなわち、煤の酸化反応が進行し易い温度(例えば500℃前後)よりは低いが、ある程度以上の温度(例えば400℃前後)の排気温度条件が一定期間以上継続した、という機関運転履歴に基づいて、捕集装置の詰まりの原因は煤ではないと判定することもできる。 However, even under such medium and high temperature exhaust temperature conditions, if exhaust at a temperature of a certain level (for example, around 400 ° C.) continuously flows into the collection device, soot in the collection device It is considered that the amount of deposition does not increase monotonously. That is, based on the engine operation history that the exhaust temperature condition at a certain temperature (for example, around 400 ° C.) is lower than a temperature at which the soot oxidation reaction easily proceeds (for example, around 500 ° C.) but continues for a certain period or more. It can also be determined that the cause of the clogging of the collecting device is not a soot.
また、前回捕集装置の昇温を行って排気成分の除去を行ってからの走行時間、燃料噴射量の積算値、煤の排出量が多い加速過渡のような運転条件での運転履歴、EGRガス量の制御履歴等に基づいて、捕集装置に堆積している煤の量を推定し、推定した煤堆積量に基づいて、捕集装置に詰まりを生じさせる主要な原因となっている排気成分の種類を特定することができる。煤の堆積量が、捕集装置に詰まりを生じさせるほど多い場合には、上述した排気温度条件にかかわらず、捕集装置に堆積している排気成分は主に煤であると判定することができる。 In addition, the travel time since the temperature of the collector was raised to remove the exhaust component last time, the integrated value of the fuel injection amount, the operating history under operating conditions such as acceleration transient with a large amount of soot discharge, EGR Based on the gas amount control history, etc., the amount of soot accumulated in the collector is estimated. Based on the estimated amount of soot accumulated, the exhaust that is the main cause of clogging in the collector The kind of component can be specified. When the amount of soot accumulated is so large as to cause clogging in the collecting device, it is possible to determine that the exhaust component accumulated in the collecting device is mainly soot regardless of the exhaust temperature conditions described above. it can.
また、捕集装置に流入する排気の温度が、煤の酸化反応が進行し易い温度(例えば500℃前後)より高い場合は、捕集装置の詰まりの原因は凝縮水やHC、煤等の排気成分以外にあると考えられる。すなわち、このような高温の排気温度条件では、捕集装置の詰まりの原因は、例えば、EGR通路の接続箇所より上流側の排気通路に設けられる排気浄化触媒の破損による破片や、排気通路の配管溶接のスパッタ等の異物の堆積であると判定することができる。 In addition, when the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device is higher than the temperature at which the soot oxidation reaction proceeds (for example, around 500 ° C.), the collection device may be clogged with exhaust gases such as condensed water, HC, and soot. It is thought that it exists in addition to an ingredient. That is, under such a high exhaust temperature condition, the cause of the clogging of the trapping device is, for example, debris due to the damage of the exhaust purification catalyst provided in the exhaust passage upstream from the connection point of the EGR passage or the piping of the exhaust passage. It can be determined that foreign matter is accumulated such as welding spatter.
このような関連性に着目して、本発明に係る内燃機関のEGRシステムでは、捕集装置に流入する排気の温度と、捕集装置における煤の堆積量と、に応じて、捕集装置を昇温する際の目標温度を設定するようにした。 Focusing on such relevance, in the EGR system of the internal combustion engine according to the present invention, according to the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device and the amount of soot accumulated in the collection device, the collection device is The target temperature for raising the temperature was set.
すなわち、本発明のEGRシステムにおいては、捕集装置に堆積している排気成分の種類に応じて、当該排気成分を捕集装置から除去可能な温度を昇温の目標温度として設定することができる。 That is, in the EGR system of the present invention, the temperature at which the exhaust component can be removed from the collection device can be set as the target temperature for the temperature rise in accordance with the type of the exhaust component accumulated in the collection device. .
例えば、捕集装置に堆積している排気成分は主に凝縮水であると判定される場合には、凝縮水を捕集装置から除去するために必要最低限の昇温温度(例えば100℃)を目標温度として設定することができる。このようにして設定される目標温度に従って捕集装置の昇温を行うようにすれば、実際に捕集装置に堆積している排気成分を除去するために必要最低限の温度に、昇温温度を制限することができるので、捕集装置の詰まりを除去する処理において不必要なエネルギー消費による燃費の悪化や捕集装置の過昇温による熱劣化を抑制しつつ、捕集装置に堆積している排気成分を好適に除去し、捕集装置の詰まりを解消することが可能となる。 For example, when it is determined that the exhaust component accumulated in the collection device is mainly condensed water, the minimum temperature increase temperature (for example, 100 ° C.) necessary for removing the condensed water from the collection device. Can be set as the target temperature. If the temperature of the collection device is raised according to the target temperature set in this way, the temperature rise temperature is reduced to the minimum temperature necessary for removing exhaust components actually accumulated in the collection device. In the process of removing the clogging of the collection device, it is deposited on the collection device while suppressing fuel consumption deterioration due to unnecessary energy consumption and thermal deterioration due to excessive temperature rise of the collection device. It is possible to suitably remove the exhaust components that are present and eliminate clogging of the collection device.
本発明における捕集装置は、メッシュ状のフィルタや、遠心力や重力の作用により排気から異物を分離し捕集する装置等を用いることができる。 As the collection device in the present invention, a mesh filter, a device for separating and collecting foreign substances from exhaust gas by the action of centrifugal force or gravity, and the like can be used.
本発明における排気温度取得手段は、EGR通路における捕集装置の上流側における排気の温度、排気通路における排気の温度、排気マニホールドにおける排気の温度、内燃機関の冷却水温、吸気温度等の計測又はそれらに基づく演算、内燃機関の運転条件に基づく演算等により、捕集装置に流入する排気の温度を取得することができる。 In the present invention, the exhaust temperature acquisition means measures the temperature of the exhaust on the upstream side of the collection device in the EGR passage, the temperature of the exhaust in the exhaust passage, the temperature of the exhaust in the exhaust manifold, the cooling water temperature of the internal combustion engine, the intake air temperature, etc. The temperature of the exhaust gas flowing into the collection device can be acquired by the calculation based on the above, the calculation based on the operating condition of the internal combustion engine, or the like.
本発明における煤堆積量取得手段は、内燃機関の運転履歴、内燃機関の運転条件、排気温度履歴、前回除去手段による詰まりの除去が行われてからの経過時間等に基づいて、捕集装置における煤の堆積量を取得することができる。 The soot accumulation amount acquisition means in the present invention is based on the operation history of the internal combustion engine, the operation conditions of the internal combustion engine, the exhaust gas temperature history, the elapsed time since the removal of clogging by the previous removal means, etc. The amount of soot accumulated can be acquired.
本発明における圧力損失取得手段は、捕集装置の上流側と下流側との間の圧力差、ガス流量差、温度差等に基づいて、捕集装置の上流側と下流側との間における圧力損失を取得することができる。 The pressure loss acquisition means in the present invention is based on the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the collection device, the gas flow rate difference, the temperature difference, etc., and the pressure between the upstream side and the downstream side of the collection device. You can get a loss.
本発明における除去手段が捕集装置を昇温させる方法としては、例えば、燃料噴射量の増量、アフター噴射やポスト噴射の実行、排気開弁時期の進角、排気への燃料添加、排気絞り弁開度の閉弁側への変更、VN開度の開弁側への変更等の種々の機関制御の他、捕集装置に電気ヒータ等の直接加熱装置を備える方法も採用できる。いずれの昇温方法で捕集装置を昇温する場合であっても、本発明のEGRシステムによれば、捕集装置の詰まりを生じさせている排気成分の堆積物を捕集装置から除去するために必要最低限の昇温温度を目標温度として捕集装置の昇温を行うようにすることができるので、捕集装置の詰まりの解消に係るエネルギー消費量を低減することができるという効果を奏する。 The removal means in the present invention may raise the temperature of the trapping device, for example, by increasing the fuel injection amount, performing after injection or post injection, advance of the exhaust valve opening timing, adding fuel to the exhaust, exhaust throttle valve In addition to various engine controls such as changing the opening degree to the valve closing side and changing the VN opening degree to the valve opening side, a method in which the collector is provided with a direct heating device such as an electric heater can also be employed. Whichever temperature raising method is used to raise the temperature of the collection device, according to the EGR system of the present invention, the exhaust component deposits causing the clogging of the collection device are removed from the collection device. Therefore, the temperature of the collecting device can be raised with the minimum temperature increase temperature as the target temperature, so that it is possible to reduce the amount of energy consumed for eliminating the clogging of the collecting device. Play.
