JP2021143666A - Control device of internal combustion engine - Google Patents
Control device of internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2021143666A JP2021143666A JP2020044602A JP2020044602A JP2021143666A JP 2021143666 A JP2021143666 A JP 2021143666A JP 2020044602 A JP2020044602 A JP 2020044602A JP 2020044602 A JP2020044602 A JP 2020044602A JP 2021143666 A JP2021143666 A JP 2021143666A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- air
- fuel ratio
- exhaust
- cylinder
- filter
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
Description
本発明は内燃機関の制御装置に関する。 The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.
特許文献1には、従来の内燃機関として、排気中の未燃ガス(一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC))や窒素酸化物(NOx)を浄化する三元触媒と、排気中の粒子状物質(Particulate Matter;以下「PM」という。)を捕集するフィルタと、を排気通路に設けたものが開示されている。また特許文献1には、この従来の内燃機関を制御する制御装置として、機関本体からのNOx排出量が空燃比に応じて異なり、空燃比を理論空燃比からリーン限界(正常燃焼が可能なリーン側の空燃比の限界)に近づけるほどNOx排出量が減少する傾向にあることから、フィルタ再生時には、空燃比が、NOx排出量が所定量以下となる理論空燃比よりもリーン側の空燃比範囲(例えば19〜23)内に収まるように内燃機関を制御するように構成されたものが開示されている。 Patent Document 1 describes, as a conventional internal combustion engine, a three-way catalyst for purifying unburned gas (carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC)) and nitrogen oxides (NOx) in the exhaust gas, and a three-way catalyst in the exhaust gas. A filter for collecting particulate matter (Particulate Matter; hereinafter referred to as "PM") and a filter provided in the exhaust passage are disclosed. Further, in Patent Document 1, as a control device for controlling this conventional internal combustion engine, the amount of NOx emitted from the engine body differs depending on the air-fuel ratio, and the air-fuel ratio is changed from the stoichiometric air-fuel ratio to the lean limit (lean capable of normal combustion). Since the NOx emission tends to decrease as it approaches the limit of the air-fuel ratio on the side), the air-fuel ratio is in the air-fuel ratio range on the lean side of the theoretical air-fuel ratio at which the NOx emission is less than a predetermined amount during filter regeneration. Those configured to control the internal combustion engine so as to fit within (eg 19-23) are disclosed.
しかしながら、前述した従来の内燃機関の制御装置の場合、フィルタ再生時に機関本体からのNOx排出量が所定量以下になるように空燃比を制御しているものの、空燃比は理論空燃比よりもリーン側の空燃比とされている。そのため、三元触媒でのNOx浄化率が低下して三元触媒でNOxを十分に浄化することができずにNOxが外気に排出されることになり、フィルタ再生時の排気エミッションが悪化するという問題点があった。 However, in the case of the conventional internal combustion engine control device described above, the air-fuel ratio is leaner than the theoretical air-fuel ratio, although the air-fuel ratio is controlled so that the NOx emission from the engine body is equal to or less than a predetermined amount during filter regeneration. It is said to be the air-fuel ratio on the side. Therefore, the NOx purification rate of the three-way catalyst is lowered, and the NOx cannot be sufficiently purified by the three-way catalyst, and NOx is discharged to the outside air, which deteriorates the exhaust emission during filter regeneration. There was a problem.
本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、フィルタ再生時の排気エミッションの悪化を抑制することを目的とする。 The present invention has been made by paying attention to such a problem, and an object of the present invention is to suppress deterioration of exhaust emissions during filter regeneration.
上記課題を解決するために、本発明のある態様による内燃機関100は、少なくとも1つの気筒を有する第1気筒群、及び少なくとも1つの気筒を有する第2気筒群を備える機関本体と、第1気筒群で生じた排気が排出される第1排気通路と、第2気筒群で生じた排気が排出される第2排気通路と、第1排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第1フィルタと、第2排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第2フィルタと、第1排気通路及び第2排気通路の排気をそれぞれ合流させるために、第1フィルタ及び第2フィルタよりも排気流れ方向下流側で第1排気通路及び第2排気通路を集合させることによって形成される集合排気通路と、集合排気通路に設けられる三元触媒と、を備える。この内燃機関の制御装置は、第1フィルタ及び第2フィルタを再生するときは、三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように第1気筒群の気筒内で空気過剰率が1よりも大きい混合気を燃焼させると共に第2気筒群の気筒内で空気過剰率が1未満の混合気を燃焼させる制御と、三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように第1気筒群の気筒内で空気過剰率が1未満の混合気を燃焼させると共に第2気筒群の気筒内で空気過剰率が1よりも大きい混合気を燃焼させる制御と、を交互に実施するように構成される。
In order to solve the above problems, the
本発明のこの態様によれば、フィルタ再生時の排気エミッションの悪化を抑制することができる。 According to this aspect of the present invention, deterioration of exhaust emissions during filter regeneration can be suppressed.
