JP2011001893A - Exhaust gas purification system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気流路に設置されて排ガス中の有害成分を除去する排気浄化装置の排気下流側から吸気側に排ガスを還流し、排ガスの還流量を還流量調整弁で調整する排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system in which exhaust gas is recirculated from an exhaust downstream side to an intake side of an exhaust purification device that is installed in an exhaust flow path to remove harmful components in the exhaust gas, and the recirculation amount of the exhaust gas is adjusted by a recirculation amount adjustment valve. About.
従来、内燃機関の排気側から吸気側に排ガスを還流させるEGR(Exhaust Gas Recirculation)により、内燃機関の気筒内において燃焼を抑制し、NOxの排出量を低減することが知られている。排気側と吸気側とを接続する還流流路を通って排気側から吸気側に還流される排ガス(EGRガスとも言う。)はEGRクーラで冷却されるとともに、EGR弁により流量を調整される(例えば、特許文献1参照)。EGRクーラでEGRガスの温度を低下することにより、気筒内における燃焼温度が低下して燃焼がさらに抑制されるとともに、同じEGRガス量であれば、より多くの質量の排ガスを還流させることができる。 Conventionally, it has been known that exhaust gas recirculation (EGR) that recirculates exhaust gas from an exhaust side to an intake side of an internal combustion engine suppresses combustion in a cylinder of the internal combustion engine and reduces NOx emission. Exhaust gas (also referred to as EGR gas) recirculated from the exhaust side to the intake side through the recirculation flow path connecting the exhaust side and the intake side is cooled by the EGR cooler and the flow rate is adjusted by the EGR valve ( For example, see Patent Document 1). By reducing the temperature of the EGR gas with the EGR cooler, the combustion temperature in the cylinder is lowered and combustion is further suppressed, and more exhaust gas with a larger mass can be recirculated with the same amount of EGR gas. .
ところで、特許文献1では、排気浄化装置が除去している有害成分を浄化するためにポスト噴射等により排気流路に未燃成分を添加し、未燃成分が酸化触媒等で酸化反応するときの熱を有害成分の浄化に利用している。 By the way, in Patent Document 1, in order to purify harmful components removed by the exhaust purification device, unburned components are added to the exhaust passage by post injection or the like, and the unburned components undergo an oxidation reaction with an oxidation catalyst or the like. Heat is used to clean up harmful components.
この場合、排気浄化装置の排気上流側から吸気側にEGRガスを還流させる構成では、EGR弁またはEGRクーラ等の還流流路に設置される装置が排気流路に添加された未燃成分により濡れ、EGRガス中のパティキュレートが付着しやすくなる。例えばパティキュレートがEGR弁の弁部に付着すると、弁部が固着したり、弁部に付着したパティキュレートにより全閉時に隙間ができEGRガスが弁部から漏れる恐れがある。また、EGRクーラ内にパティキュレートが付着すると、EGRクーラの冷却効率が低下する。 In this case, in the configuration in which the EGR gas is recirculated from the exhaust upstream side of the exhaust purification device to the intake side, the device installed in the recirculation flow path such as the EGR valve or the EGR cooler is wetted by the unburned components added to the exhaust flow path. , It becomes easy for the particulates in the EGR gas to adhere. For example, if particulates adhere to the valve portion of the EGR valve, the valve portion may stick, or there may be a gap when fully closed due to the particulate adhering to the valve portion, and EGR gas may leak from the valve portion. Moreover, if particulates adhere in the EGR cooler, the cooling efficiency of the EGR cooler decreases.
この問題に対し特許文献1では、排気流路に未燃成分を添加して排気浄化装置を再生する場合には、EGR弁を閉弁し還流流路にEGRガスが流れないようにしている。
しかしながら、EGR弁を閉弁するとEGRガスを吸気側に還流できないので、排気浄化装置の再生中にNOx排出量を低減できないという問題が生じる。
With respect to this problem, in Patent Document 1, when an unburned component is added to the exhaust flow path to regenerate the exhaust purification device, the EGR valve is closed so that EGR gas does not flow through the recirculation flow path.
However, since the EGR gas cannot be recirculated to the intake side when the EGR valve is closed, there arises a problem that the NOx emission amount cannot be reduced during regeneration of the exhaust purification device.
そこで、排気浄化装置の排気上流側ではなく排気下流側から吸気側にEGRガスを還流させることが考えられる。この構成では、排気浄化装置の再生のために未燃成分が添加されても、排気浄化装置の排気上流側または排気浄化装置自体に担持されている酸化触媒により未燃成分が酸化反応するので、排気浄化装置の排気下流側には未燃成分が流出しない。 Therefore, it is conceivable to recirculate the EGR gas not from the exhaust upstream side of the exhaust purification device but from the exhaust downstream side to the intake side. In this configuration, even if unburned components are added for regeneration of the exhaust purification device, the unburned components undergo an oxidation reaction by the oxidation catalyst carried on the exhaust upstream side of the exhaust purification device or on the exhaust purification device itself. Unburned components do not flow out to the exhaust downstream side of the exhaust purification device.
これにより、排気浄化装置の再生中に排気浄化装置の排気下流側から還流流路を通って吸気側にEGRガスを還流させても、EGR弁およびEGRクーラが未燃成分に濡れることを防止できる。そして、排気浄化装置の再生中に吸気側にEGRガスを還流できるので、NOxの排出量を低減できる。 This prevents the EGR valve and the EGR cooler from getting wet with unburned components even when the EGR gas is recirculated from the exhaust downstream side of the exhaust purification device through the recirculation flow path to the intake side during regeneration of the exhaust purification device. . Since the EGR gas can be recirculated to the intake side during regeneration of the exhaust purification device, the NOx emission amount can be reduced.
しかしながら、排気浄化装置の排気下流側から吸気側にEGRガスを還流させる構成では、排気浄化装置の再生中に添加された未燃成分が酸化反応することにより、排気浄化装置の排気下流側の排気温度が上昇し、温度が上昇したEGRガスが還流流路を通過することになる。すると、EGR弁およびEGRクーラのように、還流流路に設置された装置が熱により損傷する恐れがある。 However, in the configuration in which the EGR gas is recirculated from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the intake side, the unburned component added during regeneration of the exhaust purification device undergoes an oxidation reaction, so that the exhaust gas on the exhaust downstream side of the exhaust purification device The temperature rises, and the EGR gas whose temperature has risen passes through the reflux channel. Then, there is a possibility that the devices installed in the reflux flow path such as the EGR valve and the EGR cooler may be damaged by heat.
排気浄化装置の排気下流側での排気温度の上昇は、未燃成分の酸化反応により生じる以外にも、排気浄化装置に捕集されたパティキュレートが燃焼する場合にも生じる。
還流流路に設置された装置が熱によって損傷することを防止するために、排気浄化装置の再生中にEGR弁を閉弁すると、前述したたように、排気浄化装置の再生中に発生するNOxを低減できないという問題がある。
The rise in the exhaust gas temperature at the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device occurs not only due to the oxidation reaction of unburned components, but also when the particulates collected in the exhaust gas purification device burn.
If the EGR valve is closed during regeneration of the exhaust purification device in order to prevent the device installed in the reflux flow path from being damaged by heat, as described above, NOx generated during regeneration of the exhaust purification device. There is a problem that cannot be reduced.
本発明は、上記問題を解決するためになされたものであり、排気浄化装置の再生中等において排気浄化装置の排気下流側の排気温度が上昇する場合に、還流流路に設置された装置が損傷することなく排気浄化装置の排気下流側から吸気側に還流流路を通って排ガスを還流できる排気浄化システムを提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above problem, and when the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the exhaust gas purification device rises during regeneration of the exhaust gas purification device, the device installed in the recirculation flow path is damaged. It is an object of the present invention to provide an exhaust purification system that can recirculate exhaust gas through a recirculation flow path from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the intake side without performing the above.
請求項1から18に記載の発明によると、還流流路は排気浄化装置の排気下流側の排ガスを吸気側に還流し、還流量調整弁は還流流路に設置され排気側から吸気側に還流される排ガスの還流量を調整する。 According to the invention described in claims 1 to 18, the recirculation flow path recirculates the exhaust gas downstream of the exhaust purification device to the intake side, and the recirculation amount adjustment valve is installed in the recirculation flow path to recirculate from the exhaust side to the intake side. The amount of exhaust gas recirculated is adjusted.
これにより、排気浄化装置を再生するために未燃成分を排気流路に添加しても、未燃成分が酸化反応等により消費されるので、排気浄化装置の排気下流側に未燃成分は排出されない。その結果、排気浄化装置の再生中に還流量調整弁を開弁して還流流路を排ガスが流れても、還流量調整弁を含み還流流路に設置された装置が未燃成分に濡れることを防止できる。 As a result, even if unburned components are added to the exhaust flow path in order to regenerate the exhaust purification device, the unburned components are consumed by the oxidation reaction, etc., so the unburned components are discharged to the exhaust downstream side of the exhaust purification device. Not. As a result, even if the exhaust gas flows through the recirculation channel by opening the recirculation amount adjustment valve during regeneration of the exhaust purification device, the device installed in the recirculation channel including the recirculation amount adjustment valve gets wet with unburned components. Can be prevented.
