JP4696655B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気浄化を行う排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust purification system that performs exhaust purification of an internal combustion engine.
内燃機関から排出される排気には、粒子状物質が含まれているため、それが大気中に放出されないように排気通路にフィルタ等の粒子状物質を捕集する装置が設けられる。しかし、排気の排出に従い、フィルタには粒子状物質が堆積し排気通路の背圧が上昇する。そこで、排気温度を上昇させることで、フィルタに捕集された粒子状物質を酸化除去する技術が広く利用されている。 Since exhaust gas discharged from the internal combustion engine contains particulate matter, a device for collecting particulate matter such as a filter is provided in the exhaust passage so that the particulate matter is not released into the atmosphere. However, as exhaust gas is discharged, particulate matter accumulates on the filter and the back pressure in the exhaust passage increases. Therefore, a technique for oxidizing and removing the particulate matter collected by the filter by increasing the exhaust temperature is widely used.
また、内燃機関の排気通路においてプラズマを発生させて、排出された排気中の粒子状物質を酸化除去する技術が公開されている(例えば、特許文献1を参照。)。この技術においては、粒子状物質を含む排気中でプラズマを発生させることにより、排気中に複数の二酸化窒素および複数のオゾンを生成させて、これらの酸化能力を利用して排気中の粒子状物質を酸化除去する。
内燃機関から排出される排気に含まれる粒子状物質を酸化除去するために、排気中にオゾン等の過酸化剤を供給することが有用である。しかし、この過酸化剤は自身が有する酸化能力を粒子状物質に対して発揮させるだけでなく、排気中の様々な物質(被酸化物質)に対しても酸化能力を発揮する。例えば、排気中には一酸化窒素、炭化水素、一酸化炭素等が含まれているため、排気中に過酸化剤を供給してもこれらの物質が粒子状物質より優先的に酸化され、過酸化剤による粒子状物質の酸化が良好に行われない。 In order to oxidize and remove particulate matter contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine, it is useful to supply a peroxide such as ozone into the exhaust. However, this peroxidant not only exhibits its own oxidizing ability to particulate matter, but also exhibits oxidizing ability to various substances (oxidized substances) in the exhaust. For example, since exhaust gas contains nitrogen monoxide, hydrocarbons, carbon monoxide, etc., even if a peroxide is supplied to the exhaust gas, these substances are preferentially oxidized over particulate matter, Oxidation of particulate matter by oxidant is not performed well.
また、排気中でプラズマによってオゾン等の過酸化剤を生成しても、そのプラズマが発生している領域近傍にはオゾンが十分存在し得るが、比較的距離が離れると、生成されたオゾンが上述した被酸化物質を酸化させるため、オゾンによる粒子状物質の酸化が良好に行われない。 In addition, even if a peroxide such as ozone is generated in the exhaust gas by plasma, ozone may be sufficiently present in the vicinity of the region where the plasma is generated. Since the above-described oxidizable substance is oxidized, the particulate matter is not oxidized with ozone.
本発明では、上記した問題に鑑み、過酸化剤を用いて排気中に含まれる粒子状物質をより良好に酸化除去する排気浄化システムを提供することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide an exhaust purification system that better oxidizes and removes particulate matter contained in exhaust gas using a peroxide.
本発明では、上記した問題を解決するために、粒子状物質捕集装置に捕集された粒子状物質の中でも、特に粒子状物質が堆積しやすい場所に、内燃機関の排気通路の外部で生成された過酸化剤を直接供給することとした。 In the present invention, in order to solve the above-described problem, among the particulate matter collected by the particulate matter collecting device, the particulate matter is generated outside the exhaust passage of the internal combustion engine, particularly in a place where the particulate matter is easily deposited. It was decided to supply the peroxidant directly.