本発明において、捕集装置に詰まりが生じていると判定された場合に、捕集装置の昇温が行われて捕集装置に堆積している排気成分が除去されると、捕集装置から除去された排気成分がEGR通路を流通する排気の流れによって搬送され、吸気通路に流入する可能性がある。その場合、高濃度の排気成分がコンプレッサや内燃機関に流入し、ターボチャージャの動作不良や内燃機関の燃焼変動が生じる虞がある。 In the present invention, when it is determined that the collecting device is clogged, the temperature of the collecting device is increased and the exhaust components accumulated in the collecting device are removed. There is a possibility that the removed exhaust component is conveyed by the flow of exhaust gas flowing through the EGR passage and flows into the intake passage. In that case, exhaust components of high concentration may flow into the compressor or the internal combustion engine, which may cause malfunction of the turbocharger or combustion fluctuation of the internal combustion engine.
そこで、本発明において、
前記EGR通路における前記捕集装置より下流側に設けられ、該EGR通路から前記吸気通路へ流入するEGRガスの量を調節するEGR弁と、
前記EGR弁の開度を制御する制御手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記除去手段による前記捕集装置の昇温が行われる場合には、前記除去手段による前記捕集装置の昇温が行われない場合と比較して、前記EGR弁をより閉じ側の開度で開弁するようにしても良い。
Therefore, in the present invention,
An EGR valve that is provided on the downstream side of the collection device in the EGR passage and adjusts the amount of EGR gas flowing from the EGR passage to the intake passage;
Control means for controlling the opening of the EGR valve;
Further comprising
The control means closes the EGR valve more when the temperature of the collecting device is increased by the removing means than when the temperature of the collecting device is not increased by the removing means. The valve may be opened at the opening on the side.
これにより、除去手段により捕集装置の昇温が行われた場合においても、捕集装置から流出した高濃度の排気成分を含むEGRガスが一挙に吸気通路に流入することを抑制できる。従って、EGR通路がコンプレッサより上流側の吸気通路に接続された構成において、コンプレッサの動作異常を招くことを好適に抑制することができる。また、内燃機関に高濃度の排気成分が吸入されることが抑制され、燃焼変動を好適に抑制することができる。 Thereby, even when the temperature of the collecting device is raised by the removing means, it is possible to suppress the EGR gas containing the high-concentration exhaust component flowing out from the collecting device from flowing into the intake passage at once. Therefore, in the configuration in which the EGR passage is connected to the intake passage on the upstream side of the compressor, it is possible to suitably suppress the operation abnormality of the compressor. Further, intake of high concentration exhaust components into the internal combustion engine is suppressed, and combustion fluctuations can be suitably suppressed.
本発明において、
前記EGR通路における前記捕集装置より下流側と前記排気通路とを連通する連通路と、
前記EGR通路における前記連通路の接続箇所より下流側に設けられ、該EGR通路から前記吸気通路へ流入するEGRガスの量を調節するEGR弁と、
前記EGR弁の開度を制御する制御手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記除去手段による前記捕集装置の昇温が行われる場合には、前記EGR弁を閉弁するようにしても良い。
In the present invention,
A communication passage communicating the downstream side of the collection device in the EGR passage and the exhaust passage;
An EGR valve that is provided on the downstream side of the connection portion of the communication passage in the EGR passage, and adjusts the amount of EGR gas flowing from the EGR passage to the intake passage;
Control means for controlling the opening of the EGR valve;
Further comprising
The control means may close the EGR valve when the temperature of the collecting device is raised by the removing means.
これにより、除去手段により捕集装置の昇温が行われた場合においても、捕集装置から流出した高濃度の排気成分を含むEGRガスは、連通路を経由して排気通路に流入し、吸気通路へは流入しなくなる。従って、EGR通路がコンプレッサより上流側の吸気通路に接続された構成において、コンプレッサの動作異常を招くことをより確実に抑制することができる。また、内燃機関に高濃度の排気成分が吸入されることが抑制され、燃焼変動をより確実に抑制することができる。 As a result, even when the temperature of the collecting device is raised by the removing means, the EGR gas containing the high concentration exhaust component flowing out from the collecting device flows into the exhaust passage via the communication passage, and the intake air It will not flow into the passage. Therefore, in the configuration in which the EGR passage is connected to the intake passage on the upstream side of the compressor, it is possible to more reliably prevent the compressor from operating abnormally. Further, intake of high concentration exhaust components into the internal combustion engine is suppressed, and combustion fluctuations can be suppressed more reliably.
また、捕集装置の下流側と排気通路とが連通路によって常に連通された状態となるので、EGR弁が閉弁されている状態においても捕集装置における圧力損失を計測することができるという副次的な効果もある。従って、EGR弁が閉弁されてEGR通路を介したEGRガスの還流が停止される運転条件下においても、捕集装置に詰まりが生じているか否かの判定を行うことが可能となる。 Further, since the downstream side of the collection device and the exhaust passage are always in communication with each other through the communication passage, the pressure loss in the collection device can be measured even when the EGR valve is closed. There are also the following effects. Therefore, it is possible to determine whether or not the collecting device is clogged even under operating conditions in which the EGR valve is closed and the recirculation of the EGR gas through the EGR passage is stopped.
除去手段が捕集装置を昇温することによって捕集装置から除去することができる堆積物は、上述した凝縮水、HC、煤等の排気成分である。もし、捕集装置に生じた詰まりの原因がこれら排気成分の堆積ではなく、破損した排気系部品の破片等の異物の堆積であった場合には、除去手段が捕集装置を昇温することによっては、捕集装置に生じた詰まりを解消することは困難である。従って、このような場合には、除去手段による捕集装置の昇温が行われた直後においても、捕集装置の上流側と下流側との間における圧力損失が十分に低下しないことが考えられる。 Deposits that can be removed from the collection device by the removal means raising the temperature of the collection device are exhaust components such as the condensed water, HC, and soot described above. If the cause of the clogging in the collector is not the accumulation of these exhaust components but the accumulation of foreign matter such as broken pieces of exhaust system parts that have been damaged, the removal means will raise the temperature of the collector. In some cases, it is difficult to eliminate clogging generated in the collecting device. Therefore, in such a case, it is considered that the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the collection device does not sufficiently decrease even immediately after the temperature of the collection device is raised by the removing means. .
そこで、本発明において、前記除去手段により前記捕集装置の昇温が行われた直後において、前記圧力損失取得手段により取得される圧力損失が所定の第2基準値を超えていることが検知された場合に、前記内燃機関に異常が生じていると判定する機関異常判定手段を更に備えても良い。 Therefore, in the present invention, immediately after the temperature of the collection device is raised by the removing means, it is detected that the pressure loss acquired by the pressure loss acquiring means exceeds a predetermined second reference value. In this case, an engine abnormality determination means for determining that an abnormality has occurred in the internal combustion engine may be further provided.
ここで、「内燃機関に異常が生じている」とは、内燃機関の燃焼室より下流側に配置されるタービンや排気浄化触媒、排気マニホールド、各種配管等の排気系の構成要素に異常が生じていることを包括的に意味するものとする。特に、EGR通路が排気浄化触媒より下流側の排気通路から排気を取り出すように構成されている場合には、捕集装置に堆積している異物は、排気浄化触媒が過昇温によって破損して生じた破片である可能性が考えられる。 Here, “the abnormality has occurred in the internal combustion engine” means that an abnormality has occurred in the components of the exhaust system such as the turbine, the exhaust purification catalyst, the exhaust manifold, and various pipes arranged downstream of the combustion chamber of the internal combustion engine. Means comprehensively. In particular, when the EGR passage is configured to extract exhaust from the exhaust passage downstream of the exhaust purification catalyst, the foreign matter accumulated in the collection device is damaged by the excessive temperature rise. There is a possibility that it is a generated fragment.