さらに、請求項1から18に記載の発明によると、還流温度検出手段は、還流流路を通り排気側から吸気側に還流される排ガスの還流温度を検出し、還流量制御手段は、還流温度検出手段が検出する還流温度に基づいて還流量調整弁を制御し還流量を調整する。 Further, according to the invention described in claims 1 to 18, the recirculation temperature detecting means detects the recirculation temperature of the exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side through the recirculation flow path, and the recirculation amount control means comprises the recirculation temperature control means. Based on the reflux temperature detected by the detection means, the reflux amount adjustment valve is controlled to adjust the reflux amount.
これにより、例えば排気浄化装置の再生のために添加された未燃成分が酸化反応することにより排気温度が上昇する場合に、還流流路を流れる排ガスの還流温度に基づいて排ガスの還流量を調整するので、還流量調整弁を含み還流流路に設置された装置が高温で多量の排ガスに晒されることを防止できる。 Thus, for example, when the exhaust gas temperature rises due to an oxidation reaction of unburned components added for the regeneration of the exhaust gas purification device, the recirculation amount of the exhaust gas is adjusted based on the recirculation temperature of the exhaust gas flowing through the recirculation passage Therefore, it is possible to prevent the device installed in the reflux flow path including the reflux amount adjusting valve from being exposed to a large amount of exhaust gas at a high temperature.
その結果、排気浄化装置の再生中等において排気浄化装置の排気下流側の排気温度が上昇する場合にも、還流流路に設置された装置がEGRガスの熱により損傷することを防止しつつ、排気浄化装置の排気下流側から吸気側に排ガスを極力還流できる。 As a result, even when the exhaust gas temperature on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device rises, for example, during regeneration of the exhaust gas purification device, the device installed in the recirculation flow path is prevented from being damaged by the heat of the EGR gas. The exhaust gas can be recirculated as much as possible from the exhaust downstream side of the purification device to the intake side.
請求項2に記載の発明によると、還流量検出手段は還流流路を通り排気側から吸気側に還流される排ガスの還流量を検出し、還流量制御手段は、還流温度検出手段が検出する還流温度と還流量検出手段が検出する還流量とに基づいて還流量調整弁を制御し還流量を調整する。
According to the invention of
このように、EGRガスの温度に加え流量に基づいてEGRガスの還流量を調整するので、還流流路に設置された装置がEGRガスの熱エネルギーにより損傷することをより高精度に防止できる。 Thus, since the recirculation amount of the EGR gas is adjusted based on the flow rate in addition to the temperature of the EGR gas, it is possible to prevent the device installed in the recirculation flow path from being damaged by the thermal energy of the EGR gas with higher accuracy.
ところで、内燃機関の気筒容積と内燃機関の回転数との積により気筒に吸入されるガスの体積は算出できる。そして、気筒に吸入されるガスの体積とインテークマニホールドにおける吸気圧および吸気温度とに基づいて、気筒内に吸入されるガスの総モル数を気体の状態方程式から算出できる。気筒内に吸入されるガスの総モル数は、吸気量センサから検出された吸気量から算出されるモル数と、排気側から吸気側に還流されるEGRガスのモル数との和である。 By the way, the volume of gas sucked into the cylinder can be calculated by the product of the cylinder volume of the internal combustion engine and the rotational speed of the internal combustion engine. Then, based on the volume of gas sucked into the cylinder and the intake pressure and intake temperature in the intake manifold, the total number of moles of gas sucked into the cylinder can be calculated from the gas state equation. The total number of moles of gas sucked into the cylinder is the sum of the number of moles calculated from the intake air amount detected from the intake air amount sensor and the number of moles of EGR gas recirculated from the exhaust side to the intake side.
そこで、請求項3に記載の発明によると、還流量検出手段は、インテークマニホールドの吸気圧および吸気温度と、内燃機関の回転数と、吸気量とに基づいて還流量を推定し還流量として検出する。 Therefore, according to the third aspect of the invention, the recirculation amount detection means estimates the recirculation amount based on the intake pressure and intake temperature of the intake manifold, the rotational speed of the internal combustion engine, and the intake amount, and detects it as the recirculation amount. To do.
これにより、インテークマニホールドの吸気圧および吸気温度と内燃機関の回転数とに基づいて気筒内に吸入されるガスの総モル数を算出し、この総モル数に対して吸気量から算出されるモル数を減算すると、排ガスの還流量を推定できる。 Thus, the total number of moles of gas sucked into the cylinder is calculated based on the intake pressure and temperature of the intake manifold and the rotational speed of the internal combustion engine, and the mole calculated from the intake amount with respect to the total number of moles. By subtracting the number, the amount of exhaust gas recirculation can be estimated.
請求項4に記載の発明によると、還流量制御手段は、還流量検出手段が検出する還流量が多くなるにしたがい還流量調整弁を制御して還流量を低減する。
還流温度が同じであれば、還流量が多いほどEGRガスの熱エネルギーは大きくなるので、還流量検出手段が検出する還流量が多くなるにしたがい還流量を低減することにより、還流流路に設置された装置がEGRガスから受ける熱エネルギーは小さくなる。これにより、還流流路に設置された装置がEGRガスの熱エネルギーにより損傷することを防止できる。
According to the fourth aspect of the invention, the reflux amount control means controls the reflux amount adjustment valve to reduce the reflux amount as the reflux amount detected by the reflux amount detection means increases.
If the reflux temperature is the same, the greater the amount of reflux, the greater the thermal energy of the EGR gas. Therefore, as the amount of reflux detected by the reflux amount detection means increases, the amount of reflux is reduced so that it is installed in the reflux channel. The thermal energy received from the EGR gas is reduced. Thereby, it can prevent that the apparatus installed in the recirculation flow path is damaged by the thermal energy of EGR gas.
請求項5に記載の発明によると、還流温度検出手段は、排気浄化装置の排気下流側の排気温度に基づいて還流温度を検出する。
排気浄化装置の排気下流側にはEGRガスの温である還流温度が上昇する要因は通常存在しないので、排気浄化装置の排気下流側の排気温度に基づいて、還流温度を高精度に検出できる。
According to the fifth aspect of the present invention, the recirculation temperature detection means detects the recirculation temperature based on the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the exhaust gas purification device.
Since there is usually no factor that increases the reflux temperature, which is the temperature of the EGR gas, on the exhaust downstream side of the exhaust purification device, the reflux temperature can be detected with high accuracy based on the exhaust temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device.
請求項6に記載の発明によると、排気浄化装置として排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、還流温度検出手段は、排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、排気浄化装置の排気上流側の未燃成分濃度と、排気浄化装置の排気上流側の酸素濃度と、排気浄化装置に流入する排ガス量と、排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量とのうち、少なくとも排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、排気浄化装置の排気上流側の未燃成分濃度と、排気浄化装置に流入する排ガス量とに基づいて、排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定し、推定した排気温度に基づいて還流温度を検出する。 According to the sixth aspect of the present invention, the exhaust purification device includes a filter that collects particulates in the exhaust gas, and the recirculation temperature detection means includes the exhaust gas temperature upstream of the exhaust purification device and the exhaust gas of the exhaust purification device. At least exhaust gas purification among the unburned component concentration on the upstream side, the oxygen concentration on the upstream side of the exhaust purification device, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification device, and the amount of particulates collected by the exhaust purification device Estimate the exhaust gas temperature downstream of the exhaust gas purification device based on the exhaust gas temperature upstream of the device, the unburned component concentration upstream of the exhaust gas purification device, and the amount of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device. The recirculation temperature is detected based on the estimated exhaust gas temperature.
これにより、未燃成分濃度に基づいて未燃成分が酸化反応するときに生じる熱量を算出できる。そして、この熱量と、排気浄化装置に流入する排ガスの排気温度と、排気浄化装置に流入する排ガス量とに基づいて、排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定できる。そして、未燃成分の濃度が高いほど、排気浄化装置に流入する排ガスの排気温度が高いほど、排気浄化装置に流入する排ガス量が少ないほど、排気浄化装置の排気下流側の排気温度は高くなる。 Thereby, the amount of heat generated when the unburned component undergoes an oxidation reaction can be calculated based on the unburned component concentration. The exhaust gas temperature downstream of the exhaust gas purification apparatus can be estimated based on the amount of heat, the exhaust gas temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification apparatus, and the exhaust gas quantity flowing into the exhaust gas purification apparatus. The higher the concentration of unburned components, the higher the exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification device, and the lower the amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification device, the higher the exhaust temperature downstream of the exhaust purification device. .
尚、酸素濃度が低い場合には、未燃成分の一部が酸化反応しないこともあるので、未燃成分が酸化反応する場合に生じる熱量を、酸素濃度を考慮して推定してもよい。また、フィルタに捕集されているパティキュレートの量によっては、未燃成分の酸化反応により生じる熱量に加え、パティキュレートが燃焼するときに生じる熱量を考慮して排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定してもよい。 Note that when the oxygen concentration is low, some of the unburned components may not undergo an oxidation reaction, so the amount of heat generated when the unburned components undergo an oxidation reaction may be estimated in consideration of the oxygen concentration. Depending on the amount of particulates collected in the filter, the exhaust downstream side of the exhaust gas purifying device takes into account the amount of heat generated when the particulates burn in addition to the amount of heat generated by the oxidation reaction of unburned components. The temperature may be estimated.
ところで、排気浄化装置に捕集されているパティキュレートは、例えば気筒への燃料噴射量が増えて排気浄化装置に流入する排ガスの排気温度が上昇すると、未燃成分を添加しない場合にも燃焼することがある。パティキュレートが燃焼するときに生じる熱量は排気浄化装置に捕集されているパティキュレートの量に基づいて算出できる。 By the way, the particulates collected in the exhaust purification device are combusted even when no unburned components are added, for example, when the amount of fuel injection into the cylinder increases and the exhaust gas temperature flowing into the exhaust purification device rises. Sometimes. The amount of heat generated when the particulates burn can be calculated based on the amount of particulates collected in the exhaust purification device.