詳細には、本発明は、内燃機関の排気浄化システムであって、内燃機関から排出される排気が流れる排気通路と、前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置と、前記排気通路の外部で過酸化剤を生成する過酸化剤生成装置と、前記粒子状物質捕集装置に流入する排気の温度が所定温度以下のときに、前記過酸化剤生成装置によって生成された過酸化剤を、前記粒子状物質捕集装置において粒子状物質が堆積する所定部位に供給する過酸化剤供給手段と、を備える。 More specifically, the present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, an exhaust passage through which exhaust gas discharged from the internal combustion engine flows, and a particulate shape that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust gas. When the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate matter collection device is less than or equal to a predetermined temperature, the peroxide collection device, a peroxide generation device that produces a peroxide outside the exhaust passage, And a peroxidant supply means for supplying the peroxidant generated by the generator to a predetermined site where the particulate matter is deposited in the particulate matter trapping device.
上記の内燃機関の排気浄化システムにおいては、粒子状物質捕集装置によって排気中の粒子状物質が捕集され、大気への放出が抑制される。ここで、粒子状物質捕集装置によって捕集された粒子状物質は、高温の排気温度に曝されることでその一部は酸化除去される。しかし、粒子状物質捕集装置において低温の部分等の上記所定部位では、捕集された粒子状物質は排気温度で酸化されず、次第に堆積していく。そこで、本発明に係る粒子状物質捕集装置においては、過酸化剤供給手段によって、このように粒子状物質が堆積しやすい所定部位に過酸化剤を直接供給することで、粒子状物質の酸化除去をより確実に効率的に行う。 In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine described above, the particulate matter in the exhaust is collected by the particulate matter collecting device, and the release to the atmosphere is suppressed. Here, part of the particulate matter collected by the particulate matter collection device is oxidized and removed by exposure to a high exhaust temperature. However, the collected particulate matter is not oxidized at the exhaust temperature and gradually accumulates at the predetermined portion such as a low temperature portion in the particulate matter collecting device. Therefore, in the particulate matter collecting apparatus according to the present invention, the peroxide agent is directly supplied to the predetermined portion where the particulate matter is easily deposited by the peroxide supply means, thereby oxidizing the particulate matter. Remove more reliably and efficiently.
ここで、過酸化剤生成装置は、過酸化剤を排気通路の外部で生成する。これは、過酸化剤を排気通路で生成すると、排気中の一酸化窒素、炭化水素、一酸化炭素等と反応し、生成された過酸化剤の多くが粒子状物質を酸化する前に消滅してしまうからである。 Here, the peroxide generator generates the peroxide outside the exhaust passage. This is because when the peroxidant is generated in the exhaust passage, it reacts with nitrogen monoxide, hydrocarbons, carbon monoxide, etc. in the exhaust, and most of the generated peroxidant disappears before oxidizing the particulate matter. Because it will end up.
また、過酸化剤供給手段による過酸化剤の供給は、排気温度が所定温度以下のときに行われる。過酸化剤は、その置かれる雰囲気の温度によって酸化能力が失われる場合がある。一般に、雰囲気の温度が過度に上昇すると、過酸化剤の酸化能力は失われてしまう。そこで、過酸化剤供給手段による過酸化剤の供給は、排気温度が供給される過酸化剤の酸化能力が維持される温度のとき、即ち上記所定温度以下のときに、行われるようにする。尚、過酸化剤としてはオゾン等が挙げられる。 Further, the supply of the peroxide by the peroxide supply means is performed when the exhaust temperature is equal to or lower than the predetermined temperature. The oxidizing agent may lose its oxidizing ability depending on the temperature of the atmosphere in which it is placed. Generally, when the temperature of the atmosphere rises excessively, the oxidizing ability of the peroxidant is lost. Therefore, the supply of the peroxide by the peroxide supply means is performed when the exhaust gas temperature is at a temperature at which the oxidizing ability of the peroxide to be supplied is maintained, that is, when the temperature is below the predetermined temperature. In addition, ozone etc. are mentioned as a peroxide agent.