以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, similar components are given the same reference numbers.
図1は、本発明の一実施形態による内燃機関100、及び内燃機関100を制御する電子制御ユニット200の概略構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an
本実施形態による内燃機関100は、火花点火式のガソリンエンジンであって、機関本体10と、排気装置20と、を備える。なお、内燃機関100の種類は特に限られるものではなく、予混合圧縮着火式のガソリンエンジンであってもよいし、ディーゼルエンジンであってもよい。
The
機関本体10は、それぞれ3つの気筒11を有する第1バンク10a及び第2バンク10bを備える。機関本体10は、各気筒11に設けられた燃料噴射弁12から噴射された燃料を各気筒11の内部で燃焼させることによって、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる。なお図1においては、図面の煩雑を防止するために、吸気装置や点火プラグ等の記載は省略している。また燃料の噴射方式も筒内直噴式に限られるものではなく、ポート噴射式であってもよい。また各バンク10a,10bには、それぞれ3つの気筒11が形成されているが、少なくとも1つの気筒11が形成されていればよい。
The
排気装置20は、各気筒11の内部で生じた排気(燃焼ガス)を浄化して外気に排出するための装置であって、第1排気通路21と、第2排気通路22と、集合排気通路23と、第1PM捕集装置30と、第2PM捕集装置40と、触媒装置50と、を備える。
The
第1排気通路21は、第1バンク10aに形成された各気筒11から排出される排気が流れる通路である。
The
第2排気通路22は、第2バンク10bに形成された各気筒11から排出される排気が流れる通路である。
The
集合排気通路23は、第1排気通路及び第2排気通路を集合させて1本にまとめた通路である。第1排気通路21及び第2排気通路22の排気は、それぞれ集合排気通路23において合流させられて、最終的に外気に排出される。
The
排気中には、未燃ガス(一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC))や窒素酸化物(NOx)、粒子状物質(PM;Particular Matter)などの有害物質が含まれている。そのため本実施形態では、これらの排気中の有害物質を取り除くための排気後処理装置として、前述した第1PM捕集装置30、第2PM捕集装置40、及び触媒装置50を備えている。
Exhaust gas contains harmful substances such as unburned gas (carbon monoxide (CO) and hydrocarbon (HC)), nitrogen oxides (NOx), and particulate matter (PM; Particular Matter). Therefore, in the present embodiment, the above-mentioned first PM collecting
第1PM捕集装置30は、第1排気通路21に設けられる。第1PM捕集装置30は、ケーシング31と、ケーシング31内に保持されたウォールフロー型のフィルタ32と、を備え、フィルタ32によって、内部に流入してきた排気中のPMを捕集する。ケーシング31には、フィルタ32の前後差圧を検出するための第1差圧センサ201が取り付けられる。
The first PM collecting
第2PM捕集装置40は、第2排気通路22に設けられる。第2PM捕集装置40は、第1PM捕集装置30と同様にケーシング41及びフィルタ42を備えており、フィルタ42によって、内部に流入してきた排気中のPMを捕集する。ケーシング41には、フィルタ42の前後差圧を検出するための第2差圧センサ202が取り付けられる。
The second
本実施形態では、第1差圧センサ201によって検出されたフィルタ32の前後差圧に基づいて、フィルタ32のPM堆積量の推定値(以下「第1推定PM堆積量」という。)Qpm1を算出し、第2差圧センサ202によって検出されたフィルタ42の前後差圧に基づいて、フィルタ42のPM堆積量の推定値(以下「第2推定PM堆積量」という。)Qpm2を算出している。しかしながら、PM堆積量の推定は、このような方法に限られるものではなく、例えば機関運転状態に応じて推定するなど、公知の種々の手法の中から適宜選択して推定すればよいものである。
In the present embodiment, the estimated value of the PM accumulation amount of the filter 32 (hereinafter referred to as “first estimated PM accumulation amount”) Qpm1 is calculated based on the front-rear differential pressure of the
なお、各PM捕集装置30、40は、内燃機関100がガソリンエンジンの場合には、GPF(Gasoline Particulate Filter)と称され、内燃機関100がディーゼルエンジンの場合には、DPF(Diesel Particulate Filter)と称されることがある。
The PM collecting