そして、パティキュレートが燃焼するときに生じる熱量と、排気浄化装置に流入する排ガスの排気温度と、排気浄化装置に流入する排ガス量とに基づいて、排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定できる。また、パティキュレート量が多いほど、排気浄化装置に流入する排ガスの排気温度が高いほど、排気浄化装置に流入する排ガス量が少ないほど、排気浄化装置の排気下流側の排気温度は高くなる。 Based on the amount of heat generated when the particulates burn, the exhaust gas temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device, and the exhaust gas amount flowing into the exhaust gas purification device, the exhaust gas temperature downstream of the exhaust gas purification device is estimated. it can. Further, the exhaust gas temperature at the exhaust downstream side of the exhaust purification device becomes higher as the particulate amount is larger, the exhaust temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification device is higher, and the exhaust gas amount flowing into the exhaust purification device is smaller.
そこで、請求項7に記載の発明によると、排気浄化装置として排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、還流温度検出手段は、排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、排気浄化装置の排気上流側の未燃成分濃度と、排気浄化装置の排気上流側の酸素濃度と、排気浄化装置に流入する排ガス量と、排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量とのうち、少なくとも排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、排気浄化装置に流入する排ガス量と、排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量とに基づいて、排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定し、推定した排気温度に基づいて還流温度を検出する。 Therefore, according to the seventh aspect of the present invention, the exhaust gas purification device includes a filter that collects particulates in the exhaust gas, and the recirculation temperature detection means includes the exhaust gas temperature upstream of the exhaust gas purification device, the exhaust gas purification device, and the exhaust gas purification device. Of the unburned component concentration upstream of the exhaust gas, the oxygen concentration upstream of the exhaust purification device, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification device, and the amount of particulates collected by the exhaust purification device Based on the exhaust temperature upstream of the exhaust purification device, the amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification device, and the amount of particulates collected by the exhaust purification device, the exhaust temperature downstream of the exhaust purification device is determined. The recirculation temperature is detected based on the estimated exhaust gas temperature.
尚、酸素濃度が低い場合には、排気浄化装置に捕集されているパティキュレートの一部が燃焼しないこともあるので、パティキュレートが燃焼する場合に生じる熱量を、酸素濃度をパラメータとして推定してもよい。また、未燃成分が添加される場合には、未燃成分の濃度をパラメータとして、未燃成分が酸化反応することにより生じる熱量を推定してもよい。 When the oxygen concentration is low, some of the particulates collected in the exhaust gas purification device may not burn, so the amount of heat generated when the particulates burn is estimated using the oxygen concentration as a parameter. May be. When an unburned component is added, the amount of heat generated by the oxidation reaction of the unburned component may be estimated using the concentration of the unburned component as a parameter.
請求項8に記載の発明によると、還流温度検出手段は、下流温度センサが検出する排気浄化装置の排気下流側の排気温度に基づいて還流温度を検出する。
これにより、排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定することなく、直接かつ高精度に排気浄化装置の排気下流側の排気温度を検出できる。
According to the eighth aspect of the present invention, the recirculation temperature detecting means detects the recirculation temperature based on the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device detected by the downstream temperature sensor.
As a result, the exhaust gas temperature downstream of the exhaust gas purification apparatus can be detected directly and with high accuracy without estimating the exhaust gas temperature downstream of the exhaust gas purification apparatus.
請求項9に記載の発明によると、還流量制御手段は、還流温度検出手段が検出する還流温度が高くなるにしたがい還流量調整弁を制御して還流量を低減する。
このように、還流温度が高くなるにしたがい還流量を低減するので、還流流路に設置された装置が熱による損傷を受けることを防止できる。
According to the ninth aspect of the invention, the recirculation amount control means controls the recirculation amount adjustment valve to reduce the recirculation amount as the recirculation temperature detected by the recirculation temperature detection means increases.
As described above, since the amount of reflux is reduced as the reflux temperature increases, it is possible to prevent the device installed in the reflux channel from being damaged by heat.
請求項10に記載の発明によると、還流流路に設置される排気冷却装置により、排気側から吸気側に還流される排ガスを冷却する。
これにより、気筒内における燃焼温度が低下して燃焼が抑制されるとともに、同じEGRガス量であれば、より多くの質量の排ガスを還流させることができる。その結果、気筒から排出されるNOx量を低減できる。
According to the invention described in
As a result, the combustion temperature in the cylinder is lowered and combustion is suppressed, and if the EGR gas amount is the same, a larger amount of exhaust gas can be recirculated. As a result, it is possible to reduce the amount of NOx discharged from the cylinder.
また、排気冷却装置は、EGRガスを冷却するために冷却フィン等を有しているので、熱による損傷を受け易い構造である。したがって、還流流路を流れる排ガスの還流温度に基づいて排ガスの還流量を調整して排気冷却装置が高温で多量の排ガスに晒されることを防止することが、排気冷却装置の損傷を防止する上で効果的である。 Moreover, since the exhaust cooling device has cooling fins or the like for cooling the EGR gas, the exhaust cooling device is easily damaged by heat. Therefore, adjusting the recirculation amount of the exhaust gas based on the recirculation temperature of the exhaust gas flowing through the recirculation flow path to prevent the exhaust cooling device from being exposed to a large amount of exhaust gas at a high temperature can prevent damage to the exhaust cooling device. It is effective.
請求項11に記載の発明によると、還流温度検出手段は、排気冷却装置の排気上流側の排気温度を還流温度として検出する。
これにより、排気冷却装置の排気上流側の排気温度に基づいて、排気冷却装置が熱により損傷しないように排ガスの還流量を調整できる。
According to the eleventh aspect of the present invention, the recirculation temperature detecting means detects the exhaust temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device as the recirculation temperature.
Accordingly, the exhaust gas recirculation amount can be adjusted based on the exhaust temperature upstream of the exhaust cooling device so that the exhaust cooling device is not damaged by heat.
ところで、排気浄化装置の排気下流側から排気冷却装置の排気上流側に排ガスが到達するまでに低下する排気温度の温度低下量は、排気浄化装置の排気下流側の排気温度と還流量とに応じて変化する。 By the way, the temperature decrease amount of the exhaust temperature that is decreased until the exhaust gas reaches the exhaust upstream side of the exhaust cooling device from the exhaust downstream side of the exhaust purification device depends on the exhaust temperature and the recirculation amount on the exhaust downstream side of the exhaust purification device. Change.
そこで、請求項12に記載の発明によると、還流温度検出手段は、排気浄化装置の排気下流側の排気温度と、還流量検出手段が検出する還流量とに基づいて排気冷却装置の排気上流側の排気温度を推定し還流温度として検出する。 Therefore, according to the twelfth aspect of the present invention, the recirculation temperature detection means is configured to detect the exhaust gas upstream side of the exhaust cooling device based on the exhaust gas temperature on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device and the recirculation amount detected by the recirculation amount detection means. The exhaust temperature is estimated and detected as the reflux temperature.
これにより、排気浄化装置の排気下流側から排気冷却装置の排気上流側に排ガスが到達するまでに低下する排気温度の温度低下量を、排気浄化装置の排気下流側の排気温度と還流量とに基づいて推定できる。 As a result, the temperature decrease amount of the exhaust temperature that is decreased until the exhaust gas reaches the exhaust upstream side of the exhaust cooling device from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the exhaust temperature and the recirculation amount on the exhaust downstream side of the exhaust purification device. Can be estimated.
ところで、排気浄化装置の排気下流側から排気冷却装置の排気上流側に排ガスが到達するまでに低下する排気温度の温度低下量は、排気浄化装置の排気下流側の排気温度が高いほど大きく、還流量が多いほど小さくなる。 By the way, the amount of temperature decrease of the exhaust gas temperature that is decreased until the exhaust gas reaches the exhaust gas upstream side of the exhaust gas cooling device from the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device becomes larger as the exhaust gas temperature on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device becomes higher. The smaller the flow rate, the smaller.
そこで、請求項13に記載の発明によると、排気浄化装置の排気下流側から排気冷却装置の排気上流側までの排気温度の温度低下量を推定する温度低下量推定手段は、還流量検出手段が検出する還流量が多くなるにしたがい温度低下量が小さくなるように推定し、排気浄化装置の排気下流側の排気温度が高くなるにしたがい温度低下量が大きくなるように推定する。そして、還流温度検出手段は、排気浄化装置の排気下流側の排気温度から温度低下量推定手段が推定する温度低下量を減算して排気冷却装置の排気上流側の排気温度を算出し還流温度として検出する。 Therefore, according to the invention described in claim 13, the temperature reduction amount estimation means for estimating the temperature reduction amount of the exhaust temperature from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the exhaust upstream side of the exhaust cooling device is the recirculation amount detection means. As the amount of recirculation detected increases, the temperature decrease amount is estimated to decrease, and as the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device increases, the temperature decrease amount is estimated to increase. The recirculation temperature detecting means subtracts the temperature decrease amount estimated by the temperature decrease amount estimating means from the exhaust gas downstream temperature of the exhaust gas purification device to calculate the exhaust gas upstream temperature of the exhaust air cooling device to obtain the recirculation temperature. To detect.