このように、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムにおいては、過酸化剤の酸化能力を維持した状態で、粒子状物質が堆積した場所に該過酸化剤を供給するため、粒子状物質をより良好に酸化除去することが可能となる。 Thus, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, in order to supply the peroxidant to the place where the particulate matter is deposited while maintaining the oxidizing ability of the peroxidant, It becomes possible to oxidize and remove better.
ここで、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記粒子状物質捕集装置の排気流入面の外周部であってもよい。粒子状物質捕集装置の排気流入面の外周部は、排気の流れによる熱の持ち去りに加えて、粒子状物質捕集装置の外部への放熱量が大きいため、他の場所よりも温度が低くなる傾向がある。そのため、該外周部には、粒子状物質が堆積しやすく、過酸化剤による酸化除去が必要である部位の一つである。 Here, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine described above, it may be an outer peripheral portion of an exhaust inflow surface of the particulate matter trapping device. The outer periphery of the exhaust gas inflow surface of the particulate matter collection device has a higher heat dissipation to the outside of the particulate matter collection device in addition to the removal of heat due to the exhaust flow, so the temperature is higher than other places. Tend to be lower. For this reason, particulate matter is likely to deposit on the outer peripheral portion, and is one of the parts that need to be oxidized and removed by a peroxide.
また、前記粒子状物質捕集装置は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタである場合、前記所定部位は、前記フィルタの基材内部に設けられた過酸化剤用通路であってもよい。フィルタによって排気中の粒子状物質が捕集される場合、粒子状物質はフィルタの基材周辺に堆積する。そこで、過酸化剤生成装置によって生成された過酸化剤を基材の内部に設けられた過酸化剤用通路に供給する。すると、該通路を流れる過酸化剤がフィルタの基材に染み出して行き、そこに基材に堆積している粒子状物質をより効率的に酸化除去することが可能となる。 Further, when the particulate matter collecting device is a filter that collects particulate matter in the exhaust gas, the predetermined part may be a peroxidant passage provided inside the base material of the filter. Good. When particulate matter in the exhaust gas is collected by the filter, the particulate matter is deposited around the filter substrate. Therefore, the peroxide generated by the peroxide generator is supplied to the peroxide passage provided inside the substrate. Then, the peroxidant flowing through the passage oozes out to the filter base material, and the particulate matter deposited on the base material can be oxidized and removed more efficiently.
また、上記の内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記過酸化剤供給手段は、前記粒子状物質捕集装置の排気の流れに沿った複数の前記所定部位に過酸化剤を供給するとともに、下流側に行くに従い前記所定部位に供給する過酸化剤量を少なくするようにしてもよい。上流側の所定部位に供給された過酸化剤の一部は、粒子状物質と反応せずに下流側に流れる。その下流側に流れ込む過酸化剤量を見込んで、下流側の所定部位に供給する過酸化剤量を減量することで、適量の過酸化剤を粒子状物質の酸化除去に供することが可能となる。また、粒子状物質捕集装置を通り過ぎて、外部に漏れ出す過酸化剤量を低減することも可能となる。 Further, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine, the peroxidant supply means supplies the peroxidant to the plurality of predetermined portions along the flow of exhaust gas of the particulate matter trapping device, and further on the downstream side. The amount of peroxide supplied to the predetermined part may be reduced as the process goes to step (b). A part of the peroxidant supplied to the predetermined upstream site flows downstream without reacting with the particulate matter. In anticipation of the amount of peroxidant flowing into the downstream side, by reducing the amount of peroxidant supplied to the predetermined site on the downstream side, it becomes possible to provide an appropriate amount of peroxidant for the oxidation removal of the particulate matter. . Further, it is possible to reduce the amount of the peroxide agent that passes through the particulate matter collecting device and leaks to the outside.