第2基準値は、捕集装置における堆積物が排気成分であった場合に除去手段による捕集装置の昇温制御を実行すれば実現されると推測される捕集装置の圧力損失に基づいて定めることができる。捕集装置に異物が堆積している場合であっても、同時に多少の排気成分も堆積していると考えられるので、除去手段による捕集装置の昇温を行うことによって、当該排気成分の堆積量に相当する分は圧力損失が低減する。従って、第2基準値は第1基準値より小さい値に設定することができる。 The second reference value is based on the pressure loss of the collector that is assumed to be realized if the temperature rise control of the collector is performed by the removing means when the deposit in the collector is an exhaust component. Can be determined. Even if foreign matter is accumulated in the collection device, it is considered that some exhaust components are also accumulated at the same time. The pressure loss is reduced by the amount corresponding to the amount. Therefore, the second reference value can be set to a value smaller than the first reference value.
捕集装置の上流側と下流側との間には、異物や排気成分が何も堆積していない状態であっても、ある程度の圧力損失がある。ところが、捕集装置が破損した場合には、正常な捕集装置と比較して圧力損失が小さくなることがある。例えば、メッシュ状のフィルタの捕集装置において、フィルタが破損してメッシュの一部に穴が空いた状態となった場合、正常な場合のフィルタよりも排気が通過し易くなるため、圧力損失は小さくなる。 There is a certain amount of pressure loss between the upstream side and the downstream side of the collection device even if no foreign matter or exhaust components are accumulated. However, when the collection device is damaged, the pressure loss may be smaller than that of a normal collection device. For example, in a mesh-type filter collection device, if the filter breaks and a part of the mesh is perforated, the exhaust gas is easier to pass than the normal filter, so the pressure loss is Get smaller.
そこで、本発明において、前記圧力損失取得手段により取得される圧力損失が所定の第3基準値より小さいことが検知された場合、前記捕集装置に異常が生じていると判定する捕集装置異常判定手段を更に備えても良い。 Therefore, in the present invention, when it is detected that the pressure loss acquired by the pressure loss acquisition means is smaller than a predetermined third reference value, the collection device abnormality that determines that an abnormality has occurred in the collection device A determination unit may be further provided.
ここで、第3基準値とは、捕集装置に異物や排気成分が何も堆積していない状態における捕集装置の上流側と下流側との間の圧力損失に基づいて定めることができる。 Here, the third reference value can be determined based on a pressure loss between the upstream side and the downstream side of the collection device in a state where no foreign matter or exhaust components are accumulated in the collection device.
捕集装置が破損している場合には、排気中の異物が捕集装置において捕集されず、EGR通路を経由して吸気通路に流入する虞がある。そこで、上記構成の捕集装置異常判定手段により捕集装置が破損していると判定された場合には、EGR弁を閉弁してEGR通路を介した排気の還流を停止するようにしても良い。こうすることにより、排気中の異物がコンプレッサや内燃機関に流入して不具合を生じさせることを抑制できる。 When the collection device is damaged, there is a possibility that foreign matter in the exhaust gas is not collected by the collection device and flows into the intake passage via the EGR passage. Therefore, if it is determined by the collecting apparatus abnormality determining means having the above-described configuration that the collecting apparatus is damaged, the exhaust gas recirculation through the EGR passage may be stopped by closing the EGR valve. good. By doing so, it is possible to prevent foreign matters in the exhaust from flowing into the compressor or the internal combustion engine and causing problems.
本発明により、低圧EGR通路の途中に異物を捕集する捕集装置を有する低圧EGRシステムにおいて、燃料消費量の増大を抑制しつつ捕集装置の詰まりを好適に除去することが可能になる。 According to the present invention, in a low-pressure EGR system having a collection device that collects foreign substances in the middle of a low-pressure EGR passage, it is possible to suitably remove clogging of the collection device while suppressing an increase in fuel consumption.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは、発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the component parts described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention only to those unless otherwise specified.
図1は、本実施例に係る内燃機関のEGRシステムを適用する内燃機関とその吸気系及び排気系の概略構成を模式的に示す概念図である。 FIG. 1 is a conceptual diagram schematically showing a schematic configuration of an internal combustion engine to which an EGR system for an internal combustion engine according to this embodiment is applied, and its intake system and exhaust system.
図1のエンジン1は4つの気筒30を有するディーゼルエンジンである。各気筒30の燃焼室(図示略)は吸気バルブ(図示略)によって開閉される吸気ポート(図示略)を介して吸気マニホールド17に連通している。また、各気筒30の燃焼室は排気バルブ(図示略)によって開閉される排気ポート(図示略)を介して排気マニホールド18に連通している。
The engine 1 in FIG. 1 is a diesel engine having four
吸気マニホールド17には吸気通路19が接続されている。吸気通路19には吸気マニホールド17から吸気の流れに関して下流側から上流側に向かって、後述する高圧EGR通路15の接続部、ディーゼルスロットル弁9、インタークーラ2、ターボチャージャ13のコンプレッサ11、後述する低圧EGR通路24の接続部、吸気絞り弁22、エアフ
ローメータ7、エアクリーナ3が備えられている。
An
排気マニホールド18には排気通路20が接続されている。排気通路20には排気マニホールド18から排気の流れに関して上流側から下流側に向かって、高圧EGR通路15の接続部、ターボチャージャ13のタービン12、PMフィルタ21、低圧EGR通路24の接続部、排気絞り弁6、後述する連通路8の接続部、排気浄化装置5が備えられている。PMフィルタ21は、排気中の微粒子物質を捕集するフィルタとフィルタ上に担持された酸化触媒を有する。排気浄化装置5は、吸蔵還元型NOx触媒を有する。
An
本実施例のエンジン1には、エンジン1からの排気の一部を吸気通路19に流入させるEGRシステムが備えられている。本実施例のEGRシステムは、エンジン1から排出される排気の一部を比較的高温高圧の状態で吸気通路19に流入させる高圧EGR装置32と、エンジン1から排出される排気の一部を比較的低温低圧の状態で吸気通路19に流入させる低圧EGR装置33と、の2系統のEGR装置を有している。
The engine 1 of the present embodiment is provided with an EGR system that allows a part of the exhaust from the engine 1 to flow into the
高圧EGR装置32は、タービン13より上流側の排気通路20とコンプレッサ11より下流側の吸気通路19とを連通する高圧EGR通路15を有する。高圧EGR通路15の途中には高圧EGR通路15を経由して排気通路20から吸気通路19に流入する排気の量を調節する高圧EGR弁14が備えられている。高圧EGR弁14の開度は後述するECU26によって制御される。
The high-
低圧EGR装置33は、タービン13より下流側の排気通路20とコンプレッサ11より上流側の吸気通路19とを連通する低圧EGR通路24を有する。低圧EGR通路24の途中には低圧EGR通路24を経由して排気通路20から吸気通路19に流入する排気の量を調節する低圧EGR弁23が備えられている。低圧EGR弁23の開度はECU26によって制御される。本実施例では、低圧EGR通路24が、本発明の「EGR通路」に相当する。また、低圧EGR弁23が、本発明の「EGR弁」に相当する。