これにより、排気浄化装置の排気下流側の排気温度と還流量とに基づいて、排気冷却装置の排気上流側の排気温度を高精度に推定して検出できる。
請求項14に記載の発明によると、還流温度検出手段は、さらに排気浄化装置の排気下流側から排気冷却装置の排気上流側までの排気温度の時間遅れ特性に基づいて排気冷却装置の排気上流側の排気温度を還流温度として検出する。
As a result, the exhaust gas temperature on the exhaust gas upstream side of the exhaust gas cooling device can be estimated and detected with high accuracy based on the exhaust gas temperature and the recirculation amount on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device.
According to the fourteenth aspect of the present invention, the recirculation temperature detecting means further includes the exhaust upstream side of the exhaust cooling device based on the time delay characteristic of the exhaust temperature from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the exhaust upstream side of the exhaust cooling device. Is detected as the reflux temperature.
これにより、排気浄化装置から排気冷却装置までの還流流路の流路長または流路抵抗等を考慮して、排気浄化装置の排気下流側の排気温度から遅れて変化する排気冷却装置の排気上流側の温度を高精度に推定できる。 As a result, the exhaust upstream of the exhaust cooling device changes with a delay from the exhaust temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device in consideration of the flow path length or flow resistance of the return flow channel from the exhaust purification device to the exhaust cooling device. The side temperature can be estimated with high accuracy.
請求項15に記載の発明によると、還流温度検出手段は、排気冷却装置の排気上流側に設置されている上流温度センサが検出する排気冷却装置の排気上流側の排気温度を還流温度として検出する。 According to the invention described in claim 15, the recirculation temperature detecting means detects the exhaust gas temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device detected by the upstream temperature sensor installed on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device as the recirculation temperature. .
これにより、排気冷却装置の排気上流側の排気温度を推定することなく、直接かつ高精度に排気冷却装置の排気上流側の排気温度を検出できる。
請求項16に記載の発明によると、還流量制御手段は、還流温度検出手段が検出する還流温度が所定値以上の場合、還流量調整弁を制御して還流量を調整する。
As a result, the exhaust temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device can be detected directly and with high accuracy without estimating the exhaust temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device.
According to the sixteenth aspect of the present invention, when the reflux temperature detected by the reflux temperature detection means is equal to or higher than a predetermined value, the reflux amount control means controls the reflux quantity adjustment valve to adjust the reflux quantity.
これにより、還流温度が所定値以上の場合には還流量を調整し、還流温度が所定値より低い場合には、例えば還流量調整弁を全開にすることができる。その結果、還流量制御手段が還流量調整弁を制御する制御負荷を低減できる。 Thereby, when the reflux temperature is equal to or higher than a predetermined value, the reflux amount is adjusted. When the reflux temperature is lower than the predetermined value, for example, the reflux amount adjustment valve can be fully opened. As a result, it is possible to reduce the control load for the recirculation amount control means to control the recirculation amount adjustment valve.
請求項17に記載の発明によると、排気浄化装置として排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、フィルタ自体に酸化触媒が担持されているか、あるいはフィルタの排気上流側に設置された酸化触媒を備える。 According to the invention described in claim 17, the exhaust gas purifying device includes a filter that collects particulates in the exhaust gas, and the oxidation catalyst is supported on the filter itself or installed on the exhaust upstream side of the filter. Is provided.
このように、排気浄化装置としてパティキュレートを捕集するフィルタ自体に酸化触媒が担持されているか、あるいはフィルタの排気上流側に酸化触媒が設置されている構成では、排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量が増加し排気浄化装置の圧損が大きくなると、排気流路に未燃成分を添加する。 As described above, in the configuration in which the oxidation catalyst is supported on the filter itself that collects the particulates as the exhaust purification device or the oxidation catalyst is installed on the exhaust upstream side of the filter, the exhaust purification device collects the exhaust catalyst. When the amount of particulates increases and the pressure loss of the exhaust purification device increases, unburned components are added to the exhaust passage.
添加された未燃成分が酸化触媒により酸化反応して排気温度が上昇することにより、排気浄化装置が捕集しているパティキュレートが燃焼し、排気浄化装置が再生される。このように、排気浄化装置を再生するときに、排気浄化装置の排気下流側の温度が上昇する。 When the added unburned component is oxidized by the oxidation catalyst and the exhaust temperature rises, the particulates collected by the exhaust purification device are burned, and the exhaust purification device is regenerated. Thus, when the exhaust purification device is regenerated, the temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device rises.
したがって、未燃成分を添加して排気浄化装置が捕集しているパティキュレートを燃焼させる構成では、未燃成分が添加されるタイミングが分かるので、未燃成分が添加され排気温度が上昇するタイミングに合わせて還流流量を適切に調整できる。 Therefore, in the configuration in which the unburned component is added and the particulates collected by the exhaust purification device are burned, the timing at which the unburned component is added is known, so the timing at which the unburned component is added and the exhaust temperature rises The reflux flow rate can be adjusted appropriately according to
請求項18に記載の発明によると、排気浄化装置として排ガス中のNOx成分を除去するNOx触媒を備える。
NOx触媒は、通常、白金等の酸化触媒が担持されているので、未燃成分が添加されると、未燃成分が酸化触媒により酸化反応して排気温度が上昇する。そして、未燃成分が添加されるタイミングが分かるので、未燃成分が添加され排気温度が上昇するタイミングに合わせて還流流量を適切に調整できる。
According to the eighteenth aspect of the present invention, the exhaust gas purification apparatus includes the NOx catalyst that removes NOx components in the exhaust gas.
Since the NOx catalyst usually carries an oxidation catalyst such as platinum, when an unburned component is added, the unburned component is oxidized by the oxidation catalyst and the exhaust temperature rises. And since the timing which an unburned component is added is known, a recirculation flow rate can be adjusted appropriately according to the timing which an unburned component is added and exhaust temperature rises.
尚、本発明に備わる複数の手段の各機能は、構成自体で機能が特定されるハードウェア資源、プログラムにより機能が特定されるハードウェア資源、またはそれらの組み合わせにより実現される。また、これら複数の手段の各機能は、各々が物理的に互いに独立したハードウェア資源で実現されるものに限定されない。 The functions of the plurality of means provided in the present invention are realized by hardware resources whose functions are specified by the configuration itself, hardware resources whose functions are specified by a program, or a combination thereof. The functions of the plurality of means are not limited to those realized by hardware resources that are physically independent of each other.
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
[第1実施形態]
本発明の第1実施形態による排気浄化システムを図1に示す。
Hereinafter, the embodiments of the present invention will be described with reference to FIG.
[First Embodiment]
An exhaust purification system according to a first embodiment of the present invention is shown in FIG.