触媒装置50は、集合排気通路23に設けられる。触媒装置50は、ケーシング51と、ケーシング51内に保持されたコーディライト(セラミック)から成るハニカム型の担体に担持された三元触媒52と、を備え、三元触媒52によって、内部に流入してきた排気中の未燃ガス(CO及びHC)及びNOxを浄化する。
The
第1PM捕集装置30よりも排気流れ方向上流側の第1排気通路21には、第1バンク10aに形成された各気筒11から排出された排気の空燃比(以下「第1排気空燃比」という。)を検出するための第1空燃比センサ204が取り付けられる。また、第2PM捕集装置40よりも排気流れ方向上流側の第2排気通路22には、第2バンク10bに形成された各気筒11から排出された排気の空燃比(以下「第2排気空燃比」という。)を検出するための第2空燃比センサ205が取り付けられる。
In the
電子制御ユニット200は、双方向性バスによって相互に接続された中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)やランダムアクセスメモリ(RAM)などの各種メモリ、入力ポート、及び出力ポートを備えたマイクロコンピュータである。
The
電子制御ユニット200には、前述した第1差圧センサ201や第2差圧センサ202、第1空燃比センサ204、第2空燃比センサ205の他にも、機関本体10の負荷(機関負荷)に相当するアクセルペダル220の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ211、機関回転速度などを算出するための信号として機関本体10のクランクシャフト(図示せず)が例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ212などの各種センサからの出力信号が入力される。
In the
電子制御ユニット200は、入力された各種センサの出力信号等に基づいて、内燃機関100を制御する。
The
具体的には電子制御ユニット200は、通常は第1排気空燃比及び第2排気空燃比が目標空燃比となるように燃料噴射弁12の噴射量をフィードバック制御しつつ、機関出力トルクが機関負荷に応じた目標トルクとなるように燃料噴射弁12の噴射量を制御する。本実施形態では電子制御ユニット200は、基本的に目標空燃比を理論空燃比に設定し、機関出力トルクが機関負荷に応じた目標トルクとなるように、各気筒11内で空気過剰率λが1の混合気を燃焼させて内燃機関100を運転させている。
Specifically, in the
また、電子制御ユニット200は、各PM捕集装置30、40の各フィルタ32、42はPMを捕集し続けると目詰まりを起こすため、各フィルタ32、42が目詰まりを起こす前に各フィルタ32、42に捕集されたPMを燃焼除去して各フィルタ32、42を再生するフィルタ再生制御を実施する。
Further, in the
ここで、各バンク10a、10bの各気筒11内で空気過剰率λが1以下の混合気(ストイキ混合気又はリッチ混合気)を燃焼させているときは、各気筒11から排出された酸素を含まない排気が各PM捕集装置30、40に流入することになる。このように、酸素を含まない排気が各PM捕集装置30、40に流入しているときは、各PM捕集装置30、40内に酸素が存在しないため、各PM捕集装置30、40内でPMが酸素と反応して燃焼することはなく、各PM捕集装置30、40に流入した排気中のPMは各フィルタ32、42に捕集され続けることになる。
Here, when an air-fuel mixture (stoichi air-fuel mixture or rich air-fuel mixture) having an excess air ratio λ of 1 or less is being burned in each cylinder 11 of each
一方で、各バンク10a、10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させると、各気筒11から排出された酸素を含む排気が各PM捕集装置30、40に流入することになる。酸素を含む排気が各PM捕集装置30、40に流入しているときに、各フィルタ32、42の温度(以下「フィルタ温度」という。)が所定のPM燃焼温度(例えば500〜600[℃])以上になっていれば、各フィルタ32、42に堆積したPMは、各PM捕集装置30、40内で酸素と反応して燃焼し、各フィルタ32、42から除去される。
On the other hand, when an air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ larger than 1 is burned in each cylinder 11 of each
したがって、各フィルタ32、42を再生するには、目標空燃比を理論空燃比よりもリーンなリーン空燃比に設定し、各バンク10a、10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させる必要がある。
Therefore, in order to regenerate the
しかしながら、各バンク10a、10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させてしまうと、集合排気通路23に設けられた触媒装置50に流入する排気の空燃比がリーン空燃比となってしまう。
However, if the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ larger than 1 is burned in each cylinder 11 of each of the
