JP4062302B2 - 内燃機関の触媒昇温システム - Google Patents
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Description
内燃機関の燃焼サイクルにおける、主燃料噴射より遅い時期であって、且つ、非着火の時期に、気筒内で副燃料噴射を実行するポスト燃料噴射手段を備え、
前記内燃機関の排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒が活性状態にあるときに、前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行することで前記触媒に未燃燃料を供給し、それによって前記触媒を目標温度に昇温させる内燃機関の触媒昇温システムにおいて、
前記触媒よりも下流側の排気通路に設けられた排気絞り弁をさらに備え、
該排気絞り弁による排気絞りが行われている状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときは、前記触媒に供給される未燃燃料の量が前記排気絞り弁による排気絞りが行われていない状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときと同等となるように、前記排気絞り弁による排気絞りが行われていない状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときに比べて、前記ポスト燃料噴射手段によって噴射する単位時間当たりの副燃料噴射量を多くすることを特徴とする。
図1は、本実施例に係る内燃機関及びその吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は4つの気筒2を有する車両駆動用のディーゼル機関である。内燃機関1の気筒2内にはピストン3が摺動自在に設けられている。気筒2内上部の燃焼室には、吸気ポート4と排気ポート5とが接続されている。吸気ポート4および排気ポート5の燃焼室への開口部は、それぞれ吸気弁6および排気弁7によって開閉される。吸気ポート4および排気ポート5は、それぞれ吸気通路8および排気通路9に接続されている。また、気筒2には、該気筒2内に燃料を直接噴射する燃料噴射弁10が設けられている。
次に、本実施例に係る、酸化触媒12を昇温させるときの触媒昇温制御について説明する。本実施例では、フィルタ11に堆積したPMを酸化・除去するときの触媒昇温制御を例に挙げて説明する。この場合、触媒昇温制御を実行することで酸化触媒12を昇温させ、それによって、フィルタ11に流入する排気を昇温させることでフィルタ11の温度をPMの酸化・除去が可能となる温度にまで上昇させる。
ここで、触媒昇温制御において、排気絞り弁15によって排気絞りを行っている状態でポスト燃料噴射を実行したときの酸化触媒12の温度について図2に基づいて説明する。図2は、単位ポスト燃料噴射量と酸化触媒12の温度との関係を示す図である。図2において、縦軸は酸化触媒12の温度と表しており、横軸は単位ポスト燃料噴射量を表している。また、実線aは、排気絞り弁15による排気絞りが行われている状態でポスト燃料噴射を実行した場合を示しており、破線bは、排気絞り弁15による排気絞りが行われていない状態でポスト燃料噴射を実行した場合を示している。
そこで、本実施例では、触媒昇温制御においてポスト燃料噴射を実行する場合、排気絞
り弁15によって排気絞りが行われているときは、排気絞り弁15による排気絞りが行われていないときに比べて、単位ポスト燃料噴射量を多くする。
ここで、本実施例に係る、触媒昇温制御においてポスト燃料噴射量を実行するときの単位ポスト燃料噴射量制御について図5に基づいて説明する。図5は、本実施例に係る単位ポスト燃料噴射量制御の制御ルーチンを示すフローチャートである。尚、本実施例においては、単位ポスト燃料噴射量を、1燃焼サイクル当たりのポスト燃料噴射量とする。本ルーチンは、ECU20に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、クランクシャフトが規定クランク角回転する毎に実行される。
Qp=Gn×ΔT×C・・・(1)
Qw=(Pe/Pa)×(273/(273+Te))×ηv×(Vh/2)×γ・・
・(2)
Qp´=Qw×ΔT×C・・・(3)
2・・・気筒
9・・・排気通路
10・・燃料噴射弁
11・・パティキュレートフィルタ
12・・酸化触媒
13・・上流側排気温度センサ
14・・下流側排気温度センサ
15・・排気絞り弁
16・・エアフローメータ
17・・スロットル弁
18・・排気温センサ
19・・大気圧センサ
20・・ECU
Claims (3)
- 内燃機関の燃焼サイクルにおける、主燃料噴射より遅い時期であって、且つ、非着火の時期に、気筒内で副燃料噴射を実行するポスト燃料噴射手段を備え、
前記内燃機関の排気通路に設けられた酸化機能を有する触媒が活性状態にあるときに、前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行することで前記触媒に未燃燃料を供給し、それによって前記触媒を目標温度に昇温させる内燃機関の触媒昇温システムにおいて、
前記触媒よりも下流側の排気通路に設けられた排気絞り弁をさらに備え、
該排気絞り弁による排気絞りが行われている状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときは、前記触媒に供給される未燃燃料の量が前記排気絞り弁による排気絞りが行われていない状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときと同等となるように、前記排気絞り弁による排気絞りが行われていない状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときに比べて、前記ポスト燃料噴射手段によって噴射する単位時間当たりの副燃料噴射量を多くすることを特徴とする内燃機関の触媒昇温システム。 - 前記排気絞り弁より上流側の前記排気通路内の圧力を検出する排気通路内圧力検出手段をさらに備え、
前記排気絞り弁による排気絞りが行われている状態で前記ポスト燃料噴射手段によって副燃料噴射を実行するときは、前記排気通路内圧力検出手段によって検出される前記排気通路内の圧力が高いほど前記ポスト燃料噴射手段によって噴射する単位時間当たりの副燃料噴射量をより多くすることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の触媒昇温システム。 - 前記触媒の温度を検出する触媒温度検出手段と、
前記排気絞り弁より上流側の前記排気通路内の圧力を検出する排気通路内圧力検出手段と、
前記排気絞り弁より上流側の排気温度を検出する排気温度検出手段と、
前記排気通路内圧力検出手段によって検出される前記排気通路内の圧力および前記排気温度検出手段によって検出される排気温度に基づいて前記気筒内の作動ガス量を算出する作動ガス量算出手段と、をさらに備え、
前記排気絞り弁による排気絞りが行われている状態で前記ポスト燃料噴射手段によって
副燃料噴射を実行するときは、前記触媒温度検出手段によって検出される前記触媒の温度と前記目標温度との差、および、前記作動ガス量算出手段によって算出される作動ガス量に基づいて、前記ポスト燃料噴射手段によって噴射する単位時間当たりの副燃料噴射量を決定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の触媒昇温システム。
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