(排気浄化システム10)
第1実施形態の排気浄化システム10は、燃料噴射弁4から噴射された燃料がディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」とも言う。)2で燃焼し、エンジン2から排出される排ガスを浄化するシステムである。エンジン2は、例えば4気筒の内燃機関である。本実施形態では、高圧還流流路220および低圧還流流路230の2系統で排気側から吸気側に排ガスが還流する。
(Exhaust gas purification system 10)
The
吸気流路200に吸入された吸気はエアクリーナ12で異物を除去され、吸気量センサ14により吸気量を検出される。吸気量センサ14は、高圧還流流路220および低圧還流流路230が吸気流路200に接続する位置よりも吸気上流側に設置されている。つまり、吸気量センサ14が検出する吸気量は、EGRガスが排気側から吸気側に還流される前の吸気量である。
Foreign matter is removed from the intake air drawn into the
そして、ターボチャージャ30のコンプレッサ32で圧縮された吸気は、インタークーラ16で冷却される。コンプレッサ32は、排気流路210に設置されたタービン34によりシャフトを介して回転駆動される。
The intake air compressed by the
インタークーラ16で冷却された吸気は、スロットル弁18で流量を調整される。スロットル弁18は、軽負荷領域ではEGRガスをより多く入れるために絞られるが、高負荷領域では吸気量増大やポンピングロスの低減等のために、ほぼ全開状態に保持される。
The intake air cooled by the
スロットル弁18を通過した吸気は、インテークマニホールド20で分岐されてエンジン2の各気筒に吸入される。インテークマニホールド20には、吸気圧センサ22、吸気温センサ24がそれぞれ設置されている。
The intake air that has passed through the
吸気流路200と排気流路210とは高圧還流流路220および低圧還流流路230でそれぞれ接続されており、高圧還流流路220および低圧還流流路230を通り排気側から吸気側に排ガスが還流される。高圧還流流路220は、エンジン2とターボチャージャ30のタービン34との間の排気流路210と、インテークマニホールド20とを接続している。低圧還流流路230は、DPF(Diesel Particulate filter)50の排気下流側の排気流路210と、吸気量センサ14とターボチャージャ30のコンプレッサ32との間の吸気流路200とを接続している。
The
高圧還流流路220がインテークマニホールド20で吸気流路200に接続する位置はターボチャージャ30のコンプレッサ32の吸気下流側であるから、高圧還流流路220が吸気流路200に接続する位置の吸気圧は、低圧還流流路230がターボチャージャ30のコンプレッサ32の吸気上流側で吸気流路200に接続する位置よりも高い。
Since the position where the high pressure
高圧還流流路220には、高圧EGRクーラ40、高圧EGR弁42が排気側からこの順番で設置されている。高圧EGRクーラ40は、例えば、排気上流側から下流側に向けて延びる薄板が所定の間隔をおいて積層されている積層構造で形成されている。薄板と薄板との間には、冷却水が流れる層と、波状のフィンが設置されている層とが交互に形成されている。フィンが設置されている層は冷却流路を形成している。
A high pressure EGR cooler 40 and a high
高圧EGR弁42は、デューティ比または供給電力量により開度を制御される電磁弁である。高圧EGR弁42の開度が制御されることにより、高圧還流流路220を通り排気側から吸気側に還流される排ガスの還流量であるEGRガス量が調整される。
The high
DPF50は、ターボチャージャ30のタービン34の排気下流側に設置されている。DPF50は、多孔質のセラミックに白金等の酸化触媒が担持されたハニカム構造体で形成されている。DPF50のハニカム構造体の排気流れ方向に形成された流路の入口側および出口側は、互い違いに封止されている。排ガス中の有害成分であるパティキュレートは、入口側が封止されておらず出口側が封止されている流路から流入し、流路を形成するハニカム構造体の隔壁を通過する際に隔壁の細孔に捕集される。そして、排ガスは、入口側が封止されており出口側が封止されていない流路から流出する。
The
DPF50の排気上流側および下流側には、排気温センサ52、54がそれぞれ設置されている。また、差圧センサ56は、DPF50の排気入口と排気出口との間の差圧を検出する。DPF50が捕集しているパティキュレート量が増加すると、差圧センサ56が検出する差圧は大きくなる。したがって、差圧センサ56が検出する差圧に基づいて、DPF50が捕集しているパティキュレート量を推定できる。
低圧還流流路230には、低圧EGRクーラ60、低圧EGR弁62が排気側からこの順番で設置されている。低圧EGRクーラ60、低圧EGR弁62は、体格の違いはあるものの、それぞれ前述した高圧EGRクーラ40、高圧EGR弁42とほぼ同一の構成である。
A low pressure EGR cooler 60 and a low
低圧EGRクーラ60により、低圧還流流路230を通って排気側から吸気側に還流されるEGRガスが冷却される。また、低圧EGR弁62の開度が制御されることにより、低圧還流流路230を通り排気側から吸気側に還流される排ガスの還流量であるEGRガス量が調整される。
The low pressure EGR cooler 60 cools the EGR gas that is recirculated from the exhaust side to the intake side through the low pressure
ECU80は、図示しないCPU、RAM、ROM、フラッシュメモリ、通信インタフェース等を有するマイクロコンピュータにより主に構成されている。ECU80は、ECU80のROM、フラッシュメモリ等の記憶装置に記憶されている制御プログラムをCPUが実行することにより、エンジン運転状態を制御する。
The
ECU80は、吸気量センサ14、吸気圧センサ22、吸気温センサ24、排気温センサ52、54、差圧センサ56、エンジン回転数センサ70、アクセル開度センサ72、ならびにその他の各種センサの出力信号からエンジン運転状態を取得する。そして、ECU80は、取得したエンジン運転状態に基づき、燃料噴射弁4の噴射時期および噴射量を制御する。また、ECU80は、エンジン運転状態に基づいて、エンジンの主なトルクを発生するメイン噴射を含み、メイン噴射の前のパイロット噴射、メイン噴射の後のポスト噴射等の多段噴射を実施する。
The
パイロット噴射は、メイン噴射による着火の前に空気と微少量の燃料とを予め混合させておくために実施される。ポスト噴射は、微少量の燃料を噴射してDPF50が捕集しているパティキュレートを燃焼するために実施される。
The pilot injection is performed so that air and a small amount of fuel are mixed in advance before ignition by the main injection. The post-injection is performed to inject a minute amount of fuel and burn the particulates collected by the
また、ECU80は、高圧EGR弁42、低圧EGR弁62の開度を制御することにより、排気側から吸気側に還流するEGRガス量を調整する。
(EGR制御の切り替え)
次に、高圧還流流路220と低圧還流流路230との使用の切り替えについて説明する。前述したように、高圧還流流路220は、ターボチャージャ30のコンプレッサ32の下流側の吸気流路200であるインテークマニホールド20内に排気側からEGRガスを還流する。EGRガスは、排気側と吸気側との差圧により吸気側に吸入されるので、エンジン運転状態が高負荷状態であり、ターボチャージャ30の過給圧が高圧になっている場合には、高圧還流流路220を通って排気側から吸気側にEGRガスを還流することが困難なときがある。
Further, the
(Switching EGR control)
Next, switching between use of the high-
これに対し、低圧還流流路230は、ターボチャージャ30のコンプレッサ32の下流側よりも吸気圧の低いコンプレッサ32の上流側の吸気流路200に排気側からEGRガスを還流する。したがって、エンジン運転状態が高負荷状態であっても、低圧還流流路230を通って排気側から吸気側にEGRガスを還流できる。
On the other hand, the low pressure
そこで、高負荷運転状態の場合には、低圧EGR弁62を開弁し、低圧還流流路230を通って排気側から吸気側にEGRガスを還流させる。この場合、排気側から吸気側に還流するEGRガス量を高精度に調整するために、高圧EGR弁42は閉弁しておく。
Therefore, in a high load operation state, the low
ただし、エンジン運転状態が高負荷状態以外の場合には、高圧EGR弁42を開弁し、高圧還流流路220を通って排気側から吸気側にEGRガスを還流させる。この場合、排気側から吸気側に還流するEGRガス量を高精度に調整するために、低圧EGR弁62は閉弁しておく。
However, when the engine operating state is other than the high load state, the high
また、DPF50が捕集しているパティキュレートを燃焼させてDPF50を再生するためにポスト噴射を実行する場合、高圧EGR弁42が開弁しEGRガスが高圧還流流路220を流れると、ポスト噴射により排気流路210に添加された未燃成分が高圧EGRクーラ40および高圧EGR弁42に付着し、高圧EGRクーラ40および高圧EGR弁42が未燃成分により濡れる。
Further, when post injection is performed to regenerate the
すると、EGRガス中のパティキュレートが高圧EGRクーラ40の冷却フィンに付着して、高圧EGRクーラ40の冷却効率が低下する。また、EGRガス中のパティキュレートが高圧EGR弁42の弁部に付着すると、弁部が固着したり、パティキュレートが弁部に噛み込むことにより全閉時にEGRガスが弁部から漏れる恐れがある。
Then, the particulates in the EGR gas adhere to the cooling fins of the high pressure EGR cooler 40, and the cooling efficiency of the high pressure EGR cooler 40 decreases. Further, if particulates in the EGR gas adhere to the valve portion of the high-
そこで、DPF50の再生のためにポスト噴射が実行されている場合には、高圧EGR弁42を閉弁して高圧還流流路220にEGRガスが流れることを禁止する。そして、高圧EGR弁42に代えて低圧EGR弁62を開弁し、低圧還流流路230を通って排気側から吸気側にEGRガスを還流させる。
Therefore, when post injection is being performed for regeneration of the
ポスト噴射により排気流路210に添加された未燃成分は、DPF50に担持されている酸化触媒により酸化反応しDPF50の排気下流側には排出されない。そして、低圧還流流路230は、DPF50の排気下流側から吸気側にEGRガスを還流させるので、DPF50の再生中に低圧EGR弁62を開弁しても、低圧還流流路230を流れるEGRガスには未燃成分が含まれていない。したがって、DPF50の再生のために排気流路210に未燃成分が添加されても、低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62は未燃成分に濡れない。
The unburned components added to the
ところで、ポスト噴射により排気流路210に未燃成分が添加され、DPF50で未燃成分が酸化反応すると、反応熱によりDPF50の排気下流側の排気温度が上昇する。この場合、ポスト噴射量が適量であるか、DPF50に捕集されているパティキュレートが通常状態で燃焼する場合には、DPF50の排気下流側の排気温度は、図2の実線300に示すように許容範囲内に適正に昇温される。
By the way, when unburned components are added to the
これに対し、例えば、ポスト噴射量が多量の場合か、あるいはポスト噴射が実施されない場合にも排気温度の上昇によりDPF50に捕集されている多量のパティキュレートが急激に燃焼すると、DPF50の排気下流側の排気温度が、図2の点線310に示すように排気温度の上限値を超えて過度に上昇することがある。
On the other hand, for example, when a large amount of particulate matter collected in the
DPF50の排気下流側の排気温度が過度に上昇している場合に低圧EGR弁62を開弁していると、DPF50の排気下流側から低圧還流流路230に高温のEGRガスが流れる。これにより、低圧還流流路230に設置されている低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62等の装置が熱により損傷する恐れがある
(DPF50の排気下流側の排気温度検出)
そこで、本実施形態では、DPF50の排気下流側の排気温度をDPF50の排気下流側に設置された排気温センサ54で検出し、検出した排気温度を還流温度として低圧EGR弁62の開度を制御することにより低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整する。排気温センサ54でDPF50の排気下流側の排気温度を直接検出することにより、DPF50の排気下流側の排気温度を高精度に検出できる。
