JP4720798B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents
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本発明は、排気浄化装置へ還元剤を供給して該排気浄化装置の再生を図る内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that supplies a reducing agent to an exhaust gas purification device to regenerate the exhaust gas purification device.
従来、排気浄化装置に対し昇温を伴う再生処理を実施する方法として、排気浄化装置より下流に配置された排気絞り弁の開度を減少させつつ、排気浄化装置へ還元剤を供給する方法が提案されている(例えば、特許文献1を参照)。
ところで、内燃機関が予混合燃焼運転されている時は吸気絞り弁等によって吸入空気量が少なく制限されるとともにEGR機構によってEGRガス量が多くされる。このため、内燃機関の予混合燃焼運転時に排気絞り弁が絞られると、排気絞り弁より上流の排気圧力が速やかに上昇し難くなるとともに、排気の流速が上昇し易くなる。 By the way, when the internal combustion engine is in a premixed combustion operation, the intake air amount is limited by an intake throttle valve or the like, and the EGR gas amount is increased by an EGR mechanism. For this reason, when the exhaust throttle valve is throttled during the premixed combustion operation of the internal combustion engine, the exhaust pressure upstream of the exhaust throttle valve is less likely to rise quickly, and the exhaust flow velocity tends to rise.
排気圧力が低く且つ排気の流速が高い時に還元剤の供給が行われると、還元剤の供給による効果が得られにくくなる上、還元剤が排気浄化装置をすり抜ける可能性もある。 If the reducing agent is supplied when the exhaust pressure is low and the exhaust gas flow rate is high, it is difficult to obtain the effect of the reducing agent supply, and the reducing agent may slip through the exhaust purification device.
本発明は、上記したような実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、排気絞り弁の開度を減少させつつ排気浄化装置へ還元剤を供給することにより排気浄化装置の再生を図る内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の予混合燃焼運転時に排気浄化装置を効率的に再生可能な技術の提供にある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to regenerate the exhaust purification device by supplying a reducing agent to the exhaust purification device while reducing the opening of the exhaust throttle valve. In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, there is provided a technique capable of efficiently regenerating the exhaust gas purification device during a premixed combustion operation of the internal combustion engine.
本発明は、上記した課題を解決するために、内燃機関が予混合燃焼運転されている時に排気浄化装置を再生する必要性が生じると、先ず排気絞り弁の開度を減少させ、その所定期間経過後に還元剤の供給が開始されるようにした。 In order to solve the above-described problems, the present invention first reduces the opening of the exhaust throttle valve when the necessity of regenerating the exhaust purification device occurs when the internal combustion engine is in the premixed combustion operation, After the elapse of time, the supply of the reducing agent was started.
詳細には、予混合燃焼運転可能な内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の排気通路に配置された排気浄化装置と、前記排気浄化装置より下流の排気通路に配置された排気絞り弁と、前記排気浄化装置へ流入する排気に還元剤を供給する供給手段と、前記排気絞り弁の開度減少と前記供給手段による還元剤の供給を併用して前記排気浄化装置の再生を図る再生手段と、前記内燃機関の予混合燃焼運転時に前記再生手段による前記排気浄化装置の再生が必要になると、前記排気絞り弁の開度を減少させてから所定期間は前記供給手段による還元剤の供給を禁止する禁止手段と、を備えるようにした。 Specifically, in an exhaust purification system for an internal combustion engine capable of premixed combustion operation, an exhaust purification device disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine, an exhaust throttle valve disposed in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device, Supply means for supplying a reducing agent to the exhaust gas flowing into the exhaust purification apparatus; and a regeneration means for regenerating the exhaust purification apparatus by using the reduction in the opening of the exhaust throttle valve and the supply of the reducing agent by the supply means in combination. When the exhaust purification device needs to be regenerated by the regeneration means during the premixed combustion operation of the internal combustion engine, the supply means forbids the supply of the reducing agent for a predetermined period after the opening of the exhaust throttle valve is reduced. Prohibiting means to be provided.
尚、ここでいう「排気浄化装置」は、吸蔵還元型NOx触媒やパティキュレートフィルタ等の浄化装置を含む。また、「排気浄化装置の再生」は、吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたSOxを還元・除去する処理(S再生処理)や、パティキュレートフィルタに捕集されたPMを酸化・除去する処理(PM再生処理)等のように、排気浄化装置の昇温を要する処理を含む。 The “exhaust gas purification device” here includes a purification device such as an NOx storage reduction catalyst or a particulate filter. In addition, “regeneration of the exhaust purification device” includes a process for reducing and removing SOx stored in the NOx storage reduction catalyst (S regeneration process), and a process for oxidizing and removing PM collected by the particulate filter ( A process that requires a temperature rise of the exhaust purification apparatus, such as a PM regeneration process.