The low
高圧EGR装置32によって吸気通路19に再循環する排気(以下高圧EGRガスという)の量と、低圧EGR装置33によって吸気通路19に再循環する排気(以下低圧EGRガスという)の量とは、それぞれエンジン1の運転条件に応じてその目標値が予め定められている。図2は、エンジン1の運転領域(回転数及び負荷)に応じて定められた、高圧EGR装置32及び低圧EGR装置33の切り替え制御マップを概略的に示した図である。
The amount of exhaust gas recirculated to the
図2に示すように、本実施例に係るEGRシステムでは、エンジン1の運転条件が低負荷・低回転の運転領域に属する場合には、主に高圧EGR装置32によって排気の再循環を行い、中負荷・中回転の運転領域に属する場合には、高圧EGR装置32及び低圧EGR装置33を併用して排気の再循環を行い、高負荷・高回転の運転領域に属する場合には、主に低圧EGR装置33によって排気の再循環を行う。各EGR制御領域において、高圧EGR通路15経由で再循環する排気の量及び低圧EGR通路24経由で再循環する排気の量のそれぞれが目標値になるように、高圧EGR弁14の開度及び低圧EGR弁23の開度がECU26によって制御される。
As shown in FIG. 2, in the EGR system according to the present embodiment, when the operating conditions of the engine 1 belong to the low load / low rotation operating region, the exhaust gas is recirculated mainly by the high
本実施例の低圧EGR装置33は、上記説明した構成に加えて、低圧EGR通路24の低圧EGR弁23から上流側(排気通路20側)に向かって、低圧EGR通路24を流れる排気を冷却する低圧EGRクーラ4と、低圧EGR通路24を流れる低圧EGRガス中に含まれる異物を捕集する捕集装置10が備えられている。
In addition to the above-described configuration, the low
捕集装置10は、タービン12、PMフィルタ21、排気通路20等の排気系部品に何
らかの故障が起きてそれらの部品から生じた破片等の異物が排気中に流出した場合や、排気通路20の配管溶接のスパッタが排気中に混入した場合に、これらの異物を排気から分離して捕集する可能なメッシュ状のフィルタである。捕集装置10が低圧EGR通路24に設けられることにより、当該異物が低圧EGR通路24を経由して吸気通路19に流入することを抑制することができる。なお、捕集装置10としては、本実施例で採用したメッシュ状のフィルタに限らず、重力や遠心力等の作用で排気中から異物を分離して捕集する捕集装置を用いることもできる。本実施例においては、捕集装置10が、本発明における「捕集装置」に相当する。
The
低圧EGR通路24における捕集装置10の下流側(吸気通路19側)且つ低圧EGRクーラ4の上流側の位置には、低圧EGR通路24と排気通路20とを連通する連通路8が接続されている。また、低圧EGR装置33には、捕集装置10の上流側と下流側との間の差圧を測定する差圧センサ25と、低圧EGR通路24における捕集装置10の上流側(排気通路20側)に設けられ、捕集装置10に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ16が備えられている。
A communication passage 8 that connects the low
捕集装置10の上流側(排気通路20側)には、捕集装置10に流入する排気の温度を測定する排気温度センサ16が備えられている。また、捕集装置10の上流側の圧力と下流側の圧力との差圧を測定する差圧センサ25が備えられている。本実施例においては、排気温度センサ16が、本発明における「排気温度取得手段」に相当する。また、差圧センサ25が、本発明における「圧力損失取得手段」に相当する。
An exhaust
ECU26はエンジン1の運転状態を制御するコンピュータユニットである。CPU、ROM、RAM、I/Oポート、通信バス、DAC、ADC等の既知のコンポーネントを含み構成されている。ECU26には、上述した吸気絞り弁22、低圧EGR弁23、ディーゼルスロットル弁9、高圧EGR弁14、燃料噴射弁29、排気絞り弁6の他各種の機器が接続され、ECU26から出力される制御信号によってこれらの機器の動作が制御される。また、ECU26には、上述した排気温度センサ16及び差圧センサ25の他、アクセルペダル31の踏み込み量を測定するアクセル開度センサ27、クランクシャフトの回転角度を測定するクランク角度センサ28等の各種センサが接続され、これらのセンサによる測定値がECU26に入力される。ECU26はこれら各種センサから入力されるデータに基づいて取得されるエンジン1の運転状態や運転者の要求に基づいて、各種機器の動作を制御する制御信号を出力する。
The
捕集装置10は上述のように排気中の異物を捕集することを目的として設置されているが、そのような異物だけでなく排気中の凝縮水、HC、煤(微粒子物質、PMを含む)等の排気成分も付着堆積し、捕集装置10に詰まりを生じさせる場合がある。その場合、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が大きくなり、低圧EGR装置33によって低圧EGRガスを適切に吸気通路19に再循環させることが困難になる可能性がある。
The
そこで、本実施例のEGRシステムでは、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が所定の基準値を超えたことを検知した場合に、捕集装置10に詰まりが生じていると判定し、捕集装置10を昇温することによって捕集装置10に堆積した排気成分を除去する処理を行う。この圧力損失の基準値は、燃費への影響が許容範囲内となるような圧力損失の上限値に基づいて定める。或いは、低圧EGRガス量の制御が適切に実行可能な圧力損失の上限値に基づいて定めるようにしても良い。
Therefore, in the EGR system of the present embodiment, when the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the
本実施例では、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が基準値を超えているか否かの判定を、差圧センサ25によって測定される捕集装置10の前後差圧ΔP
に基づいて判定するようにした。具体的には、差圧センサ25によって測定される捕集装置10の前後差圧ΔPが所定の第1基準差圧ΔP1を超えた場合に、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が基準値を超えたと判定し、捕集装置10に詰まりが生じていると判定する。第1基準差圧ΔP1は、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が基準値である場合の捕集装置10の前後差圧に基づいて定める。
In the present embodiment, whether or not the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the
Judgment based on. Specifically, when the front-rear differential pressure ΔP of the
なお、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が基準値を超えているか否かの判定は、捕集装置10の下流側における低圧EGRガス流量と、エアフローメータ7によって測定される吸入空気量と、に基づいて算出した捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失に基づいて行うこともできる。或いは、捕集装置10の下流側における排気の温度と、捕集装置10の上流側における排気の温度と、に基づいて圧力損失の判定を行うようにしても良い。この場合、捕集装置10のすぐ下流の低圧EGR通路24と、捕集装置10からある程度離れた、例えばPMフィルタ21のすぐ下流の排気通路20と、にそれぞれ温度センサを設けて、両者の温度差に基づいて圧力損失を算出すると良い。その他既知の圧力損失推定方法を用いて算出される圧力損失に基づいて判定を行うことができる。
Whether or not the pressure loss between the upstream side and the downstream side of the
本実施例では、捕集装置10の昇温を、エンジン1からの排気の温度を上昇させることにより行う。排気温度の上昇は、燃料噴射弁29による燃料噴射量の増量、燃料噴射量29による副噴射(アフター噴射又はポスト噴射)の実施により行う。その他、排気バルブの開閉特性を可変とするVVTを備えた構成において、排気バルブの開弁時期を進角させることや、排気通路20におけるPMフィルタ21より上流側に燃料添加弁を備えた構成において、当該燃料添加弁から排気中に燃料を添加することや、タービン12に可変ノズルベーンを備えた構成において、可変ノズルベーンの開度を開弁側に変化させること等の種々の既知の排気昇温手段を用いることができる。また、捕集装置10を直接加熱する電気ヒータを捕集装置10に備えた構成として、当該電気ヒータに通電することによって捕集装置10を昇温するようにしても良い。要するに、捕集装置10を昇温させることが可能な手段であればどのような手段でも用いることができる。
In the present embodiment, the temperature of the
ところで、捕集装置10を昇温することによって捕集装置10に堆積している排気成分を除去する場合に必要な昇温の温度は、堆積している排気成分の種類によって異なる。例えば、凝縮水を除去するためには100℃以上まで昇温すれば十分だが、未燃HCを除去するためには200℃以上、煤を除去するためには500℃以上の温度に捕集装置10を昇温する必要がある。
By the way, the temperature of the temperature increase required to remove the exhaust component accumulated in the
従来、捕集装置10の昇温によって捕集装置10に堆積した排気成分を除去する場合には、除去するために要求される温度が最も高温の排気成分を確実に捕集装置10から除去することができるように、昇温の目標温度を設定する必要があった。具体的には、捕集装置10の詰まりの原因が煤である場合を想定して、捕集装置10の詰まりを確実に解消することができるように、昇温の目標温度を、煤を除去可能な500℃以上に設定する必要があった。
Conventionally, when exhaust components accumulated in the
そうすると、捕集装置10の詰まりが検知された場合には常に500℃以上の温度まで捕集装置10を昇温して捕集装置10の詰まりを解消することになるので、捕集装置10の詰まりの原因が実際には凝縮水やHCの堆積であった場合には、本来なら不必要な高温にまで捕集装置10を昇温したことになる。従って、捕集装置10の詰まりの解消のために消費されるエネルギーに無駄が有り、また捕集装置10の熱劣化を早めるという問題があった。
Then, when the clogging of the
ここで、捕集装置10に詰まりが生じていると判定される場合に捕集装置10に堆積し