If the low-
Therefore, in this embodiment, the exhaust temperature on the exhaust downstream side of the
例えば、図3に示すように、DPF50の排気下流側の排気温度が高くなるほど、低圧EGR弁62の開度を小さくして低圧還流流路230を流れるEGRガス量の上限値を小さくし、EGRガス量を減少させる。一方、DPF50の排気下流側の排気温度が低くなるほど、低圧還流流路230を流れるEGRガス量の上限値を大きくし低圧EGR弁62の開度を大きくしてEGRガス量を増加させる。これにより、低圧還流流路230に設置されている低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62が熱により損傷することを防止できる。
For example, as shown in FIG. 3, as the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the
尚、排気温センサ54を使用せず、エンジン運転状態に基づいてDPF50の排気下流側の排気温度を推定して検出してもよい。例えば、DPF50の排気上流側の排気温度と、DPF50の排気上流側の未燃成分濃度と、DPF50に流入する排ガス量とに基づいて、DPF50で未燃成分が酸化反応することにより上昇する排気温度を推定できる。この推定温度をDPF50の排気下流側の排気温度として検出してもよい。
Instead of using the
DPF50の排気上流側の排気温度は、DPF50の排気上流側に設置された排気温センサ52の出力信号から検出される。DPF50の排気上流側の未燃成分濃度は、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてマップ等から算出される。DPF50に流入する排ガス量は、インテークマニホールド20における吸気圧と吸気温度とエンジン回転数とに基づいてエンジン2に吸入される吸気量を算出することにより求めることができる。
The exhaust temperature on the exhaust upstream side of the
このように、DPF50の排気上流側の排気温度と、DPF50の排気上流側の未燃成分濃度と、DPF50に流入する排ガス量とに基づいて、DPF50で未燃成分が酸化反応することにより上昇する排気温度を推定する場合に、DPF50の排気上流側の酸素濃度と、DPF50に捕集されているパティキュレート量を考慮すると、より高精度にDPF50の排気下流側の排気温度を推定できる。
As described above, based on the exhaust gas temperature upstream of the
DPF50の排気上流側の酸素濃度は、DPF50の排気上流側の未燃成分濃度と同様に、エンジン回転数とアクセル開度とに基づいてマップ等から算出できる。DPF50に捕集されているパティキュレート量は差圧センサ56の出力信号から検出できる。
The oxygen concentration on the exhaust upstream side of the
また、排気流路210に未燃成分が添加されずDPF50の再生中ではない場合にも、DPF50に捕集されているパティキュレートが排気温度の上昇により燃焼し、DPF50の排気下流側の温度が上昇することがある。この場合、DPF50の排気上流側の排気温度と、DPF50に捕集されているパティキュレー量と、DPF50に流入する排ガス量とに基づいて、DPF50で捕集されているパティキュレートが燃焼することにより上昇する排気温度を推定できる。この推定温度をDPF50の排気下流側の排気温度として検出してもよい。
Even when unburned components are not added to the
このように、DPF50の排気上流側の排気温度と、DPF50に捕集されているパティキュレー量と、DPF50に流入する排ガス量とに基づいて、DPF50で捕集されているパティキュレートが燃焼することにより上昇する排気温度を推定する場合に、DPF50の排気上流側の酸素濃度と、DPF50の排気上流側の未燃成分濃度とを考慮すると、より高精度にDPF50の排気下流側の排気温度を推定できる。
In this way, the particulates collected by the
(EGRガス量検出)
ところで、低圧還流流路230を流れる排ガスの還流量であるEGRガス量が多い場合には、低圧還流流路230を流れるEGRガスの熱エネルギーが大きくなる。したがって、DPF50の排気下流側の排気温度に加え、低圧還流流路230を流れるEGRガス量に基づいて低圧EGR弁62の開度を制御し、低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整することが望ましい。低圧EGR弁62の開度の制御には、低圧EGR弁62の開度を全閉することも含まれる。
(EGR gas amount detection)
By the way, when the amount of EGR gas that is the recirculation amount of the exhaust gas flowing through the low pressure
例えば、図3に示すように、低圧還流流路230を流れるEGRガス量(還流量検出値)が多くなるほど、低圧EGR弁62の開度を小さくして低圧還流流路230を流れるEGRガス量の上限値を小さくし、EGRガス量を減少させる。一方、低圧還流流路230を流れるEGRガス量が少なくなるほど、低圧EGR弁62の開度を大きくして低圧還流流路230を流れるEGRガス量の上限値を大きくし、EGRガス量を増加させる。
For example, as shown in FIG. 3, as the amount of EGR gas flowing through the low-pressure recirculation flow path 230 (recirculation amount detection value) increases, the amount of EGR gas flowing through the low-pressure
ここで、エンジン2に吸入される吸気量は、吸気量センサ14で検出される吸気量と、吸気量センサ14の下流側に還流されるEGRガス量との和である。したがって、低圧還流流路230を流れる排ガスの還流量であるEGRガス量は、エンジン2に吸入される吸気量から、吸気量センサ14で検出される吸気量を減算して求めることができる。
Here, the intake air amount sucked into the
エンジン2に吸入される吸気量は、インテークマニホールド20における吸気圧と吸気温度とエンジン回転数とに基づいて算出できる。インテークマニホールド20における圧力および温度は、インテークマニホールド20に設置された吸気圧センサ22、吸気温センサ24の出力信号からそれぞれ検出できる。
The intake air amount sucked into the
(低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度検出)
尚、低圧還流流路230に設置されている低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62が熱により損傷することを防止する場合、DPF50の排気下流側ではなく、低圧EGRクーラ60に近い低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度に基づいて低圧EGR弁62の開度を制御し、低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整することが望ましい。
(Exhaust temperature detection upstream of low pressure EGR cooler 60)
In order to prevent the low pressure EGR cooler 60 and the low
低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度は、DPF50の排気下流側に設置された排気温センサ54の出力信号から検出するDPF50の排気下流側の排気温度、あるいは前述したようにエンジン運転状態から推定したDPF50の排気下流側の排気温度に基づいて推定できる。
The exhaust temperature on the exhaust upstream side of the low pressure EGR cooler 60 is determined based on the exhaust temperature on the exhaust downstream side of the
ただし、図4の(A)に示すように、DPF50から低圧EGRクーラ60にEGRガスが到達するまでに、配管長、流路抵抗等により排気温度に時間遅れがある。
さらに、DPF50から低圧EGRクーラ60にEGRガスが到達するまでに熱伝導等により排気温度は低下する。図4の(B)に示すように、排気温度の温度低下量は、DPF50の排気下流側の排気温度が高いほど大きく、還流量であるEGRガス量が多いほど小さい。
However, as shown in FIG. 4A, there is a time delay in the exhaust temperature due to the pipe length, flow path resistance, etc., until the EGR gas reaches the low pressure EGR cooler 60 from the
Further, the exhaust temperature decreases due to heat conduction or the like until the EGR gas reaches the low pressure EGR cooler 60 from the
そこで、このような時間遅れと排気温度の温度低下量とを考慮し、DPF50の排気下流側の排気温度と低圧還流流路230を流れるEGRガス量とから低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度を検出することが望ましい。低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度は、DPF50の排気下流側の排気温度と低圧還流流路230を流れるEGRガス量とから推定した温度低下量をDPF50の排気下流側の排気温度から減算することにより検出できる。
Therefore, considering such a time delay and the temperature decrease amount of the exhaust temperature, the exhaust gas upstream of the low pressure EGR cooler 60 is determined from the exhaust gas temperature downstream of the
ECU80は、ROMまたはフラッシュメモリ等に記憶された制御プログラムを実行することにより、前述したように高圧EGR弁42および低圧EGR弁62の開閉を切り替え、高圧還流流路220と低圧還流流路230との使用を切り替える。そして、低圧還流流路230を使用する場合には、DPF50の排気下流側の排気温度とEGRガス量とに基づいて、低圧EGR弁62の開度を制御して低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整する。
The
(EGRガス量制御)
次に、低圧還流流路230を流れるEGRガス量の制御について、図5および図6に示すフローチャートに基づいて説明する。図5のEGRガス量制御ルーチン1、図6に示すEGRガス量制御ルーチン2は常時実行される。図5および図6において「S」はステップを表している。ECU80は、EGRガス量制御ルーチンとして、図5または図6のいずれのルーチンを実行してもよい。
(EGR gas amount control)
Next, control of the amount of EGR gas flowing through the low-
(EGRガス量制御ルーチン1)
図5のS400においてECU80は、前述したように、エンジン2に吸入される吸気量から吸気量センサ14により検出されるEGRガスが吸気側に還流される前の吸気量を減算することにより、低圧還流流路230から吸気流路200に還流されるEGRガス量を還流量として検出する。
(EGR gas amount control routine 1)
In S400 of FIG. 5, as described above, the
S402においてECU80は、前述したように、EGRガスの温度に関する時間遅れおよび温度低下量に基づいて、DPF50の排気下流側の排気温度と低圧還流流路230を流れるEGRガス量とから、低圧EGRクーラ60の排気上流側の温度を還流温度として検出する。
In S402, as described above, the
そして、S404においてECU80は、図3の特性図に基づき、S400において検出した還流量とS402で検出した還流温度とから低圧EGR弁62の開度を制御し、還流量の上限値を調整する。これにより、低圧還流流路230に設置された装置として、低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62が、EGRガスの熱エネルギーにより損傷することを防止する。
In S404, the
(EGRガス量制御ルーチン2)
図6のS410、S412、S416は図5のS400、S402、S404と実質的に同一処理を実行するので、説明を省略する。
(EGR gas amount control routine 2)
S410, S412, and S416 in FIG. 6 perform substantially the same processing as S400, S402, and S404 in FIG.