ここで、上述までの内燃機関の排気浄化システムにおいて、前記所定部位における粒子状物質の堆積状態を判定する判定手段を、更に備える場合、前記判定手段によって前記所定部位において粒子状物質が所定量以上堆積していると判定されるとき、前記過酸化剤供
給手段によって該所定部位に過酸化剤を供給するようにしてもよい。
Here, in the exhaust gas purification system for an internal combustion engine up to the above, in the case where it further includes a determination unit that determines the accumulation state of the particulate matter in the predetermined part, the particulate matter is more than a predetermined amount in the predetermined part by the determination unit. When it is determined that it is deposited, the peroxide agent may be supplied to the predetermined portion by the peroxide agent supply means.
即ち、常時、過酸化剤供給手段によって過酸化剤を供給すると、不必要なときにも過酸化剤を供給することになる可能性もあり、過酸化剤の無駄な消費に結びつく。そこで、判定手段によって、所定部位において粒子状物質が所定量以上堆積していると判定されるとき、即ち、堆積している粒子状物質を酸化除去する必要があると判定されるときに限って、過酸化剤を供給することで、無駄な過酸化剤の消費を避けることが可能となる。この所定量は、粒子状物質捕集装置による粒子状物質の捕集能力に応じて決定しても良い。 That is, if the peroxide agent is always supplied by the peroxide agent supply means, the peroxide agent may be supplied even when it is unnecessary, leading to useless consumption of the peroxide agent. Therefore, only when it is determined by the determination means that a predetermined amount or more of the particulate matter is deposited at the predetermined site, that is, when it is determined that the deposited particulate matter needs to be oxidized and removed. By supplying the peroxide, it is possible to avoid unnecessary consumption of the peroxide. This predetermined amount may be determined in accordance with the particulate matter collection ability of the particulate matter collection device.
内燃機関の排気浄化システムにおいて、過酸化剤を用いて排気中に含まれる粒子状物質をより良好に酸化除去することが可能となる。 In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, it becomes possible to better oxidize and remove particulate matter contained in the exhaust gas using a peroxide.
ここで、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの実施例について図面に基づいて説明する。 Now, an embodiment of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明に係る排気浄化システムが適用される内燃機関1およびその制御系統の概略構成を表すブロック図である。内燃機関1は、4つの気筒2を有する圧縮着火式内燃機関である。また、気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。燃料噴射弁3は、所定圧に加圧された燃料を貯留する蓄圧室4と接続されている。内燃機関1には吸気枝管7が接続されており、吸気枝管7の各枝管は、吸気ポートを介して燃焼室に接続される。同様に、内燃機関1には排気枝管12が接続され、排気枝管12の各枝管は排気ポートを介して燃焼室に接続される。ここで、吸気ポートおよび排気ポートには、各々吸気弁および排気弁が設けられている。