内燃機関が予混合燃焼運転される場合は、気筒内へ導入される酸素量を減少させる必要がある。このため、内燃機関が予混合燃焼運転する時は、吸気絞り弁により吸入空気量が減少されるとともにEGR機構によりEGRガス量が増加される。 When the internal combustion engine is operated by premix combustion, it is necessary to reduce the amount of oxygen introduced into the cylinder. For this reason, when the internal combustion engine performs a premixed combustion operation, the intake air amount is reduced by the intake throttle valve and the EGR gas amount is increased by the EGR mechanism.
このような状態の時に排気絞り弁の開度が絞られると、排気圧力が高まるまでに時間がかかる。更に、吸気絞り弁によって吸入空気量が制限されているため、排気圧力が排気浄化装置の再生に適した圧力まで上昇しない場合もある。 If the opening of the exhaust throttle valve is throttled in such a state, it takes time until the exhaust pressure increases. Furthermore, since the amount of intake air is limited by the intake throttle valve, the exhaust pressure may not rise to a pressure suitable for regeneration of the exhaust purification device.
これに対し、吸気絞り弁による吸入空気量の制限を解除するとともにEGRガスの導入を停止する方法が考えられる。但し、吸入空気量の増加及びEGRガス量の減少は燃料の過早着火を招くため、燃料噴射パターンを予混合燃焼運転用のパターン(圧縮上死点前の燃料噴射)から拡散燃焼運転用のパターン(圧縮上死点近傍の燃料噴射)へ切り替えることが好適である。 On the other hand, a method of releasing the restriction of the intake air amount by the intake throttle valve and stopping the introduction of EGR gas can be considered. However, an increase in the intake air amount and a decrease in the EGR gas amount lead to pre-ignition of the fuel, so the fuel injection pattern is changed from the pattern for premixed combustion operation (fuel injection before compression top dead center) to that for diffusion combustion operation. It is preferable to switch to a pattern (fuel injection near the compression top dead center).
ところで、吸入空気量やEGRガス量は即座に変化しない。このため、吸入空気量がある程度多くなるまでは、排気絞り弁の開度の減少により排気の流速が上昇する。排気の流速が高い時に供給手段による還元剤の供給が行われると、還元剤が排気浄化装置で反応せずに大気中へ排出される可能性がある。 Incidentally, the intake air amount and the EGR gas amount do not change immediately. For this reason, until the intake air amount increases to some extent, the flow rate of the exhaust gas increases due to the decrease in the opening of the exhaust throttle valve. If the reducing agent is supplied by the supplying means when the exhaust gas flow rate is high, the reducing agent may be discharged into the atmosphere without reacting with the exhaust purification device.
これに対し、排気絞り弁の開度が減少された時点から所定期間が経過するまで供給手段による還元剤の供給が禁止されると、所定期間中に排気の流速が低下するとともに排気の圧力が上昇する。このため、還元剤の供給による効果を得られ易くなるとともに、排気浄化装置をすり抜ける還元剤の量を減少させることができる。その結果、還元剤の浪費が抑制され、排気浄化装置が効率的に再生されるようになる。 On the other hand, if the supply of the reducing agent is prohibited by the supplying means from the time when the opening of the exhaust throttle valve is decreased until the predetermined period elapses, the flow rate of the exhaust gas decreases during the predetermined period and the exhaust pressure To rise. For this reason, the effect of supplying the reducing agent can be easily obtained, and the amount of the reducing agent that passes through the exhaust purification device can be reduced. As a result, waste of the reducing agent is suppressed and the exhaust purification device is efficiently regenerated.
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、排気絞り弁の開度が減少された時点から供給手段による還元剤の供給が開始される時点までの所定期間において、内燃機関の発生トルクが要求トルクに近似するように燃料噴射時期を調整する調整手段を更に備えるようにしてもよい。 In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention, the generated torque of the internal combustion engine is a required torque in a predetermined period from the time when the opening of the exhaust throttle valve is reduced to the time when the supply of the reducing agent by the supply means is started. An adjusting means for adjusting the fuel injection timing so as to approximate to may be further provided.