S414においてECU80は、S412において検出した還流温度が所定値以上であるか否かを判定する。還流温度が所定値以上であれば(S414:Yes)、S416においてECU80は、還流量および還流温度から低圧EGR弁62の開度を制御し、還流量の上限値を調整する。
In S414, the
還流温度が所定値より低い場合(S414:No)、ECU80は、現在の還流温度では低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62の熱による損傷は生じないと判断し、低圧EGR弁62の開度を制御せず、低圧EGR弁62の開度を現在のままか、全開にしてS410に処理を戻す。
If the recirculation temperature is lower than the predetermined value (S414: No), the
EGRガス量制御ルーチン2では、還流温度が所定値より低い場合に低圧EGR弁62の開度を制御しないので、ECU80の処理負荷を低減できる。
第1実施形態において、エンジン2は本発明の内燃機関に相当し、DPF50は本発明の排気浄化装置およびフィルタに相当し、低圧EGRクーラ60は本発明の排気冷却装置に相当し、低圧EGR弁62は本発明の還流量調整弁に相当し、吸気圧センサ22と吸気温センサ24とエンジン回転数センサ70と吸気量センサ14とは本発明の還流量検出手段に相当し、排気温センサ54は本発明の還流温度検出手段および下流温度センサに相当し、低圧還流流路230は本発明の還流流路に相当する。
In the EGR gas
In the first embodiment, the
また、排気温センサ54を使用せずにエンジン運転状態に基づいてDPF50の排気下流側の排気温度を推定して検出する場合には、DPF50の排気上流側の排気温度と未燃成分濃度と酸素濃度と、DPF50に流入する排ガス量と、DPF50に捕集されているパティキュレート量とを検出するための、排気温センサ52、エンジン回転数センサ70、アクセル開度センサ72、吸気圧センサ22、吸気温センサ24および差圧センサ56が還流温度検出手段に相当する。
Further, when the exhaust temperature on the exhaust downstream side of the
そして、ECU80は、上記各種センサの出力信号に基づいて、還流温度検出手段、還流量検出手段、還流量制御手段および温度低下量推定手段として機能する。
また、図5のS400および図6のS410は還流量検出手段が実行する機能に相当し、図5のS402および図6のS412は還流温度検出手段および温度低下量推定手段が実行する機能に相当し、図5のS404および図6のS414、S416は還流量制御手段が実行する機能に相当する。
The
Further, S400 in FIG. 5 and S410 in FIG. 6 correspond to the functions executed by the reflux amount detecting means, and S402 in FIG. 5 and S412 in FIG. 6 correspond to the functions executed by the reflux temperature detecting means and the temperature decrease amount estimating means. 5 and S414 and S416 in FIG. 6 correspond to the function executed by the reflux amount control means.
[第2、第3、第4、第5実施形態]
本発明の第2、第3、第4、第5実施形態を図7〜図10にそれぞれ示す。第1実施形態と実質的に同一構成部分に同一符号を付す。
Second, third, fourth, fifth Embodiment]
Second, third, fourth, and fifth embodiments of the present invention are shown in FIGS. Components that are substantially the same as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals.
図7に示す第2実施形態の排気浄化システム100では、低圧EGR弁62が低圧EGRクーラ60の排気上流側に設置されている。この構成では、低圧EGRクーラ60に冷却される前のEGRガスに低圧EGR弁62が直接晒されるので、低圧EGR弁62の熱による損傷を防止するために、低圧EGR弁62の肉厚を増加する等により低圧EGR弁62の耐熱性を高める必要がある。すると、低圧EGR弁62が大型化し、結果として低圧EGR弁62の流路面積を大きくすることができるので、低圧還流流路230を流れるEGRガス量を増加できる。
In the
図8に示す第3実施形態の排気浄化システム110では、高圧還流流路220を設けず、低圧還流流路230だけを設けている。つまり、排気側から吸気側には、低圧還流流路230だけからEGRガスが還流される。
In the
また、第3実施形態では、低圧EGRクーラ60の排気上流側に排気温センサ64を設置している。これにより、DPF50の排気下流側の排気温度と低圧還流流路230を流れるEGRガス量とから低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度を推定するのではなく、低圧EGRクーラ60の排気上流側の排気温度を排気温センサ64の出力信号に基づいて直接かつ高精度に検出できる。
In the third embodiment, the
第3実施形態において、排気温センサ64は本発明の上流温度センサおよび還流温度検出手段に相当する。
図9に示す第4実施形態の排気浄化システム120では、DPF50に代えて、吸蔵還元型のNOx触媒90が設置されている。NOx触媒90は、燃料リーン状態で排ガス中の有害成分としてNOxを吸蔵し、燃料リッチ状態で吸蔵したNOxを還元する装置である。
In the third embodiment, the
In the
この構成においても、NOx触媒90が吸蔵しているNOxを還元しNOx触媒を再生するために、ポスト噴射が実行される。ポスト噴射が実行され、排気流路210に未燃成分が添加されることにより、NOx触媒90に担持されている酸化触媒により未燃成分が酸化反応して熱が発生しNOx触媒90が活性化する。そして、吸蔵されているNOxが還元されるときにも熱が発生する。
Also in this configuration, post injection is performed to reduce the NOx stored in the
これにより、第1実施形態から第3実施形態と同様に、未燃成分を添加してNOx触媒90を再生するときに、NOx触媒90の下流側の排気温度が上昇する。したがって、ECU80は、NOx触媒90の下流側の排気温度と、低圧還流流路230を流れるEGRガス量とに基づいて、低圧EGR弁62の開度を制御しEGRガス量を調整する。
Accordingly, as in the first to third embodiments, when the unburned component is added and the
第4実施形態において、NOx触媒90は本発明の排気浄化装置に相当する。
図10に示す第5実施形態の排気浄化システム130では、第1実施形態の構成において、低圧還流流路230に低圧EGRクーラ60を設置せず、低圧EGR弁62だけを設置している。この構成においても、低圧EGR弁62が低圧還流流路230を流れるEGRガスの熱により損傷することを防止するために、DPF50の下流側の排気温度と低圧還流流路230を流れるEGRガス量とに基づいて低圧EGR弁62の開度を制御し、EGRガス量を調整する。
In the fourth embodiment, the
In the
以上説明した上記複数の実施形態では、DPF50またはNOx触媒90等の排気浄化装置の排気下流側の排ガスを、低圧還流流路230を通って吸気側に還流する排気浄化システムにおいて、低圧還流流路230を流れるEGRガス温度およびEGRガス量に基づいて低圧EGR弁62の開度を制御し、低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整している。
In the above-described plurality of embodiments, in the exhaust purification system that recirculates the exhaust gas on the exhaust downstream side of the exhaust purification device such as the
これにより、排気浄化装置を再生するために添加した未燃成分が酸化反応するときに生じる反応熱、あるいは未燃成分を添加していない状態で排気温度が上昇することによりDPF50に捕集されているパティキュレートが燃焼することにより生じる燃焼熱等によりEGRガス温度が上昇しても、低圧EGRクーラ60および低圧EGR弁62が熱により損傷することを防止できる。
As a result, the reaction heat generated when the unburned component added to regenerate the exhaust purification device undergoes an oxidation reaction, or the exhaust temperature rises in a state where the unburned component is not added is collected in the
[他の実施形態]
上記実施形態では、低圧還流流路230を流れるEGRガス温度およびEGRガス量の両方に基づいて低圧EGR弁62の開度を制御し、低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整した。これに対し、低圧還流流路230を流れるEGRガス温度だけに基づいて低圧EGR弁62の開度を制御し、低圧還流流路230を流れるEGRガス量を調整してもよい。
[Other Embodiments]
In the above embodiment, the opening degree of the low-
上記実施形態では、DPF50またはNOx触媒90の一方を排気浄化装置として排気流路210に設置した。これに対し、DPF50およびNOx触媒90の両方を排気流路210に設置してもよい。また、未燃成分を添加したときに排気温度を上昇させるために、DPF50またはNOx触媒90の排気上流側に酸化触媒を設置してもよい。
In the above embodiment, one of the
また、上記実施形態では、エンジン2に流入する吸気量からEGRガスが還流する前の吸気量を減算してEGRガス量を検出した。これに対し、EGRガス量を検出するために低圧還流流路230に流量センサを設置してもよい。
In the above embodiment, the EGR gas amount is detected by subtracting the intake air amount before the EGR gas recirculates from the intake air amount flowing into the
また、上記実施形態では、ディーゼルエンジンの排気浄化システムに本発明を適用した例について説明した。これに対し、排気浄化装置の排気下流側から吸気側に排ガスを還流し、排気浄化装置の再生等により排気浄化装置の排気下流側の温度が上昇するのであれば、ディーゼルエンジンに限らず、直噴式のガソリンエンジン等、どのような内燃機関用の排気浄化システムにも本発明を適用できる。 In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to an exhaust gas purification system for a diesel engine has been described. On the other hand, if the exhaust gas is recirculated from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the intake side and the temperature of the exhaust downstream side of the exhaust purification device rises due to regeneration of the exhaust purification device, etc. The present invention can be applied to any exhaust gas purification system for an internal combustion engine such as an injection gasoline engine.
また、ターボチャージャ30を搭載しない吸気システムに本発明の排気浄化システムを適用してもよい。
上記実施形態では、還流温度検出手段、還流量検出手段、還流量制御手段および温度低下量推定手段の機能の少なくとも一部を、制御プログラムにより機能が特定されるECU80により実現している。これに対し、ECU80が実行している機能の少なくとも一部を、回路構成自体で機能が特定されるハードウェアで実現してもよい。
Further, the exhaust purification system of the present invention may be applied to an intake system that does not include the
In the above embodiment, at least some of the functions of the reflux temperature detection means, the reflux amount detection means, the reflux amount control means, and the temperature decrease amount estimation means are realized by the
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。 As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof.