ている排気成分の種類は、捕集装置10に流入する排気の温度と、捕集装置10における煤の堆積量と、に関連性がある。
Here, when it is determined that the collecting
例えば、捕集装置10に流入する排気の温度が、排気中の凝縮水が蒸発する温度(例えば100℃前後)よりも低い場合、捕集装置10には主に凝縮水が付着して堆積していると考えられる。すなわち、このような低温の排気温度条件では、捕集装置10の詰まりの原因は主に凝縮水であると判定することができる。
For example, when the temperature of the exhaust gas flowing into the
捕集装置10に流入する排気の温度が、排気中の凝縮水が蒸発する温度より高いがHCが蒸発する温度(例えば200℃前後)よりも低い場合は、捕集装置10には主にHCが付着して堆積していると考えられる。すなわち、このような中程度の排気温度条件では、捕集装置10の詰まりの原因は主にHCであると判定することができる。
When the temperature of the exhaust gas flowing into the
捕集装置10に流入する排気の温度が、排気中のHCが蒸発する温度より高いが煤の酸化反応が進行し易い温度(例えば500℃前後)よりも低い場合は、捕集装置10には主に煤が堆積していると考えられる。すなわち、このような中高温の排気温度条件では、捕集装置10の詰まりの原因は主に煤であると判定することができる。
When the temperature of the exhaust gas flowing into the
但し、このような中高温の排気温度条件であっても、ある程度以上の温度(例えば400℃前後)の排気が継続的に捕集装置10に流入するような場合には、捕集装置10における煤の堆積量が単調に増加していくことはないと考えられる。すなわち、煤の酸化反応が進行し易い温度よりは低い中高温の排気温度条件が一定期間以上継続した、という機関運転履歴に基づいて、捕集装置10の詰まりの原因は煤ではないと判定することもできる。また、前回捕集装置10の昇温を行って排気成分の除去を行ってからの走行時間、燃料噴射量の積算値、煤の排出量が多い加速過渡のような運転条件での運転履歴、低圧EGRガス量の制御履歴等に基づいて、捕集装置10に堆積している煤の量を推定し、推定した煤堆積量に基づいて、捕集装置10に詰まりを生じさせる主要な原因となっている排気成分の種類を特定することができる。
However, in such a medium-high temperature exhaust temperature condition, when exhaust at a certain temperature (for example, around 400 ° C.) continuously flows into the
また、捕集装置10に流入する排気の温度が、煤の酸化反応が進行し易い温度より高い場合において、捕集装置10に詰まりが生じていると判定される場合は、捕集装置10の詰まりの原因は凝縮水やHC、煤等の排気成分以外にあると考えられる。すなわち、このような高温の排気温度条件では、例えば、捕集装置10の詰まりの原因はPMフィルタ21の触媒の破片や、排気通路20の配管溶接のスパッタ等の異物の堆積であると判定することができる。
Further, when it is determined that the
本実施例のEGRシステムでは、このような関連性に基づいて、捕集装置10に流入する排気の温度と、捕集装置10における煤の堆積量と、に応じて、捕集装置10に堆積した排気成分を除去すべく捕集装置10を昇温する際の目標温度を設定するようにした。すなわち、本実施例のEGRシステムでは、捕集装置10に詰まりが生じていると判定された場合に、捕集装置10に流入する排気の温度と、捕集装置10における煤の堆積量と、に応じて、捕集装置10に堆積している排気成分の種類を特定し、当該排気成分を捕集装置10の昇温によって除去するために最低限必要な温度を目標温度として、捕集装置10の昇温を行うようにした。
In the EGR system of the present embodiment, on the basis of such a relationship, deposition is performed on the
具体的には、排気温度センサ16によって捕集装置10に流入する排気の温度を取得し、エンジン1の運転履歴から捕集装置10における煤の堆積量を推定により取得し、
(1)排気の温度が、凝縮水の蒸発が進行し易い温度T1(例えば100℃)より低く、煤の堆積量が所定量以下の場合、捕集装置10の詰まりの原因となっている排気成分は主として凝縮水であると判定し、捕集装置10の昇温によって凝縮水を除去するために必要
十分な温度として、昇温の目標温度を凝縮水を蒸発させることが可能な必要最低限の温度(例えば100℃)に設定する。
(2)排気の温度が、凝縮水の蒸発が進行し易い温度T1以上で、HCの蒸発が進行し易い温度T2(例えば200℃)より低く、煤の堆積量が所定量以下の場合、捕集装置10の詰まりの原因となっている排気成分は主としてHCであると判定し、捕集装置10の昇温によってHCを除去するために必要十分な温度として、昇温の目標温度をHCを蒸発させることが可能な必要最低限の温度(例えば200℃)に設定する。
(3)排気の温度が、HCの蒸発が進行し易い温度T2以上で、一定期間以上その温度が継続した場合に煤の堆積が抑制される温度T3(例えば400℃)より低い場合や、排気温度がT3以上であるもののT3以上のとなる運転状態が一定期間以上継続した運転履歴が無い場合には、捕集装置10の詰まりの原因となっている排気成分は主として煤であると判定し、捕集装置10の昇温によって煤を除去するために必要十分な温度として、昇温の目標温度を煤を酸化させることが可能な必要最低限の温度(例えば500℃)に設定する。
(4)排気の温度がT3以上で、当該排気温度条件での運転状態が一定期間以上継続した運転履歴が有る場合や、排気の温度が煤の酸化反応が進行し易い温度T4(例えば600℃)以上である場合には、捕集装置10の詰まりの原因は排気成分以外の異物の堆積によるものであると判定し、捕集装置10の昇温を行わない。
Specifically, the temperature of the exhaust gas flowing into the
(1) When the temperature of the exhaust is lower than a temperature T1 (for example, 100 ° C.) at which the condensation water is likely to evaporate and the amount of soot accumulated is equal to or less than a predetermined amount, the exhaust causing the clogging of the
(2) When the temperature of the exhaust gas is higher than the temperature T1 at which the evaporation of the condensed water is likely to proceed, lower than the temperature T2 (for example, 200 ° C.) at which the evaporation of the HC is likely to proceed, and the amount of soot is less than the predetermined amount, It is determined that the exhaust component causing the clogging of the
(3) When the temperature of the exhaust gas is higher than the temperature T2 at which HC evaporation is likely to proceed and is lower than a temperature T3 (for example, 400 ° C.) at which soot accumulation is suppressed when the temperature continues for a certain period of time, If there is no operation history in which the operating state where the temperature is T3 or higher but the temperature is T3 or higher continues for a certain period or more, it is determined that the exhaust component causing the clogging of the
(4) When the exhaust temperature is T3 or more and there is an operation history in which the operation state under the exhaust temperature condition continues for a certain period or more, or the temperature T4 (for example, 600 ° C.) at which the exhaust temperature is likely to proceed with soot oxidation ) If it is above, it is determined that the cause of the clogging of the
このように、本実施例のEGRシステムでは、捕集装置10の詰まりを検知した場合に、詰まりの原因となっている排気成分の種類に応じて、当該排気成分を捕集装置10の昇温によって除去するために必要最低限の温度を目標温度として設定して、捕集装置10の昇温を行うようにしたので、不必要に高温まで捕集装置10を昇温することを抑制でき、捕集装置10の詰まりの解消に係るエネルギー消費を抑制することが可能となる。
Thus, in the EGR system of the present embodiment, when the clogging of the
以上説明したように、本実施例のEGRシステムにおいて、捕集装置10に詰まりが生じていると判定された場合に、捕集装置10の昇温が行われて捕集装置10に堆積している排気成分が捕集装置10から除去されると、捕集装置10から除去された排気成分が捕集装置10より下流側の低圧EGR通路24に流出する。この高濃度の排気成分を含む低圧EGRガスが低圧EGR通路24を流れて吸気通路19に流入し、コンプレッサ11やエンジン1に吸入された場合、コンプレッサ11の作動不良や、エンジン1の燃焼変動を招く虞がある。
As described above, in the EGR system of the present embodiment, when it is determined that the collecting
そこで、本実施例のEGRシステムでは、捕集装置10の詰まりを解消すべく捕集装置10の昇温を行う場合には、図2に示した制御マップに関わらず低圧EGR弁23を閉弁し、低圧EGR装置33による排気の再循環を停止するようにした。これにより、捕集装置10から流出した高濃度の排気成分を含む低圧EGRガスは、連通路8を経由して排気通路20に流入し、吸気通路19には流入しなくなる。従って、コンプレッサ11の動作不良や、エンジン1の燃焼変動といった問題の発生を回避することができる。