内燃機関の運転状態が予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行する時に排気絞り弁の開度が絞られていると、ポンピングロスの増加によって内燃機関のトルクが低下する。これに対し、燃料噴射量の増量補正によりトルクの低下を補償する方法が考えられる。 If the opening of the exhaust throttle valve is reduced when the operating state of the internal combustion engine shifts from the premixed combustion operation state to the diffusion combustion operation state, the torque of the internal combustion engine decreases due to an increase in pumping loss. On the other hand, a method of compensating for a decrease in torque by increasing the fuel injection amount can be considered.
しかしながら、燃料噴射量の増量補正によりトルクの低下が補償された場合は、燃料消費量の増加が懸念される。これに対し、燃料噴射時期の調整によってトルクの低下が軽減されると、燃料噴射量の増量を少なく抑えることができる。 However, when the decrease in torque is compensated by the increase correction of the fuel injection amount, there is a concern that the fuel consumption will increase. On the other hand, when the decrease in torque is reduced by adjusting the fuel injection timing, the increase in the fuel injection amount can be suppressed to a small amount.
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、上記した所定期間において、燃料噴射時期を所定時期まで遅角させる遅角手段を更に備えるようにしてもよい。ここでいう「所定時期」は、失火を抑制し得る燃料噴射時期の範囲において最も遅い燃料噴射時期であってもよい。 The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may further include a retarding means for retarding the fuel injection timing to a predetermined time in the predetermined period. The “predetermined timing” here may be the latest fuel injection timing in the range of the fuel injection timing at which misfire can be suppressed.
上記した所定期間において還元剤の供給が禁止されると、排気浄化装置をすり抜ける還元剤が減るが、排気浄化装置が再生に適した温度域(以下、「再生温度域」と称する)へ昇温するまでの時間が長くなる可能性がある。 If the supply of the reducing agent is prohibited during the above-mentioned predetermined period, the reducing agent that passes through the exhaust purification device decreases, but the exhaust purification device is heated to a temperature range suitable for regeneration (hereinafter referred to as “regeneration temperature region”). There is a possibility that time to do becomes long.
これに対し、所定期間中の燃料噴射時期が所定時期まで遅角されると、所定期間中の排気温度が上昇する。このため、所定期間中に排気浄化装置が排気の熱を受けて昇温する。
その結果、所定期間経過後において、排気浄化装置を再生温度域まで昇温させるために必要となる還元剤の量及び時間を少なくすることができる。
On the other hand, when the fuel injection timing during the predetermined period is delayed to the predetermined time, the exhaust temperature during the predetermined period increases. For this reason, the exhaust gas purification device receives the heat of the exhaust gas and raises the temperature during a predetermined period.
As a result, it is possible to reduce the amount and time of the reducing agent required for raising the temperature of the exhaust purification device to the regeneration temperature range after a predetermined period.
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、上記した所定期間の少なくとも一部の期間に、気筒内の燃料とガスの均質混合を促進させる促進手段を更に備えるようにしてもよい。 The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may further include an accelerating means for promoting homogeneous mixing of fuel and gas in the cylinder during at least a part of the predetermined period.
内燃機関の運転状態が予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行する過程において、吸入空気量の増加とEGRガスの減少が進むと、気筒内の燃料が吸気と予混合する前に着火・燃焼するようになる。気筒内の燃料が吸気とガスと予混合する前に着火・燃焼すると、NOxの発生量が増加する可能性がある。 When the operating state of the internal combustion engine transitions from the premixed combustion operation state to the diffusion combustion operation state, if the intake air amount increases and the EGR gas decreases, the ignition / ignition before the fuel in the cylinder premixes with the intake air. It starts to burn. If the fuel in the cylinder is ignited and burned before premixing with the intake air and the gas, the amount of NOx generated may increase.
これに対し、促進手段によって燃料とガスの均質混合が促進されると、気筒内の燃料がガスと予混合した後に着火・燃焼するようになる。すなわち、内燃機関の運転状態が予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行する過程において、内燃機関が予混合燃焼運転する期間を長くすることができる。その結果、NOx発生量の増加を軽減することができる。 On the other hand, when the homogeneous mixing of fuel and gas is promoted by the promoting means, the fuel in the cylinder is ignited and burned after premixed with the gas. That is, in the process in which the operation state of the internal combustion engine shifts from the premixed combustion operation state to the diffusion combustion operation state, the period during which the internal combustion engine performs the premixed combustion operation can be lengthened. As a result, an increase in the amount of NOx generated can be reduced.