FIG. 1 is a block diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine 1 to which an exhaust purification system according to the present invention is applied and its control system. The internal combustion engine 1 is a compression ignition type internal combustion engine having four cylinders 2. Further, a
また、吸気枝管7は吸気管8に接続されている。吸気管8の上流部には吸気管8を流れる吸入空気量を検出するエアフローメータ9が設けられ、更にその下流には、吸気管8内を流れる吸気の流量を調節する吸気絞り弁10が設けられている。この吸気絞り弁10には、ステップモータ等で構成されて該吸気絞り弁10を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ11が取り付けられている。
The intake branch pipe 7 is connected to the
吸気絞り弁10の上流側の吸気管8には、排気のエネルギーを駆動源として作動する過給機16のコンプレッサ側が設けられ、排気枝管12には過給機16のタービン側が設けられている。過給機16はいわゆる可変容量型過給機であって、その内部に可動式のノズルベーンを有し、該ノズルベーンの開度を調整することで、過給機16による過給圧が制御される。過給機16より下流であって吸気絞り弁10の上流の吸気管8には、過給機16によって加圧されて高温となった吸入空気を冷却するためのインタークーラ15が設けられている。
An
また、過給機16のタービン側は、排気管13と接続され、この排気管13は、下流にてマフラーに接続されている。そして、排気管13の途中には、排気浄化のための装置が設けられている。この排気浄化装置は、酸化能力を有するモノリス触媒18と、その下流側に位置するフィルタ14とから構成される。このフィルタ14は、排気中の粒子状物質(以下、「PM」ともいう。)を捕集する能力を有するとともに、そのフィルタにはいわゆる吸蔵還元型NOx触媒(以下、「NOx触媒」という。)が担持されている。
Further, the turbine side of the
また、過給機16の上流の排気枝管12には、排気中に燃料を添加する燃料添加弁17が備えられている。更に、内燃機関1には、EGR装置21が設けられている。EGR装
置21は排気枝管12を流れる排気の一部を吸気枝管7へ再循環させる。EGR装置21は、排気枝管12(上流側)から吸気枝管7(下流側)へ延出しているEGR通路22と、EGR通路22上に上流側から順に設けられたEGRガス冷却用のEGRクーラ23と、EGRガスの流量調整用のEGR弁24と、から構成される。
The
また、内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(以下、「ECU」という)20が併設されている。このECU20は、CPUの他、後述する各種のプログラム及びマップを記憶するROM、RAM等を備えており、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態等を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 is also provided with an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 20 for controlling the internal combustion engine 1. The
ここで、燃料噴射弁3は、ECU20からの制御信号によって開閉動作を行う。即ち、ECU20からの指令によって、燃料噴射弁3からの燃料噴射時期および燃料噴射量が、内燃機関1の機関負荷や機関回転速度等の運転状態に応じて、噴射弁毎に制御される。また、燃料添加弁17も、ECU20からの指令に従って制御される。
Here, the
更に、アクセル開度センサ31がECU20と電気的に接続されており、ECU20はアクセル開度に応じた信号を受け取り、それより内燃機関1に要求される機関負荷等を算出する。また、クランクポジションセンサ30がECU20と電気的に接続されており、ECU20は内燃機関1の出力軸の回転角に応じた信号を受け取り、内燃機関1の機関回転速度や、各気筒2におけるピストン位置等を検出する。また、モノリス触媒18の上流側の排気管13に、該モノリス触媒18に流入する排気の温度を検出する温度センサ32が設けられ、更に、モノリス触媒18とフィルタ14の間の排気管13に、該フィルタ14に流入する排気の温度を検出する温度センサ33が設けられ、これらの温度センサはECU20に電気的に接続されている。
Further, an accelerator opening sensor 31 is electrically connected to the
このように構成される内燃機関1においては、モノリス触媒18とフィルタ14によって排気浄化が行われる。特に、排気中に含まれるPMの浄化について以下に説明する。排気中のPMは、フィルタ14によって捕集されることで、外部への放出が抑制される。しかし、その捕集量が徐々に多くなっていくと、排気通路13における背圧が上昇し、内燃機関1の機関負荷が高くなる。そこで、フィルタ14に捕集されたPM量が一定量以上となると、捕集されたPMの酸化除去が行われる。尚、捕集されたPM量は、フィルタ前後の排気圧力差や燃料の消費量、内燃機関1の運転履歴等に基づいて、検出、推定する。