ここで図2に示すように、触媒装置50内の三元触媒52は、排気空燃比が理論空燃比近傍の所定領域、すなわち浄化ウィンドウAの範囲内にあるときに、未燃ガス(HC、CO)及びNOxの浄化率が高くなる傾向にあり、排気空燃比がリーンになるほど、NOxの浄化率が低くなる傾向にある。そのため、各フィルタ32、42を再生するために、各バンク10a、10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させてしまうと、三元触媒52でのNOx浄化率が低下してNOxを十分に浄化することができずにNOxが外気に排出されることになり、フィルタ再生時の排気エミッションが悪化するおそれがある。
Here, as shown in FIG. 2, the three-
そこで本実施形態では、各フィルタ32、42を再生するときは、集合排気通路23に設けられた触媒装置50に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように、各バンク10a、10bのうちの一方のバンクの各気筒11内では空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させ、他方のバンクの各気筒11内では空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させる制御を交互に実施することとした。
Therefore, in the present embodiment, when the
これにより、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させているときは、第1捕集装置30のフィルタ32を再生することができる。
As a result, when the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ larger than 1 is burned in each cylinder 11 of the
またこのときは、第1排気通路21にはリーン空燃比の排気が排出され、一方で第2排気通路22にはリッチ空燃比の排気が排出されることになるので、集合排気通路23には、これらの排気が合流した理論空燃比の排気が流れることになる。すなわち、触媒装置50に理論空燃比の排気を流入させることができるので、触媒装置50内の三元触媒52で、未燃ガス(HC、CO)及びNOxを高い浄化率で浄化させることができる。
At this time, the lean air-fuel ratio exhaust is discharged to the
そして、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させ、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させている状態から、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させ、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させている状態に切り替えることで、次は第2捕集装置30のフィルタ42を再生することができる。
Then, the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ greater than 1 is burned in each cylinder 11 of the
そしてこのときも、集合排気通路23には、第1排気通路21及び第2排気通路22の排気が合流した理論空燃比の排気が流れることになるので、触媒装置50内の三元触媒52で、未燃ガス(HC、CO)及びNOxを高い浄化率で浄化させることができる。
At this time as well, the exhaust gas having a theoretical air-fuel ratio at which the exhaust gases of the
以下、図3を参照して、この本実施形態によるフィルタ再生制御について説明する。図3は、本実施形態によるフィルタ再生制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット200は、本ルーチンを機関運転中に所定の演算周期で繰り返し実行する。
Hereinafter, the filter regeneration control according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart illustrating filter regeneration control according to the present embodiment. The
ステップS1において、電子制御ユニット200は、予め実験等によって作成されたテーブル等を参照し、第1差圧センサ201によって検出されたフィルタ32の前後差圧に基づいて、第1推定PM堆積量Qpm1を算出し、第2差圧センサ202によって検出されたフィルタ42の前後差圧に基づいて、第2推定PM堆積量Qpm2を算出する。なお、各推定PM堆積量Qpm1、Qpm2は、基本的に各フィルタ32、42の前後差圧が大きくなるほど、多くなる傾向にある。
In step S1, the
ステップS2において、電子制御ユニット200は、第1推定PM堆積量Qpm1と第2推定PM堆積量Qpm2との合計値(以下「推定総PM堆積量」という。)Qpmが、所定の再生開始閾値Qthr1以上か否かを判定する。電子制御ユニット200は、推定総PM堆積量Qpmが再生開始閾値Qthr1以上であれば、各フィルタ32、42を再生させる必要があると判断してステップS3の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、推定総PM堆積量Qpmが再生開始閾値Qthr1未満であれば、各フィルタ32、42を再生させる必要はないと判断して今回の処理を終了する。