Therefore, in the EGR system of the present embodiment, when the temperature of the collecting
なお、この場合、低圧EGR装置33による排気の再循環を停止することによってEGR率が目標値からずれることを回避するために、高圧EGR装置32による排気の再循環量を増加補正するようにしても良い。また、図2のEGR制御マップにおいて低圧EGR装置33を用いて排気の再循環を行うように定められた運転領域においては、捕集装置10の昇温を行う場合に低圧EGR装置33による排気の再循環を完全に停止するのではなく、当該運転領域における通常運転時(すなわち捕集装置10の昇温が行われていない時)の低圧EGR弁23の開度よりも閉じ側の開度に低圧EGR弁23を開弁し、通常運転時よりも低圧EGRガスの流量を低減しつつ、低圧EGR装置33による排気の再循環を行うようにしても良い。この場合、昇温中の捕集装置10から流出する排気成分が低圧EGRガスとともに吸気通路19に流入することになるが、低圧EGRガスの流量が絞られ
ているので、コンプレッサ11の動作不良やエンジン1における燃焼変動を抑制することができる。
In this case, in order to avoid the EGR rate from deviating from the target value by stopping the exhaust gas recirculation by the low
以上説明した本実施例のEGRシステムにおける捕集装置10の詰まり除去処理の具体的な実行手順について、図3に基づいて説明する。図3は、捕集装置10の詰まり除去処理を行うためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンはエンジン1の稼働中ECU26によって所定期間毎に定期的に実行される。
A specific execution procedure of the clogging removal processing of the
ステップS101において、ECU26は、エンジン1の運転状態を取得する。このステップで取得したデータは、上述した捕集装置10における煤の堆積量の推定を行う際の運転履歴データとして用いられる他、例えば排気温度センサ16のような捕集装置10に流入する排気の温度を測定する装置を備えない構成において捕集装置10に流入する排気の温度を推定するために用いることもできる。
In step S <b> 101, the
ステップS102において、ECU26は、差圧センサ25による測定値に基づいて捕集装置10の上流側と下流側との間の差圧ΔPを取得する。
In step S <b> 102, the
ステップS103において、ECU26は、ステップS102で取得した差圧ΔPが第1基準差圧ΔP1を超えているか否かを判定する。差圧ΔPが第1基準差圧ΔP1を超えている場合(ΔP>ΔP1、ステップS103:Yes)、ECU26はステップS104に進む。差圧ΔPが第1基準差圧ΔP1以下である場合(ΔP≦ΔP1、ステップS103:No)、ECU26はステップS111に進み、通常制御を行う。通常制御とは、捕集装置10の昇温を行わず、図2に示した制御マップに従って高圧EGR装置32及び低圧EGR装置33による排気の再循環の制御を行うことを意味する。
In step S103, the
ステップS104において、ECU26は、低圧EGR弁23を閉弁し、低圧EGR装置33による排気の再循環を停止する。これにより、以降の処理で捕集装置10の昇温が行われた場合に捕集装置10から流出する排気成分が吸気通路19に流入することが防止される。
In step S104, the
ステップS105において、ECU26は、排気温度センサ16による測定値に基づいて捕集装置10に流入する排気の温度を取得すると共に、捕集装置10における煤の堆積量を算出する。
In step S <b> 105, the
ステップS106において、ECU26は、ステップS105において取得した排気温度及び煤堆積量に基づいて、上述した判定基準により、捕集装置10に詰まりを生じさせている排気成分の種類を判定する。
In step S <b> 106, the
ステップS106において、捕集装置10に堆積している排気成分が主に凝縮水であると判定された場合、ECU26はステップS107に進み、凝縮水を除去可能な必要最低限の温度(ここでは100℃とする)に目標温度を設定して捕集装置10の昇温を行う。
When it is determined in step S106 that the exhaust component accumulated in the
ステップS106において、捕集装置10に堆積している排気成分が主にHCであると判定された場合、ECU26はステップS108に進み、HCを除去可能な必要最低限の温度(ここでは200℃とする)に目標温度を設定して捕集装置10の昇温を行う。
If it is determined in step S106 that the exhaust component accumulated in the
ステップS106において、捕集装置10に堆積している排気成分が主に煤であると判定された場合、ECU26はステップS109に進み、煤を除去可能な必要最低限の温度(ここでは500℃とする)に目標温度を設定して捕集装置10の昇温を行う。
In step S106, if it is determined that the exhaust component accumulated in the
ステップS106において、捕集装置10に詰まりを生じさせている原因は排気成分の堆積ではなく異物の堆積であると判定された場合、ECU26はステップS110に進み、エンジン異常を警告するMIL点灯を行う。
In step S106, if it is determined that the cause of the clogging of the
以上のルーチンに従って捕集装置10の詰まり除去処理を行うことにより、燃費の増大や捕集装置の熱劣化を抑制しつつ、捕集装置10の詰まりを好適に除去することが可能となる。本実施例においては、ステップS105において捕集装置10における煤の堆積量を算出するECU26が、本発明における「煤堆積量取得手段」に相当する。また、ステップS103で肯定判定された場合に、ステップS107〜ステップS109のいずれかのステップにおいて捕集装置10の昇温を行うECU26が、本発明における「除去手段」に相当する。また、ステップS106の判定結果に応じてステップS107〜ステップS109のいずれの昇温処理を選択するECU26が、本発明における「設定手段」に相当する。また、捕集装置10の昇温処理が行われない場合にはステップS111において図2の制御マップに従ったEGR制御を行い、捕集装置10の昇温処理が行われる場合にはステップS104において低圧EGR弁23を閉弁する処理を行うECU26が、本発明における「制御手段」に相当する。
By performing the clogging removal process of the
捕集装置10を昇温することによって捕集装置10から除去することができる堆積物は、上述した凝縮水、HC、煤等の排気成分である。もし、捕集装置10に生じた詰まりの原因がこれら排気成分の堆積ではなく、破損した排気系部品の破片等の異物の堆積であった場合には、捕集装置10を昇温することによっては、捕集装置10に生じた詰まりを解消することは困難である。従って、このような場合には、捕集装置10の昇温が行われた直後においても、捕集装置10の上流側と下流側との間における圧力損失が十分に低下しない場合がある。
Deposits that can be removed from the
そこで、本実施例のEGRシステムでは、上記説明したような捕集装置10の目詰まりの除去処理を行った直後に、再び捕集装置10の上流側と下流側との差圧を取得し、取得された差圧が所定の第2基準差圧ΔP2を超えている場合には、捕集装置10の目詰まりの原因は異物の堆積であると判定するようにした。ここで、第2基準差圧ΔP2は、捕集装置10における堆積物が排気成分であった場合に、捕集装置10の昇温処理を行った直後に捕集装置10の前後に生じると推測される差圧に基づいて定める。捕集装置10の目詰まりの原因が主に異物の堆積である場合であっても、捕集装置10には多少の排気成分も堆積していると考えられるので、捕集装置10の昇温を行うことによって、当該排気成分の堆積量に相当する分は圧力損失が低減する。従って、本実施例では、第2基準差圧ΔP2は、第1基準差圧ΔP1より小さい値に設定する。より簡易には、第2基準差圧ΔP2と第1基準差圧ΔP1とを等しくしても良い。
Therefore, in the EGR system of the present embodiment, immediately after performing the clogging removal processing of the
このような判定がなされた場合には排気系部品に生じた何らかの故障に起因して生じた異物が捕集装置10に到達して堆積したものと推測される。特に、本実施例のEGRシステムの場合、PMフィルタ21より下流側の排気通路20に低圧EGR通路24が接続されているので、この異物はPMフィルタ21の破損により生じた触媒やフィルタの破片である可能性が高い。
When such a determination is made, it is presumed that foreign matter generated due to some failure that has occurred in the exhaust system parts reaches the
そこで、本実施例のEGRシステムでは、捕集装置10に生じている詰まりの原因が異物の堆積であると判定された場合には、触媒破損又はエンジン異常をドライバーに通知するMILの点灯を行うとともに、エンジン1の運転制御に関して、アクセル開度制限Aを実施することとした。アクセル開度制限Aとは、退避走行を目的とした運転制限である。これにより、ドライバーは触媒破損又はエンジン異常に対して早急な対処を行うことが可能となる。
Therefore, in the EGR system of this embodiment, when it is determined that the cause of the clogging occurring in the
本実施例の捕集装置10は上述したようにメッシュ状のフィルタである。従って、捕集装置10に異物や排気成分が何も堆積していない新品状態であっても、ある程度の圧力損失がある。しかしながら、捕集装置10が破損した場合には、正常な状態の捕集装置10と比較して、圧力損失が小さくなることがある。例えば、フィルタが破損してメッシュの一部に穴が空いた状態となった場合、正常な状態のフィルタよりも排気が通過し易くなるため、圧力損失は小さくなる。
The
そこで、本実施例のEGRシステムでは、差圧センサ25によって取得される捕集装置10の上流側と下流側との差圧が、この新品状態の捕集装置10の上流側と下流側とに生じる差圧に基づいて定められる第3基準差圧ΔP3よりも小さい場合には、捕集装置10に破損が生じていると判定するようにした。
Therefore, in the EGR system of the present embodiment, the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the
このような判定がなされた場合には、捕集装置10において排気中の異物を好適に捕集することができなくなるので、低圧EGR装置33によって排気の再循環を行うと、異物が低圧EGRガスとともに低圧EGR通路24を経由して吸気通路に導かれ、コンプレッサ11に流入する虞がある。
When such a determination is made, foreign matter in the exhaust gas cannot be suitably collected in the
