JP4135734B2 - 内燃機関の排気浄化システム - Google Patents
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Description
共に吸入空気量制御弁を開弁状態とする。そして、さらに、内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで機関排出排気を昇温させる。
内燃機関の排気通路に設けられ、酸化機能を有する触媒を含んで構成される排気浄化装置と、
前記内燃機関の吸入空気量を制御する吸入空気量制御弁と、
前記排気通路における排気流量を制御する排気流量制御弁と、
前記内燃機関における燃料噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記触媒を昇温させる昇温手段と、を備え、
前記昇温手段は、前記触媒を昇温させる場合、前記排気流量制御弁を閉弁状態とすると共に前記吸入空気量制御弁を開弁状態とし、さらに、前記噴射制御手段によって前記内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで、前記内燃機関から排出される排気を昇温させる。
た状態では、フィルタに担持された触媒に還元剤が供給され難くなるほど排気浄化装置を通る排気の流量が少なくなると判断出来る吸入空気量の上限値以上の値である。この規定空気量は実験等によって予め定められた値である。
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の吸排気系の概略構成を示す図である。
本実施例においては、フィルタ4におけるPM捕集量が第一規定量以上となった場合、PMを酸化・除去すべくフィルタ再生制御が開始される。ここで、第一規定量とは、内燃機関1の運転状態への影響が過剰に大きくなる捕集量よりも少ない量であり、また、PMが酸化したときにフィルタ4が過昇温する虞がある捕集量よりも少ない量である。この第一規定量は実験等によって予め定められている。
次に、本実施例に係る排気昇温制御について説明する。本実施例に係る排気昇温制御では、排気絞り弁9を閉弁状態とすると共にスロットル弁8を開弁状態とする。このとき、排気絞り弁9の開度は可及的に小さくされ、スロットル弁8の開度は可及的に大きくされる。そして、内燃機関1における主燃料噴射時期を遅角すると共に副燃料噴射を実行する。ここで、副燃料噴射は、燃焼サイクルにおける主燃料噴射時期よりも後の時期であって、噴射された燃料が燃焼に供される時期に実行される。
、主燃料噴射時期および副燃料噴射時期を可及的に遅角することが出来る。そのため、機関排出排気をより昇温させることが出来る。
次に、本実施例に係る排気昇温制御について図2に示すフローチャートに基づいて説明する。図2は、本実施例に係る排気昇温制御の制御ルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、規定間隔で実行される。
本実施例においては実施例1と同様のフィルタ再生制御が行われる。上記のように、フィルタ再生制御では、燃料添加弁6から燃料を添加することで該燃料を酸化触媒5に供給する。このとき、酸化触媒5の劣化度合いが大きくなるほど該酸化触媒5において燃料が酸化され難くなる。そこで、本実施例では、酸化触媒5の劣化度合いを推定すべく劣化度合い推定制御を実行する。そして、推定された劣化度合いに基づいて、フィルタ再生制御実行時における燃料添加弁6からの燃料添加量を制御する。
間の酸化触媒5の昇温速度Rtupを算出する。
本実施例においては実施例1と同様のフィルタ再生制御が行われる。上記のように、フィルタ再生制御は、フィルタ4におけるPM捕集量が第一規定量以上となったときに実行される。また、このときのPM捕集量は差圧センサ11の検出値に基づいて推定される。
側端面にHCが付着しやすいアイドル運転状態にある間に、HCを除去することが可能となる。
本実施例では、酸化触媒5に加えて、フィルタ4にも酸化触媒が担持されている。それ以外の構成は実施例1と同様である。尚、フィルタ4に担持された酸化触媒(以下、担持触媒と称する)も、酸化触媒5と同様、酸化機能を有する触媒であれば良い。
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御の制御ルーチンについて図5に示すフローチャートに基づいて説明する。図5は、本実施例に係るフィルタ制御の制御ルーチンを表すフローチャートである。本ルーチンは、ECU10に予め記憶されており、内燃機関1の運転中、規定間隔で実行される。
する。
2・・・排気通路
4・・・パティキュレートフィルタ
5・・・酸化触媒
6・・・燃料添加弁
7・・・エアフロメータ
8・・・スロットル弁
9・・・排気絞り弁
10・・ECU
11・・差圧センサ
12・・上流側温度センサ
13・・圧力センサ
14・・クランクポジションセンサ
15・・アクセル開度センサ
16・・下流側温度センサ
Claims (3)
- 排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタより上流側に配置された酸化機能を有する触媒と、前記パティキュレートフィルタに担持された酸化機能を有する担持触媒とを含んで構成される、内燃機関の排気通路に設けられた排気浄化装置と、
前記内燃機関の吸入空気量を制御する吸入空気量制御弁と、
前記排気通路における排気流量を制御する排気流量制御弁と、
前記内燃機関における燃料噴射時期を制御する噴射時期制御手段と、
前記排気流量制御弁を閉弁状態とすると共に前記吸入空気量制御弁を開弁状態とし、さらに、前記噴射時期制御手段によって前記内燃機関における燃料噴射時期を遅角することで、前記内燃機関から排出される排気を昇温させ、それによって前記触媒を昇温させる昇温手段と、
前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの上流側と前記パティキュレートフィルタの下流側との差圧を検出する差圧検出手段と、
該差圧検出手段によって検出される差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタにおけるPM捕集量を推定する捕集量推定手段と、
該捕集量推定手段によって推定されたPM捕集量が規定捕集量以上となったときに、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで前記パティキュレートフィルタをPM酸化温度にまで昇温させ、それによって、該パティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を酸化・除去するフィルタ再生制御を実行するフィルタ再生手段と、
前記パティキュレートフィルタの上流側端面におけるHC付着量を推定するHC量推定手段と、
前記パティキュレートフィルタの上流側端面に付着したHCを除去するHC除去手段と、を備え、
前記HC除去手段は、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって且つHC量推定手段によって推定されたHC付着量が規定付着量以上となったときに、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで前記パティキュレートフィルタを前記PM酸化温度より低いHC酸化温度にまで昇温させることでHCを除去し、
前記フィルタ再生制御実行時において、前記内燃機関の吸入空気量が規定空気量以下の
場合、前記パティキュレートフィルタより上流側に配置された前記触媒の温度が活性温度に達した後は前記吸入空気量制御弁および前記排気流量制御弁を開弁状態とすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 - 前記触媒の温度を推定する温度推定手段と、
規定条件が成立したときに、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで前記排気浄化装置をさらに昇温させ、それによって、前記排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御を実行する再生手段と、
前記触媒の劣化度合いを推定する劣化度合い推定手段と、
前記触媒の劣化度合いに基づいて前記再生制御実行時における前記触媒への還元剤供給量を制御する供給量制御手段と、をさらに備え、
前記劣化度合い推定手段は、前記内燃機関の運転状態がアイドル運転状態にあるときであって前記規定条件が成立する以前に、前記昇温手段によって前記触媒を活性温度にまで昇温させると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給し、該還元剤を供給したときの前記触媒の昇温速度に基づいて前記触媒の劣化度合いを推定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化システム。 - 前記フィルタ再生制御実行時において、前記吸入空気量制御弁および前記排気流量制御弁を開弁状態とした後、前記パティキュレートフィルタより上流側に配置された前記触媒の温度が活性温度より低くなったときは、前記排気流量制御弁を閉弁状態とすることを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化システム。
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