In step S2, in the
ステップS3において、電子制御ユニット200は、各フィルタ32、42の推定温度(以下「推定フィルタ温度」という。)Tfilを算出する。本実施形態では電子制御ユニット200は、機関運転中のフィルタ温度を推定するための各種の推定用パラメータの検出値を読み込み、推定パラメータの検出値に基づいて、推定フィルタ温度Tfilを算出する。機関運転中のフィルタ温度は、主に排気熱の影響を受けて変化するため、例えば機関回転速度や機関負荷、機関水温、吸気量などの、排気の熱エネルギ量に影響を与えるパラメータから一以上のパラメータを適宜選択して推定用パラメータとすることができる。なお推定フィルタ温度Tfilの算出は、このような方法に限られるものではなく、公知の種々の手法の中から適宜選択して推定すればよいものである。また本実施形態では、各フィルタ32、42の温度は同じと仮定している。
In step S3, the
ステップS4において、電子制御ユニット200は、推定フィルタ温度Tfilが、所定のPM燃焼温度(例えば500〜600[℃])Tthr以上か否かを判定する。電子制御ユニット200は、推定フィルタ温度TfilがPM燃焼温度Tthr以上であれば、各PM捕集装置30、40に酸素を含む排気を導入することで、各フィルタ32、42に堆積したPMを、各PM捕集装置30、40内で酸素と反応させて燃焼除去することができるため、ステップS5の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、推定フィルタ温度TfilがPM燃焼温度Tthr未満であれば、各PM捕集装置30、40に酸素を含む排気を導入してもPMを燃焼除去することができないので、今回の処理を終了する。
In step S4, the
ステップS5において、電子制御ユニット200は、第1排気空燃比の目標空燃比(以下「第1目標空燃比」という。)を所定のリーン空燃比(例えば15.6)に設定し、第2排気空燃比の目標空燃比(以下「第2目標空燃比」という。)を所定のリッチ空燃比(例えば13.6)に設定し、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させ、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させる。これにより、第1捕集装置30のフィルタ32を再生させる。
In step S5, the
ステップS6において、電子制御ユニット200は、第1目標空燃比をリーン空燃比に設定し、第2目標空燃比をリッチ空燃比に設定してからの経過時間te1が所定の切替時間treg以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット200は、経過時間tが切替時間treg以上であればステップS7の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、経過時間te1が切替時間treg未満であれば、所定の時間を空けた後、再度ステップS6の処理を実施する。
In step S6, the
ステップS7において、電子制御ユニット200は、第1目標空燃比をリッチ空燃比(例えば13.6)に設定し、第2目標空燃比をリーン空燃比(例えば15.6)に設定し、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させ、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させる。これにより、第2捕集装置40のフィルタ42を再生させる。
In step S7, the
ステップS8において、電子制御ユニット200は、第1目標空燃比をリッチ空燃比に設定し、第2目標空燃比をリーン空燃比に設定してからの経過時間te2が所定の切替時間treg以上になったか否かを判定する。電子制御ユニット200は、経過時間te2が切替時間treg以上であればステップS9の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、経過時間te2が切替時間treg未満であれば、所定の時間を空けた後、再度ステップS8の処理を実施する。
In step S8, the
ステップS9において、電子制御ユニット200は、ステップS1と同様にして、第1推定PM堆積量Qpm1、及び第2推定PM堆積量Qpm2を算出する。
In step S9, the
ステップS10において、電子制御ユニット200は、推定総PM堆積量Qpm(ステップS9で算出した第1推定PM堆積量Qpm1と第2推定PM堆積量Qpm2との合計値)が、所定の再生終了閾値Qthr2(<Qthr1)以下か否かを判定する。電子制御ユニット200は、推定総PM堆積量Qpmが再生開始閾値Qthr2以下であれば、フィルタ再生制御を終了するべくステップS11の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、推定総PM堆積量Qpmが再生開始閾値Qthr2よりも多ければで、ステップS5の処理に戻る。
In step S10, in the
ステップS11において、電子制御ユニット200は、第1目標空燃比及び第2目標空燃比をそれぞれ理論空燃比に戻し、フィルタ再生制御を終了させる。
In step S11, the
図4は、本実施形態によるフィルタ再生制御の動作について説明するタイムチャートである。 FIG. 4 is a time chart illustrating the operation of the filter reproduction control according to the present embodiment.