In the internal combustion engine 1 configured as described above, exhaust purification is performed by the
ここで、排気温度が比較的高い場合、例えば、内燃機関1の機関負荷が中負荷または高負荷であるときは、ECU20からの指令に従い、燃料添加弁17から排気に燃料を添加する。排気に添加された燃料はモノリス触媒18によって酸化され、排気温度を更に上昇させる。そして、その上昇された排気の熱エネルギーをもって、フィルタ17に捕集されたPMの酸化除去を行う。
Here, when the exhaust gas temperature is relatively high, for example, when the engine load of the internal combustion engine 1 is a medium load or a high load, fuel is added from the
しかし、燃料添加弁17から燃料を添加されても、フィルタ14においては十分に温度が上昇しない場所が存在する。即ち、排気の流れによってフィルタの熱が持ち去られる場所や、フィルタ外部への放熱が多い場所では、フィルタの温度を十分に上昇させることができず、捕集されたPMが酸化除去されずに次第に堆積していく。例えば、フィルタ14の排気流入面であってその外周部は、比較的温度上昇が小さいためPMが堆積しやすい。また、フィルタ14の内部にもPMが堆積していく虞がある。
However, even if fuel is added from the
そこで、本発明に係る内燃機関1の排気浄化システムには、フィルタ14に堆積したPMを酸化除去するための装置が備えられている。この装置は、主にオゾン生成器40、エアポンプ41、オゾン用配管42、バルブ43、44、45とから構成される。ECU20からの指令に従って、エアポンプ41で送られてくる空気に対してオゾン生成器40で
プラズマを発生させて、過酸化剤であるオゾンを生成する。尚、このオゾン生成器40は、内燃機関1の排気管13の外部に設置されている。そして、生成されたオゾンは、オゾン用配管42を伝って、排気浄化を行う装置の所定の場所に供給される。
Therefore, the exhaust purification system of the internal combustion engine 1 according to the present invention is provided with a device for oxidizing and removing PM deposited on the
先ず、第一のオゾンの供給先は、モノリス触媒18の上流側である。このオゾンの供給はバルブ43の開閉によって行われる。バルブ43が開くことで供給されたオゾンは、主にモノリス触媒18の内部に堆積したPMを酸化除去する。
First, the supply destination of the first ozone is upstream of the
第二のオゾンの供給先は、フィルタ14の排気流入面の外周部である。ここで、図2に基づいて、フィルタ14の排気流入面の外周部でのオゾンの供給について説明する。図2(a)はフィルタ14を排気流入面から見た図であり、図2(b)はその横方向の断面図である。フィルタ14はウォールフロー型の構造を有しており、その端面は交互に栓詰めされている。図2(a)中の黒色で塗られている升目が栓詰めされている箇所を意味し、白色の升目が栓詰めされていない箇所を意味する。
The second ozone supply destination is the outer peripheral portion of the exhaust inflow surface of the
ここで、フィルタ14の排気流入面のうち、その外周部の上に環状配管42aが設けられている。環状配管42aは、オゾン用配管42に接続されており、バルブ44の開閉によって、そこにオゾン生成器40によって生成されたオゾンが供給される。供給されたオゾンは、図2(b)に示すように、フィルタ14の排気流入面の外周部に降り注ぐ。これにより、外部への放熱が多くPMが堆積しやすいフィルタ14の排気流入面の外周部に堆積したPMを、強い酸化力を持つオゾンで酸化し除去することが可能となる。このとき、オゾンのPMへの供給は、堆積しやすい場所に直接行われているため、排気中に存在するオゾンに酸化されやすい物質、例えば一酸化窒素、一酸化炭素、炭化水素等によってオゾンが消費される可能性が低くなり、より効率的なPMの酸化除去が可能となる。
Here, an
第三のオゾンの供給先は、フィルタ14の基材の内部である。ここで、図3に基づいて、フィルタ14の基材内部でのオゾンの供給について説明する。図3(a)はフィルタ14を横方向で切断したときの断面図であり、図3(b)はその横方向の断面図である。フィルタ14には、その構造体の基礎となる基材が存在する。本実施例では、その基材の内部に設けられた通路42bに、オゾン用配管42が接続されており、バルブ45の開閉によって、オゾン生成器40によって生成されたオゾンが供給される。供給されたオゾンは、図3(a)に示すように、通路42bを通ってフィルタ14の内部に伝わっていく。そして、通路42bからオゾンがフィルタ14の孔部に染み出し、フィルタ14の内部に堆積しているPMを強い酸化力を持つオゾンで酸化除去することが可能となる。このとき、オゾンのPMへの供給は、フィルタ14の内部に直接行われるため、上述の第二のオゾン供給の場合と同様に、より効率的なPMの酸化除去が可能となる。