燃料とガスの均質混合を促進させる具体的な方法としては、気流制御弁の開度を絞ることにより気筒内にスワール流やタンブル流等の気流を生起させる方法、燃料噴射弁の燃料噴射圧力を上昇させることにより燃料の微粒化を図る方法等を例示することができる。 Specific methods for promoting homogeneous mixing of fuel and gas include a method of generating an air flow such as a swirl flow or a tumble flow in the cylinder by reducing the opening of the air flow control valve, and a fuel injection pressure of the fuel injection valve. A method for increasing the fuel atomization by raising the temperature can be exemplified.
また、内燃機関の運転状態が予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行する過程において内燃機関が予混合燃焼運転する期間を長くする他の方法としては、単位量当たりのEGRガスに含まれる既燃ガス成分の量を増加させる方法も考えられる。ここでいう既燃ガス成分は、気筒内で燃料が燃焼した時や排気浄化装置で未燃燃料が酸化した時に発生する二酸化炭素(CO2)や水(H2O)等である。 Another method for extending the period during which the internal combustion engine performs the premixed combustion operation in the process in which the operation state of the internal combustion engine shifts from the premixed combustion operation state to the diffusion combustion operation state is included in EGR gas per unit amount. A method of increasing the amount of burnt gas component is also conceivable. The burned gas component referred to here is carbon dioxide (CO 2 ), water (H 2 O), or the like generated when the fuel burns in the cylinder or when the unburned fuel is oxidized by the exhaust purification device.
内燃機関の運転状態が予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行する過程では、気筒内へ導入されるEGRガス量が経時的に減少する。気筒内へ導入されるEGRガス量が減少すると、燃料噴射弁から噴射された燃料(以下、「噴射燃料」と称する)が予混合気を形成する前に着火・燃焼し易くなる。 In the process in which the operation state of the internal combustion engine shifts from the premixed combustion operation state to the diffusion combustion operation state, the amount of EGR gas introduced into the cylinder decreases with time. When the amount of EGR gas introduced into the cylinder is reduced, the fuel injected from the fuel injection valve (hereinafter referred to as “injected fuel”) is easily ignited and burned before forming the premixed gas.
これに対し、単位量当たりのEGRガスに含まれる既燃ガス成分量が増加すると、気筒内へ導入されるEGRガス量が減少しても、気筒内へ導入される既燃ガス成分量の減少を軽減することができる。よって、内燃機関の運転状態が予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行する過程において、内燃機関が予混合燃焼運転する期間を長くすることができる。その結果、NOx発生量の増加を軽減することができる。 In contrast, when the amount of burned gas component contained in the EGR gas per unit amount increases, the amount of burned gas component introduced into the cylinder decreases even if the amount of EGR gas introduced into the cylinder decreases. Can be reduced. Therefore, in the process in which the operation state of the internal combustion engine shifts from the premixed combustion operation state to the diffusion combustion operation state, the period during which the internal combustion engine performs the premixed combustion operation can be lengthened. As a result, an increase in the amount of NOx generated can be reduced.
単位量当たりのEGRガスに含まれる既燃ガス成分量を増加させる方法としては、膨張行程や排気行程の気筒の燃料噴射弁からアフター噴射を行わせる方法を例示することができる。 As a method of increasing the amount of burned gas component contained in the EGR gas per unit amount, a method of performing after injection from a fuel injection valve of a cylinder in an expansion stroke or an exhaust stroke can be exemplified.
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、内燃機関が予混合燃焼運転されている時に排気浄化装置の再生の必要性を事前に予測する予測手段を更に備えるようにしてもよい。 The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention may further include prediction means for predicting in advance the necessity of regeneration of the exhaust gas purification device when the internal combustion engine is in a premixed combustion operation.
この場合、再生手段は、前記予測手段による事前の予測がなされた時に、吸気絞り弁とEGR弁と排気絞り弁の各々の開度を再生処理に適した開度に近似させておくようにしてもよい。すなわち、再生手段は、前記予測手段による事前の予測がなされた時に、吸気絞
り弁の開度増加、EGR弁の開度減少、及び排気絞り弁の開度減少を行うようにしてもよい。
In this case, the regeneration means approximates the opening degree of each of the intake throttle valve, the EGR valve, and the exhaust throttle valve to an opening degree suitable for the regeneration process when the prediction means makes a prior prediction. Also good. That is, the regeneration means may increase the opening of the intake throttle valve, decrease the opening of the EGR valve, and decrease the opening of the exhaust throttle valve when the prediction is performed in advance.