時刻t1で、推定総PM堆積量Qpmが再生開始閾値Qthr1以上と判定されると、フィルタ再生制御が開始される。具体的には、第1目標空燃比が所定のリーン空燃比に設定され、第2目標空燃比が所定のリッチ空燃比に設定される。なお理論空燃比と所定のリーン空燃比の差分値は、理論空燃比と所定のリッチ空燃比の差分値と略同一とされる。 When it is determined at time t1 that the estimated total PM accumulation amount Qpm is equal to or higher than the regeneration start threshold value Qthr1, the filter regeneration control is started. Specifically, the first target air-fuel ratio is set to a predetermined lean air-fuel ratio, and the second target air-fuel ratio is set to a predetermined rich air-fuel ratio. The difference value between the theoretical air-fuel ratio and the predetermined lean air-fuel ratio is substantially the same as the difference value between the theoretical air-fuel ratio and the predetermined rich air-fuel ratio.
これにより、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させて、第1捕集装置30に酸素を含む排気を導入することができるので、第1捕集装置30のフィルタ32を再生することができる。そのため、時刻t1以降は、フィルタ32のPM堆積量(図4のQpm1に相当)が減少している。
As a result, the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ larger than 1 can be burned in each cylinder 11 of the
また、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させているため、第1排気通路21には、相対的にNOx濃度の高い排気が排出される。集合排気通路23には、この排気が合流して流れていくので、触媒装置50の入口側のNOx濃度は高くなる。その一方で、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させているため、第2排気通路22には、相対的に未燃ガスを多く含む排気が排出される。集合排気通路23には、この排気も合流して流れていく。その結果、集合排気通路23には、これらの排気が合流した理論空燃比の排気が流れることになる。すなわち、触媒装置50に理論空燃比の排気を流入させることができるので、触媒装置50内の三元触媒52で、未燃ガス(HC、CO)及びNOxを高い浄化率で浄化させることができ、触媒装置50の出口側のNOx濃度をほぼゼロにすることができる。
Further, since the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ larger than 1 is burned in each cylinder 11 of the
時刻t1から所定の切替時間tregが経過した時刻t2になると、次は第1目標空燃比が所定のリッチ燃比に設定され、第2目標空燃比が所定のリーン空燃比に設定され、推定総PM堆積量Qpmが再生終了閾値Qthr2以下になるまで、この制御が交互に繰り返される。 When the predetermined switching time treg elapses from the time t1, the first target air-fuel ratio is set to the predetermined rich fuel ratio, the second target air-fuel ratio is set to the predetermined lean air-fuel ratio, and the estimated total PM is set. This control is alternately repeated until the accumulated amount Qpm becomes equal to or less than the regeneration end threshold Qthr2.
すなわち、時刻t2から所定の切替時間tregが経過した時刻t3になると、再び第1目標空燃比が所定のリーン空燃比に設定され、第2目標空燃比が所定のリッチ空燃比に設定される。時刻t3から所定の切替時間tregが経過した時刻t4になると、再び第1目標空燃比が所定のリッチ燃比に設定され、第2目標空燃比が所定のリーン空燃比に設定される。そして時刻t5で、推定総PM堆積量Qpmが再生終了閾値Qthr2以下なると、フィルタ再生制御が終了させられて、第1目標空燃比及び第2目標空燃比がそれぞれ理論空燃比に戻される。 That is, at the time t3 when the predetermined switching time treg elapses from the time t2, the first target air-fuel ratio is set to the predetermined lean air-fuel ratio again, and the second target air-fuel ratio is set to the predetermined rich air-fuel ratio. At the time t4 when the predetermined switching time treg elapses from the time t3, the first target air-fuel ratio is set to the predetermined rich fuel ratio again, and the second target air-fuel ratio is set to the predetermined lean air-fuel ratio. Then, at time t5, when the estimated total PM accumulation amount Qpm becomes equal to or less than the regeneration end threshold value Qthr2, the filter regeneration control is terminated, and the first target air-fuel ratio and the second target air-fuel ratio are returned to the theoretical air-fuel ratios, respectively.