The third ozone supply destination is inside the base material of the
ここで、上述したフィルタ14へのオゾン供給によるPMの酸化除去を踏まえて、内燃機関1において行われるPM酸化除去制御について、図4に基づいて説明する。尚、本実施例におけるPM酸化除去制御は、ECU20によって一定のサイクルで繰り返し実行されるルーチンである。
Here, PM oxidation removal control performed in the internal combustion engine 1 will be described based on FIG. 4 based on the above-described PM oxidation removal by supplying ozone to the
S101では、フィルタ14にPMが、排気管13の背圧に影響を及ぼす程度、堆積している否かが判定される。例えば、燃料添加弁17による排気への燃料添加でフィルタ14に捕集されたPMを酸化除去するとき、上述したように排気流入面の外周部等のPMが堆積しやすい部分には、徐々にPMが堆積していく。そこで、燃料添加弁17による燃料添加が所定回数実行されたことをもって、フィルタ14にPMが比較的多量に堆積し排気管13の背圧に影響を及ぼすと判定する。この他にも、内燃機関1の運転状態の履歴等に基づいて、フィルタ14におけるPMの堆積の程度を推定してもよい。フィルタ14にPMが排気管13の背圧に影響を及ぼす程度、堆積していると判定されると、S102へ進
み、否定判定されると本制御を終了する。
In S101, it is determined whether or not PM has accumulated on the
S102では、温度センサ32と温度センサ33の検出値に基づいて、排気温度が所定温度T1以下であるか否かが判定される。この所定温度T1は、過酸化剤であるオゾンの酸化能力が維持され得る排気温度である。排気温度が過度に高いと、オゾンが分解し、その酸化能力が消滅してしまう。そこで、排気温度が所定温度T1以下であるときに限って、オゾンの供給を行いPMの酸化除去を実行する。ここで、温度センサ32によって検出される排気温度は、バルブ43を開けて行うモノリス触媒18に堆積したPMの酸化除去を行うか否かの判定基準となる。また、温度センサ33によって検出される排気温度は、バルブ44およびバルブ45を開けて行うフィルタ14に堆積したPMの酸化除去を行うか否かの判定基準となる。排気温度が所定温度以下であるときはS103へ進み、排気温度が所定温度以下でないときは本制御を終了する。
In S102, it is determined based on the detection values of the
S103では、バルブ43とバルブ44を開けて、モノリス触媒18およびフィルタ14の排気流入面の外周部へオゾンの供給を開始する。これにより、該当場所に堆積したPMの酸化除去が、酸化力の強いオゾンによってより効率的に行われる。S103の処理が終了すると、S104へ進む。
In S103, the
S104では、バルブ45を開けてフィルタ14の基材内部の通路42bにオゾンを供給する。ここで、図3(b)に示すように、フィルタ14の基材内部にオゾンを供給する供給口は、上流側供給口42c、中間供給口42d、下流側供給口42eの三種類ある。それぞれ、フィルタ14の基材内部に満遍なくオゾンを供給するためのものである。そして、これらの供給されたオゾンはフィルタ14の内部に堆積しているPMを酸化除去する。
In S104, the
ここで、これらの供給口からオゾンを供給するとき、上流側供給口42c、中間供給口42d、下流側供給口42eの順で、オゾンの供給量を減量していく。これは上流側供給口42cや中間供給口42dから供給されたオゾンの一部は排気の流れに乗って、下流側に流され、その下流側に位置するPMを酸化除去することになる。そこで、下流側に位置する供給口へのオゾン供給量を減らしても良好にPMの酸化除去が可能となり、以て消費するオゾン量を抑えることが可能となる。S104の処理後、本制御を終了する。
Here, when ozone is supplied from these supply ports, the supply amount of ozone is decreased in the order of the
本制御によると、フィルタ14によって排気中に含まれるPMを捕集するとともに、フィルタ14に堆積したPMを良好に酸化除去できる。
According to this control, PM contained in the exhaust gas is collected by the
1・・・・内燃機関
3・・・・燃料噴射弁
14・・・・フィルタ
17・・・・燃料添加弁
18・・・・モノリス触媒
12・・・・排気枝管
14・・・・吸蔵還元型NOx触媒(NOx触媒)
17・・・・燃料添加弁
20・・・・ECU
32・・・・温度センサ
40・・・・オゾン生成器
42・・・・オゾン用配管
42a・・・・環状配管
42b・・・・通路
42c・・・・上流側供給口
42d・・・・中間供給口
42e・・・・下流側供給口
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
17 ...