そこで、本実施例のEGRシステムでは、捕集装置10に破損が生じていると判定された場合には、捕集装置異常をドライバーに通知するMILの点灯を行うとともに、全ての運転領域において低圧EGR装置33による排気の再循環を停止し、高圧EGR装置32のみによってフィードバック制御によって排気の再循環を行うようにした。更に、エンジン1の運転制御に関して、アクセル開度制限Bを実施することとした。アクセル開度制限Bとは、運転制御をEGR制御を高圧EGR装置32のみで行う条件下で可能な制御に制限した運転制限である。触媒破損やエンジン異常時に実行されるアクセル開度制限Aより軽度の運転制限に設定しても良い。
Therefore, in the EGR system of the present embodiment, when it is determined that the collecting
本実施例のEGRシステムの捕集装置の詰まり除去処理において、以上説明した触媒異常判定及び捕集装置異常判定を行う場合の具体的な実行手順について、図4及び図5に基づいて説明する。図4及び図5は、捕集装置10の詰まり除去処理において、触媒異常判定及び捕集装置異常判定を行うためのルーチンを表すフローチャートである。このルーチンはエンジン1の稼働中ECU26によって所定期間毎に定期的に実行される。
A specific execution procedure in the case of performing the catalyst abnormality determination and the collection device abnormality determination described above in the clogging removal processing of the collection device of the EGR system of the present embodiment will be described based on FIGS. 4 and 5. 4 and 5 are flowcharts showing a routine for performing catalyst abnormality determination and collection device abnormality determination in the clogging removal processing of the
ステップS201において、ECU26は、エンジン1の運転状態を取得する。このステップで取得したデータは、上述した捕集装置10における煤の堆積量の推定を行う際の運転履歴データとして用いられる他、例えば排気温度センサ16のような捕集装置10に流入する排気の温度を測定する装置を備えない構成において捕集装置10に流入する排気の温度を推定するために用いることもできる。
In step S201, the
ステップS202において、ECU26は、差圧センサ25による測定値に基づいて捕集装置10の上流側と下流側との差圧ΔPを取得する。
In step S <b> 202, the
ステップS203において、ECU26は、ステップS202で取得した差圧ΔPが第1基準差圧ΔP1を超えているか否かを判定する。差圧ΔPが第1基準差圧ΔP1を超えている場合(ΔP>ΔP1、ステップS203:Yes)、ECU26はステップS204に進む。差圧ΔPが第1基準差圧ΔP1以下である場合(ΔP≦ΔP1、ステップS203:No)、ECU26は図5のステップS211に進む。
In step S203, the
ステップS204において、ECU26は、低圧EGR弁23を閉弁し、低圧EGR装置33による排気の再循環を停止する。これにより、以降の処理で捕集装置10の昇温が行われた場合に捕集装置10から流出する排気成分が吸気通路19に流入することが防止
される。
In step S204, the
ステップS205において、ECU26は、捕集装置10の詰まり除去処理を行う。具体的には、図3のステップS105〜ステップS110までの処理を実行する。
In step S205, the
ステップS206において、ECU26は、差圧センサ25による測定値に基づいて捕集装置10の上流側と下流側との差圧ΔPを取得する。この処理により、捕集装置10の詰まりを除去すべく昇温を行った直後の捕集装置10の差圧が取得される。
In step S <b> 206, the
ステップS207において、ECU26は、ステップS206で取得した差圧ΔPが第2基準差圧ΔP2を超えているか否かを判定する。差圧ΔPが第2基準差圧ΔP2を超えている場合(ΔP>ΔP2、ステップS207:Yes)、ECU26はステップS208に進み、触媒異常又はエンジン異常を警告するMIL点灯を行い、続くステップS209においてエンジン1の運転制御についてアクセル開度制限Aを課す。一方、差圧ΔPが第2基準差圧ΔP2以下である場合(ΔP≦ΔP2、ステップS207:No)、ステップS210に進み、通常制御を行う。通常制御とは、エンジン1の運転制御について制御制限を課さず、また、図2に従って高圧EGR装置32及び低圧EGR装置33による排気の再循環の制御を行うことを意味する。
In step S207, the
ステップS211において、ECU26は、ステップS202で取得した差圧ΔPが第3基準差圧ΔP3より小さいか否かを判定する。差圧ΔPが第3基準差圧ΔP3より小さい場合(ΔP<ΔP3、ステップS211:Yes)、ECU26はステップS212に進み、捕集装置異常を警告するMIL点灯を行い、続くステップS213において低圧EGR弁23を全閉して低圧EGR装置33よる排気の再循環を停止する。更に、ステップS214において、エンジン1の排気再循環の制御を高圧EGR装置32のみで行うべく、高圧EGR装置32の制御を図2のEGR制御マップに従った制御から、目標EGR率を高圧EGR装置32のみで実現するためのフィードバック制御に切り替える。そして、ステップS215において、エンジン1の運転制御についてアクセル開度制限Bを課す。
In step S211, the
一方、差圧ΔPが第3基準差圧ΔP3以上である場合(ΔP≧ΔP3、ステップS211:No)、ステップS216に進み、通常制御を行う。通常制御とは、エンジン1の運転制御について制御制限を課さず、また、図2に従って高圧EGR装置32及び低圧EGR装置33による排気の再循環の制御を行うことを意味する。
On the other hand, when the differential pressure ΔP is greater than or equal to the third reference differential pressure ΔP3 (ΔP ≧ ΔP3, step S211: No), the process proceeds to step S216 and normal control is performed. The normal control means that no control restriction is imposed on the operation control of the engine 1 and that the exhaust gas recirculation is controlled by the high
尚、ステップS205の詰まり除去処理において、捕集装置10に目詰まりを生じさせている原因は異物の堆積にあるという判定がなされた場合(図3のステップS106の判定の結果、ステップS110に進んだ場合)、ステップS206及びステップS207の処理をスキップしてステップS208に進むようにしても良い。
In the clogging removal process in step S205, if it is determined that the cause of clogging in the
以上のルーチンに従って捕集装置10の詰まり除去処理とともに触媒異常判定及び捕集装置異常判定を行うことにより、触媒異常及び捕集装置異常を早期に検知することが可能となる。
By performing the catalyst removal determination and the collection device abnormality determination together with the clogging removal processing of the
本実施例においては、ステップS207で肯定判定された場合に、触媒異常又はエンジン異常と判定するECU26が、本発明における「機関異常判定手段」に相当する。また、ステップS211で肯定判定された場合に、捕集装置異常と判定するECU26が、本発明における「捕集装置異常判定手段」に相当する。
In this embodiment, the
なお、以上述べた実施例は本発明を説明するための一例であって、本発明の本旨を逸脱しない範囲内において上記の実施例には種々の変更を加え得る。例えば、上記実施例では
低圧EGR装置33及び高圧EGR装置32の2系統のEGR装置を備えたEGRシステムに本発明を適用した例について説明したが、低圧EGR装置33のみを備えたEGRシステムに本発明を適用することもできる。但し、その場合、捕集装置異常検知時に低圧EGR装置33による排気の再循環を停止した場合、エンジン1の運転制御には、排気の再循環を一切行わない条件での制御制限を課す必要がある。
The above-described embodiment is an example for explaining the present invention, and various modifications can be made to the above-described embodiment without departing from the gist of the present invention. For example, in the above-described embodiment, the example in which the present invention is applied to the EGR system including the two systems of the EGR devices, the low-
また、上記実施例における連通路8は本発明のために必須の構成要素ではない。連通路8を備えない構成において、捕集装置10の詰まりを除去すべく捕集装置10の昇温を行う場合には、低圧EGR弁23を全閉するのではなく、通常運転時よりも閉じ側の開度に開弁するようにしても良い。これにより、捕集装置10から流出する高濃度の排気成分を含んだ低圧EGRガスが吸気通路19に流入することになるが、低圧EGR弁23の開度が通常運転時よりも絞られるので、コンプレッサ11やエンジン1に一気に高濃度の排気成分を含んだ低圧EGRガスが流入することを抑制でき、コンプレッサ11の動作不良やエンジン1の燃焼変動を抑制できる。
Further, the communication path 8 in the above embodiment is not an essential component for the present invention. When the temperature of the collecting
上記実施例においては、捕集装置10に流入する排気の温度を排気温度センサ25によって取得する例について説明したが、排気温度センサ25を設けず、エンジン1の運転条件に基づく推定によって捕集装置10に流入する排気の温度を取得するようにしても良い。また、エンジン1の冷却水温や吸気温度に基づく推定により捕集装置10に流入する排気の温度を取得するようにしても良い。
In the above embodiment, the example in which the temperature of the exhaust gas flowing into the