以上説明した本実施形態による内燃機関100は、少なくとも1つの気筒11を有する第1バンク10a(第1気筒群)、及び少なくとも1つの気筒を有する第2バンク10b(第2気筒群)を備える機関本体10と、第1バンク10aで生じた排気が排出される第1排気通路21と、第2バンク10bで生じた排気が排出される第2排気通路22と、第1排気通路21に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第1PM捕集装置30(第1フィルタ)と、第2排気通路22に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第2PM捕集装置40(第2フィルタ)と、第1排気通路21及び第2排気通路22の排気をそれぞれ合流させるために、第1PM捕集装置30及び第2PM捕集装置40よりも排気流れ方向下流側で第1排気通路21及び第2排気通路22を集合させることによって形成される集合排気通路23と、集合排気通路23に設けられる三元触媒52と、を備える。
The
そして、この内燃機関を制御するための電子制御ユニット200(制御装置)は、第1PM捕集装置30及び第2PM捕集装置40を再生するときは、三元触媒52に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように第1バンク10aの気筒11内で空気過剰率が1よりも大きい混合気を燃焼させると共に第2バンク10bの気筒11内で空気過剰率が1未満の混合気を燃焼させる制御と、三元触媒52に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように第1バンク10aの気筒11内で空気過剰率が1未満の混合気を燃焼させると共に第2バンク10bの気筒11内で空気過剰率が1よりも大きい混合気を燃焼させる制御と、を交互に実施するように構成される。
Then, the electronic control unit 200 (control device) for controlling the internal combustion engine has an air-fuel ratio of the exhaust flowing into the three-
これにより、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させているときは、第1捕集装置30のフィルタ32を再生することができる。
As a result, when the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ larger than 1 is burned in each cylinder 11 of the
またこのときは、第1排気通路21にはリーン空燃比の排気が排出され、一方で第2排気通路22にはリッチ空燃比の排気が排出されることになるので、集合排気通路23には、これらの排気が合流した理論空燃比の排気が流れることになる。すなわち、触媒装置50に理論空燃比の排気を流入させることができるので、触媒装置50内の三元触媒52で、未燃ガス(HC、CO)及びNOxを高い浄化率で浄化させることができる。
At this time, the lean air-fuel ratio exhaust is discharged to the
そして、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させ、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させている状態から、第1バンク10aの各気筒11内で空気過剰率λが1未満の混合気(リッチ混合気)を燃焼させ、第2バンク10bの各気筒11内で空気過剰率λが1よりも大きい混合気(リーン混合気)を燃焼させている状態に切り替えることで、次は第2捕集装置30のフィルタ42を再生することができる。
Then, the air-fuel mixture (lean air-fuel mixture) having an excess air ratio λ greater than 1 is burned in each cylinder 11 of the
そしてこのときも、集合排気通路23には、第1排気通路21及び第2排気通路22の排気が合流した理論空燃比の排気が流れることになるので、触媒装置50内の三元触媒52で、未燃ガス(HC、CO)及びNOxを高い浄化率で浄化させることができる。
At this time as well, the exhaust gas having a theoretical air-fuel ratio at which the exhaust gases of the
したがって本実施形態によれば、フィルタ再生時の排気エミッションの悪化を抑制することができる。 Therefore, according to the present embodiment, it is possible to suppress deterioration of exhaust emissions during filter regeneration.
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the above embodiments are only a part of the application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configurations of the above embodiments. No.