32 ...
Claims (3)
前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置と、
前記排気通路の外部で過酸化剤を生成する過酸化剤生成装置と、
前記粒子状物質捕集装置に流入する排気の温度が所定温度以下のときに、前記過酸化剤生成装置によって生成された過酸化剤を、前記粒子状物質捕集装置において粒子状物質が堆積する所定部位に供給する過酸化剤供給手段と、
を備え、
前記所定部位は、前記粒子状物質捕集装置の排気流入面の外周部であることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust passage through which exhaust discharged from the internal combustion engine flows;
A particulate matter collecting device that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust;
A peroxide generator for generating a peroxide outside the exhaust passage;
When the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate matter collecting device is equal to or lower than a predetermined temperature, the particulate matter is deposited in the particulate matter collecting device by the peroxide produced by the peroxide producing device. A peroxide supply means for supplying to a predetermined site;
With
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the predetermined portion is an outer peripheral portion of an exhaust inflow surface of the particulate matter trapping device .
前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置と、A particulate matter collecting device that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust;
前記排気通路の外部で過酸化剤を生成する過酸化剤生成装置と、A peroxide generator for generating a peroxide outside the exhaust passage;
前記粒子状物質捕集装置に流入する排気の温度が所定温度以下のときに、前記過酸化剤生成装置によって生成された過酸化剤を、前記粒子状物質捕集装置において粒子状物質が堆積する所定部位に供給する過酸化剤供給手段と、When the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate matter collecting device is equal to or lower than a predetermined temperature, the particulate matter is deposited in the particulate matter collecting device by the peroxide produced by the peroxide producing device. A peroxide supply means for supplying to a predetermined site;
を備え、With
前記粒子状物質捕集装置は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタであって、The particulate matter collection device is a filter that collects particulate matter in the exhaust,
前記所定部位は、前記フィルタの基材内部に設けられた過酸化剤用通路であることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。The exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the predetermined part is a passage for a peroxide agent provided in a base material of the filter.
前記排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集する粒子状物質捕集装置と、A particulate matter collecting device that is provided in the exhaust passage and collects particulate matter in the exhaust;
前記排気通路の外部で過酸化剤を生成する過酸化剤生成装置と、A peroxide generator for generating a peroxide outside the exhaust passage;
前記粒子状物質捕集装置に流入する排気の温度が所定温度以下のときに、前記過酸化剤生成装置によって生成された過酸化剤を、前記粒子状物質捕集装置において粒子状物質が堆積する所定部位に供給する過酸化剤供給手段と、When the temperature of the exhaust gas flowing into the particulate matter collecting device is equal to or lower than a predetermined temperature, the particulate matter is deposited in the particulate matter collecting device by the peroxide produced by the peroxide producing device. A peroxide supply means for supplying to a predetermined site;
を備え、With
前記過酸化剤供給手段は、前記粒子状物質捕集装置の排気の流れに沿った複数の前記所定部位に過酸化剤を供給するとともに、下流側に行くに従い前記所定部位に供給する過酸The peroxidant supply means supplies the peroxidant to the plurality of predetermined sites along the flow of exhaust gas from the particulate matter collection device, and supplies the peroxygen to the predetermined sites as going downstream.
化剤量を少なくすることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。An exhaust purification system for an internal combustion engine, characterized in that the amount of the agent is reduced.
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