JP4075755B2 - 内燃機関のフィルタ過昇温抑制方法 - Google Patents
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Description
即ち、本発明は、フィルタの温度上昇を抑制するために該フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させているときに、フィルタが過昇温する可能性が低下した場合、該フィルタに流入する排気の酸素濃度を徐々に増加させるものである。
排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に備え、
該フィルタに堆積した粒子状物質の量が規定堆積量以上となったときは、該フィルタの温度を上昇させることで該フィルタに堆積した粒子状物質を酸化し除去する内燃機関において、
前記フィルタから粒子状物質を除去している際に、前記フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させ、その後、前記条件が未成立となったときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を徐々に増加させることを特徴とする。
そのため、流入排気の酸素濃度を増加させることが出来る。
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関1とその吸排気系および制御系の概略構成を示す図である。
ィキュレートフィルタ3(以下、単にフィルタ3と称する)が設けられており、さらに、このフィルタ3より上流側に酸化触媒6が設けられている。尚、フィルタ3より上流側の排気通路2に酸化触媒6を設けずに、フィルタ3に酸化触媒を担持させた構成でも良い。
本実施例において、フィルタ3に規定堆積量以上のPMが堆積した場合、ECU10は、内燃機関1での燃料噴射や、燃料添加弁5からの燃料添加、等を制御することによって、フィルタ3の温度を上昇させて、該フィルタ3に堆積したPMを酸化し除去するフィルタ再生処理を実行する。ここで、規定堆積量とは、PMが酸化するときに発生する熱によってフィルタ3が過昇温する虞があるPMの堆積量よりも少ない量であって、実験等によって予め定められた量である。尚、このフィルタ再生処理は、予め定められた規定時間毎、もしくは、予め定められた規定走行距離毎に実行されても良い。
次に、本実施例における、フィルタ再生処理時の、流入排気の酸素濃度の制御について図2に基づいて説明する。図2は、フィルタ再生処理時の、フィルタ3の温度と、流入排気の酸素濃度と、内燃機関1の機関負荷と、の変化を示すタイムチャート図である。
射のことである。スロットル弁8の開度を小さくすることによって、吸入空気量が減少するため、内燃機関機関1から排出される排気の酸素濃度が低下する。また、副燃料噴射によって噴射される燃料を増加させることによって、該燃料が酸化触媒6にて酸化されるときに消費される酸素が増加する。従って、フィルタ3への流入排気の酸素濃度はさらに低下する。このようにして、スロットル弁8の開度と副燃料噴射の噴射量とを変更することで流入排気の酸素濃度を調整することが出来る。
加する。この規定吸入空気量とは、吸入空気量が該規定吸入空気量以上となると、排気流量が規定排気流量以上となる量である。この規定排気流量とは、排気流量が該規定排気流量以上となると、持ち去り熱量がPMの酸化によって発生する熱量以上となる量である。持ち去り熱量がPMの酸化によって発生する熱量以上となると、フィルタ3の温度は低下し始めるため、流入排気の酸素濃度がある程度増加してもフィルタ3は過昇温しにくくなる。
上述したように、本実施例においては、図2の(1)の時期に、流入排気の酸素濃度を低下させるために、スロットル弁8の開度を小さくすることによって吸入空気量を減少させると共に、副燃料噴射の噴射量を増加させている。このとき、流入排気の酸素濃度を目標酸素濃度とするための、目標副燃料噴射量と目標吸入空気量とは、内燃機関1の運転状態とフィルタ3の温度とから算出される。
2・・・排気通路
3・・・パティキュレートフィルタ
4・・・吸気通路
5・・・燃料添加弁
6・・・酸化触媒
7・・・排気温度センサ
8・・・スロットル弁
9・・・アクセル開度センサ
10・・ECU
11・・エアフローメータ
12・・大気温度センサ
13・・大気圧センサ
Claims (5)
- 排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを排気通路に備え、
該フィルタに堆積した粒子状物質の量が規定堆積量以上となったときは、該フィルタの温度を上昇させることで該フィルタに堆積した粒子状物質を酸化し除去する内燃機関において、
前記フィルタから粒子状物質を除去している際に、前記フィルタの温度が規定温度以上となることが予測される条件が成立したときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下させ、その後、前記条件が未成立となったときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を徐々に増加させ、
さらに、前記条件が未成立となった後、前記内燃機関における吸入空気量が規定吸入空気量以上となったときは、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度の増加抑制を禁止することを特徴とする内燃機関のフィルタ過昇温抑制方法。 - 前記内燃機関は、
酸化機能を有する触媒を、前記フィルタに担持された状態、もしくは、前記フィルタより上流側の排気通路に設けられた状態、の少なくともいずれかの状態で、さらに備えており、
さらに、少なくとも、前記内燃機関において主燃料噴射以外の時期に行われる副燃料噴射の噴射量、または、前記フィルタより上流側の排気中に添加される還元剤の添加量、を調整することによって、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下または増加させることを特徴とする請求項1記載の内燃機関のフィルタ過昇温抑制方法。 - 前記副燃料噴射の噴射量を調整するときに目標とする目標副燃料噴射量、および、前記還元剤の添加量を調整するときに目標とする目標還元剤添加量は、大気の状態に応じて補正されることを特徴とする請求項2記載の内燃機関のフィルタ過昇温抑制方法。
- 前記副燃料噴射の噴射量および/または前記還元剤の添加量を調整することに加え、前記内燃機関における吸入空気量を調整することによって、前記フィルタに流入する排気の酸素濃度を低下または増加させ、
前記吸入空気量を調整するときに目標となる目標吸入空気量は、大気の状態に応じて補正されることを特徴とする請求項2または3に記載の内燃機関のフィルタ過昇温抑制方法
。 - 前記条件が成立したときとは、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転となったときのことであり、また、前記条件が未成立となったときとは、前記内燃機関の運転状態が、アイドル運転よりも機関負荷の高い運転状態となったときのことであることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の内燃機関のフィルタ過昇温抑制方法。
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