また、上記実施例においては、捕集装置10に詰まりを生じさせている排気成分として凝縮水、HC、煤を判別して、それぞれの排気成分を除去可能な必要最低限の温度をそれぞれ100℃、200℃、500℃として昇温の目標温度を設定する例について説明したが、これら以外の排気成分についても考慮して堆積物質の判別を行っても良いし、堆積物質の判別において凝縮水とHCとを判別しない、HCと煤とを判別しない、といいうように簡略化しても良いし、凝縮水、HC、煤を除去可能な温度であれば、本実施例において用いた温度(100℃、200℃、500℃)以外の温度を目標温度に設定しても良い。また、捕集装置10において例えば凝縮水とHCとが混合して堆積していることが推測される場合には、混合して堆積している排気成分のうち、除去するために必要な温度がより高い方の排気成分に応じて目標温度を設定するようにしても良い。
Moreover, in the said Example, condensed water, HC, and soot are discriminate | determined as an exhaust component which has produced the clogging of the
1 エンジン
2 インタークーラ
3 エアクリーナ
4 低圧EGRクーラ
6 排気絞り弁
7 エアフローメータ
8 連通路
9 ディーゼルスロットル弁
10 捕集装置
11 コンプレッサ
12 タービン
13 ターボチャージャ
14 高圧EGR弁
15 高圧EGR通路
16 排気温度センサ
17 吸気マニホールド
18 排気マニホールド
19 吸気通路
20 排気通路
21 DPF
22 吸気絞り弁
23 低圧EGR弁
24 低圧EGR通路
25 差圧センサ
26 ECU
27 アクセル開度センサ
28 回転速度センサ
29 燃料噴射弁
30 シリンダ
31 アクセルペダル
32 高圧EGR装置
33 低圧EGR装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
22
27
Claims (5)
前記EGR通路に設けられ、前記EGRガス中に含まれる異物を捕集する捕集装置と、
前記捕集装置に流入する排気の温度を取得する排気温度取得手段と、
前記捕集装置における煤の堆積量を取得する煤堆積量取得手段と、
前記捕集装置の上流側と下流側における圧力損失を取得する圧力損失取得手段と、
前記圧力損失取得手段により取得される圧力損失が所定の基準値を超えたことが検知された場合に、前記捕集装置を昇温することにより前記捕集装置に堆積した排気成分を除去する除去手段と、
前記除去手段が前記捕集装置を昇温する際の目標温度を、前記排気温度取得手段により取得される温度と、前記煤堆積量取得手段により取得される堆積量と、に応じて設定する設定手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関のEGRシステム。 An EGR passage that communicates an exhaust passage and an intake passage of the internal combustion engine, and causes a portion of the exhaust from the internal combustion engine to flow into the intake passage;
A collection device that is provided in the EGR passage and collects foreign substances contained in the EGR gas;
Exhaust temperature acquisition means for acquiring the temperature of the exhaust gas flowing into the collection device;
Soot accumulation amount acquisition means for acquiring the accumulation amount of soot in the collection device;
Pressure loss acquisition means for acquiring pressure loss on the upstream side and downstream side of the collection device;
Removal that removes exhaust components accumulated in the collecting device by raising the temperature of the collecting device when it is detected that the pressure loss obtained by the pressure loss obtaining means exceeds a predetermined reference value Means,
A setting for setting the target temperature when the removal means raises the temperature of the collection device according to the temperature acquired by the exhaust temperature acquisition means and the accumulation amount acquired by the soot accumulation amount acquisition means Means,
An EGR system for an internal combustion engine comprising:
前記EGR通路における前記捕集装置より下流側に設けられ、該EGR通路から前記吸気通路へ流入するEGRガスの量を調節するEGR弁と、
前記EGR弁の開度を制御する制御手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記除去手段による前記捕集装置の昇温が行われる場合には、前記除去手段による前記捕集装置の昇温が行われない場合と比較して、前記EGR弁をより閉じ側の開度で開弁することを特徴とする内燃機関のEGRシステム。 In claim 1,
An EGR valve that is provided on the downstream side of the collection device in the EGR passage and adjusts the amount of EGR gas flowing from the EGR passage to the intake passage;
Control means for controlling the opening of the EGR valve;
Further comprising
The control means closes the EGR valve more when the temperature of the collecting device is increased by the removing means than when the temperature of the collecting device is not increased by the removing means. An EGR system for an internal combustion engine that opens at a side opening.
前記EGR通路における前記捕集装置より下流側と前記排気通路とを連通する連通路と、
前記EGR通路における前記連通路の接続箇所より下流側に設けられ、該EGR通路から前記吸気通路へ流入するEGRガスの量を調節するEGR弁と、
前記EGR弁の開度を制御する制御手段と、
を更に備え、
前記制御手段は、前記除去手段による前記捕集装置の昇温が行われる場合には、前記EGR弁を閉弁することを特徴とする内燃機関のEGRシステム。 In claim 1,
A communication passage communicating the downstream side of the collection device in the EGR passage and the exhaust passage;
An EGR valve that is provided on the downstream side of the connection portion of the communication passage in the EGR passage, and adjusts the amount of EGR gas flowing from the EGR passage to the intake passage;
Control means for controlling the opening of the EGR valve;
Further comprising
The EGR system for an internal combustion engine, wherein the control means closes the EGR valve when the temperature of the collecting device is raised by the removing means.
前記除去手段により前記捕集装置の昇温が行われた直後において、前記圧力損失取得手段により取得される圧力損失が所定の第2基準値を超えていることが検知された場合に、前記内燃機関に異常が生じていると判定する機関異常判定手段を更に備えることを特徴とする内燃機関のEGRシステム。 In any one of Claims 1-3,
If it is detected that the pressure loss acquired by the pressure loss acquisition means exceeds a predetermined second reference value immediately after the temperature of the collection device is raised by the removal means, the internal combustion engine An EGR system for an internal combustion engine, further comprising engine abnormality determination means for determining that an abnormality has occurred in the engine.
前記圧力損失取得手段により取得される圧力損失が所定の第3基準値より小さいことが検知された場合に、前記捕集装置に異常が生じていると判定する捕集装置異常判定手段を更に備えることを特徴とする内燃機関のEGRシステム。 In any one of Claims 1-4,
When it is detected that the pressure loss acquired by the pressure loss acquisition unit is smaller than a predetermined third reference value, the apparatus further includes a collection device abnormality determination unit that determines that an abnormality has occurred in the collection device. An EGR system for an internal combustion engine.
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