JP4692376B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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上記の目的を達成するために講じられた本発明の解決原理は、上記アッシュの発生量からアッシュのすり抜け量を減算したものが実際にフィルタ上に堆積されるアッシュ量であって、この量が、アッシュの影響によるフィルタ内部での圧力損失の増加分であるとして再生開始圧力値及び再生終了圧力値を調整していくようにしている。つまり、エンジンの累積運転時間が長くなるに従って上記再生開始圧力値及び再生終了圧力値を一定割合で高く設定していくのではなく、フィルタを通過するアッシュすり抜け量を考慮し、それに応じて上記再生開始圧力値及び再生終了圧力値の変更割合を調整していくものとしている。
具体的に、本発明は、内燃機関の排気通路中に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作を実行させるフィルタ再生手段とを備え、フィルタ上流側とフィルタ下流側との圧力差が所定の再生開始圧力値まで上昇すると上記フィルタ再生手段によるフィルタ再生動作を開始させ、このフィルタ再生動作によって上記圧力差が所定の再生終了圧力値まで下降するとフィルタ再生動作を終了させる内燃機関の排気浄化装置を前提とする。この内燃機関の排気浄化装置に対し、上記フィルタに堆積するアッシュの量が多くなるに従って上記再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく再生圧力値補正手段と、上記フィルタを通過するアッシュすり抜け量を推定するアッシュすり抜け量推定手段と、このアッシュすり抜け量推定手段の出力を受け、アッシュすり抜け量が多いほど、上記再生圧力値補正手段によって再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく補正量を小さな値として設定する補正量変更手段とを備えさせている。
先ず、本実施形態に係るディーゼルエンジン(以下、単にエンジンという)の概略構成について説明する。図1は本実施形態に係るエンジン1及びその制御系統の概略構成図である。
排気系7において、タービンホイール5Bの下流に備えられた上記NSR(NOx Storage Reduction)触媒75及びDPNR(Diesel Paticulate−NOx Reduction)触媒76について以下に説明する。
上記エンジン1の各部位には、各種センサが取り付けられており、それぞれの部位の環境条件や、エンジン1の運転状態に関する信号を出力する。例えば、レール圧センサ41は、コモンレール22内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。燃圧センサ42は、添加燃料通路28内を流通する燃料の圧力(燃圧)Pgに応じた検出信号を出力する。上記エアフローメータ43は、吸気系6内のスロットル弁62上流において吸入空気の流量(吸気量)Gaに応じた検出信号を出力する。空燃比(A/F)センサ44は、排気系7の触媒ケーシングの下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。排気温センサ45は、同じく排気系7の触媒ケーシング下流において排気の温度(排気温度)Texに応じた検出信号を出力する。また、アクセル開度センサ46はアクセルペダルに取り付けられ、同ペダルへの踏み込み量Accに応じた検出信号を出力する。クランク角センサ47は、エンジン1の出力軸(クランクシャフト)が一定角度回転する毎に検出信号(パルス)を出力する。吸気圧センサ48は、吸気マニホールド63に備えられ、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ49は、吸気マニホールド63に備えられ、吸入空気温度に応じた検出信号を出力する。これら各センサ41〜49は、電子制御装置(ECU)4と電気的に接続されている。
また、ECU4においては、PMがDPNR触媒76に捕集されている状態をこのDPNR触媒76の前後差圧を検出することにより検知している。詳しくは、排出ガスのPMを取り除くための多孔質セラミック構造体から構成されるDPNR触媒76の上流側(エンジン1側)の空隙にDPNR前圧力検知用配管76aを設け、DPNR触媒76の下流側にDPNR後圧力検知用配管76bを設けて、それらのDPNR前圧力検知用配管76aとDPNR後圧力検知用配管76bとを、それらの差圧を検知する差圧トランスデューサ78に接続している。差圧トランスデューサ78は、ECU4へ、検知した差圧を電気信号に変換して送信する。つまり、PMの捕集量が増大してくると上記差圧が大きくなることを利用して、PM捕集量を検知できるようにしている。そして、この差圧トランスデューサ78によって検知される上記差圧に基づいてフィルタ再生動作の開始及び終了を制御するようになっている。具体的には、上記差圧が所定の再生開始圧力値まで上昇するとフィルタ再生動作を開始させ、このフィルタ再生動作によって上記差圧が所定の再生終了圧力値まで下降するとフィルタ再生動作を終了させるようになっている。尚、このフィルタ再生動作の開始及び終了に係る制御の詳細については後述する。