10、100、110、120、130:排気浄化システム、14:吸気量センサ(還流量検出手段)、22:吸気圧センサ(還流温度検出手段、還流量検出手段)、24:吸気温センサ(還流温度検出手段、還流量検出手段)、50:DPF(排気浄化装置)、52:排気温センサ(還流温度検出手段)、54:排気温センサ(下流温度センサ、還流温度検出手段)、60:低圧EGRクーラ(排気冷却装置)、62:低圧EGR弁(還流量調整弁)、64:排気温センサ(上流温度センサ、還流温度検出手段)、70:エンジン回転数センサ(還流温度検出手段、還流量検出手段)、72:アクセル開度センサ(還流温度検出手段)、80:ECU(還流温度検出手段、還流量検出手段、還流量制御手段、温度低下量推定手段)、90:NOx触媒(排気浄化装置)、200:吸気流路、210:排気流路、230:低圧還流流路(還流流路) 10, 100, 110, 120, 130: Exhaust gas purification system, 14: Intake amount sensor (recirculation amount detection means), 22: Intake pressure sensor (recirculation temperature detection means, recirculation amount detection means), 24: Intake air temperature sensor (recirculation) Temperature detection means, recirculation amount detection means), 50: DPF (exhaust gas purification device), 52: Exhaust temperature sensor (recirculation temperature detection means), 54: Exhaust temperature sensor (downstream temperature sensor, recirculation temperature detection means), 60: Low pressure EGR cooler (exhaust cooling device), 62: low pressure EGR valve (recirculation amount adjustment valve), 64: exhaust temperature sensor (upstream temperature sensor, recirculation temperature detection means), 70: engine speed sensor (recirculation temperature detection means, recirculation amount) Detection means), 72: accelerator opening sensor (reflux temperature detection means), 80: ECU (reflux temperature detection means, reflux amount detection means, reflux amount control means, temperature drop amount estimation means), 90: Ox catalyst (exhaust gas purification device), 200: intake passage, 210: exhaust path, 230: low-pressure return channel (return channel)
Claims (18)
前記排気浄化装置の排気下流側の排ガスを吸気側に還流する還流流路に設置され排気側から吸気側に還流される排ガスの還流量を調整する還流量調整弁と、
前記還流流路を通り排気側から吸気側に還流される排ガスの還流温度を検出する還流温度検出手段と、
前記還流温度検出手段が検出する前記還流温度に基づいて前記還流量調整弁を制御し前記還流量を調整する還流量制御手段と、
を備えることを特徴とする排気浄化システム。 An exhaust purification device that is installed in an exhaust passage of an internal combustion engine to remove harmful components in the exhaust gas;
A recirculation amount adjusting valve for adjusting a recirculation amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side, installed in a recirculation flow path for recirculating the exhaust gas on the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the intake side;
A recirculation temperature detecting means for detecting a recirculation temperature of the exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side through the recirculation flow path;
Recirculation amount control means for controlling the recirculation amount adjustment valve to adjust the recirculation amount based on the recirculation temperature detected by the recirculation temperature detection means;
Exhaust gas purification system, characterized in that it comprises a.
前記還流量制御手段は、前記還流温度検出手段が検出する前記還流温度と前記還流量検出手段が検出する前記還流量とに基づいて前記還流量調整弁を制御し前記還流量を調整する、
ことを特徴とする請求項1に記載の排気浄化システム。 A recirculation amount detecting means for detecting a recirculation amount of exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side through the recirculation flow path;
The recirculation amount control means controls the recirculation amount adjustment valve to adjust the recirculation amount based on the recirculation temperature detected by the recirculation temperature detection means and the recirculation amount detected by the recirculation amount detection means;
An exhaust purifying system according to claim 1, characterized in that.
前記還流温度検出手段は、前記排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、前記排気浄化装置の排気上流側の未燃成分濃度と、前記排気浄化装置の排気上流側の酸素濃度と、前記排気浄化装置に流入する排ガス量と、前記排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量とのうち、少なくとも前記排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、前記排気浄化装置の排気上流側の未燃成分濃度と、前記排気浄化装置に流入する排ガス量とに基づいて、前記排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定し、推定した排気温度に基づいて前記還流温度を検出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の排気浄化システム。 A filter for collecting particulates in the exhaust gas as the exhaust gas purification device;
The recirculation temperature detection means includes an exhaust gas temperature upstream of the exhaust gas purification device, an unburned component concentration upstream of the exhaust gas purification device, an oxygen concentration upstream of the exhaust gas purification device, and the exhaust gas. Of the amount of exhaust gas flowing into the purification device and the amount of particulates collected by the exhaust purification device, at least the exhaust gas temperature upstream of the exhaust purification device and the exhaust gas upstream of the exhaust purification device Based on the fuel component concentration and the amount of exhaust gas flowing into the exhaust purification device, the exhaust temperature downstream of the exhaust purification device is estimated, and the recirculation temperature is detected based on the estimated exhaust temperature.
The exhaust purification system according to claim 5.
前記還流温度検出手段は、前記排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、前記排気浄化装置の排気上流側の未燃成分濃度と、前記排気浄化装置の排気上流側の酸素濃度と、前記排気浄化装置に流入する排ガス量と、前記排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量とのうち、少なくとも前記排気浄化装置の排気上流側の排気温度と、前記排気浄化装置に流入する排ガス量と、前記排気浄化装置が捕集しているパティキュレート量とに基づいて、前記排気浄化装置の排気下流側の排気温度を推定し、推定した排気温度に基づいて前記還流温度を検出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の排気浄化システム。 A filter for collecting particulates in the exhaust gas as the exhaust gas purification device;
The recirculation temperature detection means includes an exhaust gas temperature upstream of the exhaust gas purification device, an unburned component concentration upstream of the exhaust gas purification device, an oxygen concentration upstream of the exhaust gas purification device, and the exhaust gas. Of the exhaust gas amount flowing into the purification device and the particulate amount collected by the exhaust purification device, at least the exhaust gas temperature upstream of the exhaust purification device and the exhaust gas amount flowing into the exhaust purification device , Estimating the exhaust temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device based on the particulate amount collected by the exhaust purification device, and detecting the recirculation temperature based on the estimated exhaust temperature,
An exhaust purifying system according to claim 5, characterized in that.
前記還流温度検出手段は、前記下流温度センサが検出する前記排気浄化装置の排気下流側の排気温度に基づいて前記還流温度を検出する、
ことを特徴とする請求項5に記載の排気浄化システム。 A downstream temperature sensor installed on the exhaust downstream side of the exhaust purification device;
The recirculation temperature detection means detects the recirculation temperature based on the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the exhaust gas purification device detected by the downstream temperature sensor.
An exhaust purifying system according to claim 5, characterized in that.
前記還流温度検出手段は、前記排気浄化装置の排気下流側の排気温度と、前記還流量検出手段が検出する前記還流量とに基づいて前記排気冷却装置の排気上流側の排気温度を推定し前記還流温度として検出する、
ことを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の排気浄化システム。 An exhaust cooling device that is installed in the return flow path and cools the exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side;
The recirculation temperature detection means estimates the exhaust gas temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device based on the exhaust gas temperature on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device and the recirculation amount detected by the recirculation amount detection means. Detect as reflux temperature,
The exhaust gas purification system according to any one of claims 2 to 4, wherein
前記温度低下量推定手段は、前記還流量検出手段が検出する前記還流量が多くなるにしたがい前記温度低下量が小さくなるように推定し、前記排気浄化装置の排気下流側の排気温度が高くなるにしたがい前記温度低下量が大きくなるように推定し、
前記還流温度検出手段は、前記排気浄化装置の排気下流側の排気温度から前記温度低下量を減算して前記排気冷却装置の排気上流側の排気温度を算出し前記還流温度として検出する、
ことを特徴とする請求項12に記載の排気浄化システム。 A temperature decrease amount estimating means for estimating a temperature decrease amount of the exhaust temperature from the exhaust downstream side of the exhaust purification device to the exhaust upstream side of the exhaust cooling device;
The temperature decrease amount estimation means estimates that the temperature decrease amount decreases as the recirculation amount detected by the recirculation amount detection means increases, and the exhaust gas temperature on the exhaust downstream side of the exhaust purification device increases. the estimated as temperature drop amount increases in accordance with,
The recirculation temperature detection means subtracts the temperature decrease amount from the exhaust gas temperature on the exhaust gas downstream side of the exhaust gas purification device, calculates the exhaust gas temperature on the exhaust gas upstream side of the exhaust cooling device, and detects it as the recirculation temperature.
An exhaust purifying system according to claim 12, characterized in that.
前記排気冷却装置の排気上流側に設置され、前記排気冷却装置の排気上流側の排気温度を検出する上流温度センサと、
を備え、
前記還流温度検出手段は、前記上流温度センサが検出する前記排気冷却装置の排気上流側の排気温度を前記還流温度として検出する、
ことを特徴とする請求項1から4のいずれか一項に記載の排気浄化システム。 An exhaust cooling device that is installed in the return flow path and cools the exhaust gas recirculated from the exhaust side to the intake side;
An upstream temperature sensor that is installed on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device and detects the exhaust temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device;
With
The recirculation temperature detection means detects the exhaust gas temperature on the exhaust upstream side of the exhaust cooling device detected by the upstream temperature sensor as the recirculation temperature.
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 4, wherein
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