10 機関本体
10a 第1バンク(第1気筒群)
10b 第2バンク(第2気筒群)
21 第1排気通路
22 第2排気通路
23 集合排気通路
30 第1PM捕集装置(第1フィルタ)
40 第2PM捕集装置(第2フィルタ)
52 三元触媒
100 内燃機関
200 電子制御ユニット(制御装置)
10
10b 2nd bank (2nd cylinder group)
21
40 2nd PM collector (2nd filter)
52 Three-
Claims (1)
前記第1気筒群で生じた排気が排出される第1排気通路と、
前記第2気筒群で生じた排気が排出される第2排気通路と、
前記第1排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第1フィルタと、
前記第2排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集する第2フィルタと、
前記第1排気通路及び前記第2排気通路の排気をそれぞれ合流させるために、前記第1フィルタ及び前記第2フィルタよりも排気流れ方向下流側で前記第1排気通路及び前記第2排気通路を集合させることによって形成される集合排気通路と、
前記集合排気通路に設けられる三元触媒と、
を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
前記第1フィルタ及び前記第2フィルタを再生するときは、前記三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように前記第1気筒群の前記気筒内で空気過剰率が1よりも大きい混合気を燃焼させると共に前記第2気筒群の前記気筒内で空気過剰率が1未満の混合気を燃焼させる制御と、前記三元触媒に流入する排気の空燃比が理論空燃比となるように前記第1気筒群の前記気筒内で空気過剰率が1未満の混合気を燃焼させると共に前記第2気筒群の前記気筒内で空気過剰率が1よりも大きい混合気を燃焼させる制御と、を交互に実施するように構成される、
内燃機関の制御装置。 An engine body including a first cylinder group having at least one cylinder and a second cylinder group having at least one cylinder,
The first exhaust passage through which the exhaust generated in the first cylinder group is discharged, and
A second exhaust passage through which the exhaust generated in the second cylinder group is discharged, and
A first filter provided in the first exhaust passage and collecting particulate matter in the exhaust,
A second filter provided in the second exhaust passage and collecting particulate matter in the exhaust,
In order to merge the exhausts of the first exhaust passage and the second exhaust passage, the first exhaust passage and the second exhaust passage are assembled on the downstream side in the exhaust flow direction from the first filter and the second filter. The collective exhaust passage formed by letting
The three-way catalyst provided in the collective exhaust passage and
An internal combustion engine control device for controlling an internal combustion engine.
When the first filter and the second filter are regenerated, the excess air ratio in the cylinders of the first cylinder group is set to 1 so that the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the three-way catalyst becomes the stoichiometric air-fuel ratio. The stoichiometric air-fuel ratio is the control of burning a large air-fuel mixture and burning the air-fuel mixture having an excess air ratio of less than 1 in the cylinders of the second cylinder group, and the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the three-way catalyst. As described above, the control is such that the air-fuel mixture having an excess air ratio of less than 1 is burned in the cylinders of the first cylinder group and the air-fuel ratio having an excess air ratio of more than 1 is burned in the cylinders of the second cylinder group. , Are configured to be performed alternately,
Internal combustion engine control device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020044602A JP2021143666A (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Control device of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020044602A JP2021143666A (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Control device of internal combustion engine |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2021143666A true JP2021143666A (en) | 2021-09-24 |
Family
ID=77766161
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2020044602A Pending JP2021143666A (en) | 2020-03-13 | 2020-03-13 | Control device of internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2021143666A (en) |
-
2020
- 2020-03-13 JP JP2020044602A patent/JP2021143666A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4007085B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
KR102602970B1 (en) | Exhaust gas after-treatment system and method for the exhaust gas after-treatment of an internal combustion engine | |
JP4092486B2 (en) | Diagnostic device for exhaust aftertreatment device of internal combustion engine | |
JP6063148B2 (en) | Smoke filter regeneration system and method | |
JP2004176663A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP4178960B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP2008031854A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
US7451593B2 (en) | Exhaust gas cleaning method and exhaust gas cleaning system | |
JP4544011B2 (en) | Internal combustion engine exhaust purification system | |
JP2004316428A (en) | Method and program for predicting soot deposition quantity on exhaust gas emission filter | |
JP2004036454A (en) | Exhaust emission control device of engine for vehicle | |
JP2016136011A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP4595521B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4320586B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
KR20220003713A (en) | Exhaust gas post processing system and control method thereof | |
JP2021143666A (en) | Control device of internal combustion engine | |
JP3778016B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP5332664B2 (en) | Engine exhaust purification system | |
JP2004301103A (en) | Deterioration diagnostic device of waste gas purifying catalyst | |
JP4682877B2 (en) | Particulate accumulation amount detection device and detection method for exhaust gas purification filter | |
JP4411755B2 (en) | Exhaust purification catalyst deterioration state diagnosis device | |
JP2006257996A (en) | Particulate matter oxidative rate calculation device, particulate matter accumulation amount calculation device, and exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP6658210B2 (en) | Exhaust gas purification device | |
WO2017179674A1 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4070681B2 (en) | Exhaust purification device |