次に、フィルタ79の再生動作の手順を図3のフローチャートに沿って説明する。
以上説明した実施形態では、自動車に搭載されたコモンレール式筒内直噴型多気筒ディーゼルエンジン1に本発明を適用した場合について説明した。本発明はこれに限らず、その他の形式のディーゼルエンジンにも適用可能である。また、自動車用に限らず、その他の用途に使用されるエンジンにも適用可能である。また、気筒数やエンジン形式(直列型エンジン、V型エンジン等の別)についても特に限定されるものではない。
26 燃料添加ノズル(フィルタ再生手段)
73 排気管(排気通路)
76 DPNR触媒
79 フィルタ
PM 粒子状物質
A 再生開始圧力値
B 再生終了圧力値
Claims (5)
- 内燃機関の排気通路中に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作を実行させるフィルタ再生手段とを備え、フィルタ上流側とフィルタ下流側との圧力差が所定の再生開始圧力値まで上昇すると上記フィルタ再生手段によるフィルタ再生動作を開始させ、このフィルタ再生動作によって上記圧力差が所定の再生終了圧力値まで下降するとフィルタ再生動作を終了させる内燃機関の排気浄化装置において、
上記フィルタに堆積するアッシュの量が多くなるに従って上記再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく再生圧力値補正手段と、
上記フィルタを通過するアッシュすり抜け量を推定するアッシュすり抜け量推定手段と、
このアッシュすり抜け量推定手段の出力を受け、アッシュすり抜け量が多いほど、上記再生圧力値補正手段によって再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく補正量を小さな値として設定する補正量変更手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 内燃機関の排気通路中に備えられた粒子状物質捕集用のフィルタと、このフィルタに捕集されている粒子状物質を燃焼除去するためのフィルタ再生動作を実行させるフィルタ再生手段とを備え、フィルタ上流側とフィルタ下流側との圧力差が所定の再生開始圧力値まで上昇すると上記フィルタ再生手段によるフィルタ再生動作を開始させ、このフィルタ再生動作によって上記圧力差が所定の再生終了圧力値まで下降するとフィルタ再生動作を終了させる内燃機関の排気浄化装置において、
上記フィルタに堆積するアッシュの量が多くなるに従って上記再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく再生圧力値補正手段と、
内燃機関の潤滑油消費量に基づいて、アッシュの発生量を算出するアッシュ発生量算出手段と、
上記フィルタ内部における粒子状物質の堆積量に基づいて、フィルタを通過するアッシュすり抜け量を推定するアッシュすり抜け量推定手段と、
上記アッシュ発生量算出手段及びアッシュすり抜け量推定手段の出力を受け、アッシュ発生量からアッシュすり抜け量を減算することによりフィルタ上のアッシュ堆積量を求め、このアッシュ堆積量が少ないほど、上記再生圧力値補正手段によって再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく補正量を小さな値として設定する補正量変更手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 上記請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置において、
アッシュ発生量算出手段は、内燃機関の潤滑油消費量が多いほどアッシュの発生量を大きな値として算出するものであることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 上記請求項2または3記載の内燃機関の排気浄化装置において、
アッシュすり抜け量推定手段は、フィルタ内部における粒子状物質の堆積量が多いほどフィルタを通過するアッシュすり抜け量を小さな値として推定するものであることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 上記請求項1〜4のうち何れか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、
補正量変更手段は、再生開始圧力値及び再生終了圧力値が高くなるように補正していく際における、再生開始圧力値に対する補正量及び再生終了圧力値に対する補正量を互いに同一の値とするものであることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
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