内燃機関が予混合燃焼運転されている時に吸気絞り弁の開度が増加されるとともにEGR弁の開度が減少されると、吸入空気量及びEGRガス量が予混合燃焼運転に適した量から逸脱する虞がある。 When the opening degree of the intake throttle valve is increased and the opening degree of the EGR valve is decreased while the internal combustion engine is in the premixed combustion operation, the intake air amount and the EGR gas amount are reduced from the amounts suitable for the premixed combustion operation. There is a risk of departure.
しかしながら、排気絞り弁の開度が減少されると、EGR通路の上流端と下流端との差圧が増加する。EGR通路の上流端と下流端との差圧が増加すると、該EGR通路を流れるEGRガス量が増加する。 However, when the opening of the exhaust throttle valve is decreased, the differential pressure between the upstream end and the downstream end of the EGR passage increases. When the differential pressure between the upstream end and the downstream end of the EGR passage increases, the amount of EGR gas flowing through the EGR passage increases.
よって、吸気絞り弁の開度が増加される代わりに排気絞り弁の開度が減少されると、気筒内へ導入されるEGRガス量の減少が防止されるとともに、気筒内へ導入される空気量の増加が防止される。 Therefore, if the opening of the exhaust throttle valve is reduced instead of increasing the opening of the intake throttle valve, the amount of EGR gas introduced into the cylinder is prevented from being reduced, and the air introduced into the cylinder is reduced. Increase in volume is prevented.
更に、吸気絞り弁の開度が増加される前に比して前記差圧が大きくなるように排気絞り弁の開度が設定されると、気筒内へ導入される空気量及びEGRガス量を変化させることなくEGR弁の開度を減少させることもできる。 Furthermore, when the opening of the exhaust throttle valve is set so that the differential pressure becomes larger than before the opening of the intake throttle valve is increased, the amount of air introduced into the cylinder and the amount of EGR gas are reduced. The opening degree of the EGR valve can also be reduced without changing it.
このような処理が排気浄化装置の再生要求発生前に行われると、再生要求が発生した時に吸気絞り弁とEGR弁と排気絞り弁の各々の開度を再生処理に適した開度へ短時間で変更可能となる。 If such processing is performed before the regeneration request of the exhaust purification device is generated, when the regeneration request is generated, the opening of each of the intake throttle valve, the EGR valve, and the exhaust throttle valve is briefly set to an opening suitable for the regeneration processing. Can be changed.
よって、再生要求発生後の早い時期に供給手段を作動させることができる。その結果、再生処理の実行時間を短縮することができる。 Therefore, the supply means can be operated at an early time after the generation of the regeneration request. As a result, the execution time of the reproduction process can be shortened.
また、内燃機関が可変動弁機構を備える場合には、再生手段は、予測手段による事前の予測がなされた時点で、吸気絞り弁とEGR弁と排気絞り弁の各々の開度を再生処理に適した開度に変更するとともに、可変動弁機構を利用して内部EGRを増加させるようにしてもよい。その際、再生手段は、予測手段による事前の予測がなされる前のEGR率と同等のEGR率を維持できるように可変動弁機構を制御することが好ましい。 When the internal combustion engine is provided with a variable valve mechanism, the regeneration means performs regeneration processing on the respective opening amounts of the intake throttle valve, the EGR valve, and the exhaust throttle valve at the time when the prediction means makes a prior prediction. While changing to an appropriate opening degree, the internal EGR may be increased using a variable valve mechanism. At that time, it is preferable that the regenerating means controls the variable valve mechanism so that the EGR rate equivalent to the EGR rate before the prediction by the predicting means can be maintained.
このような処理が排気浄化装置の再生要求発生前に行われると、再生要求が発生した時に吸気絞り弁とEGR弁と排気絞り弁の各々の開度を再生処理に適した開度へ変更する必要がないため、再生要求発生時に直ちに供給手段を作動させることができる。 If such a process is performed before the regeneration request of the exhaust purification device is generated, the opening of each of the intake throttle valve, the EGR valve, and the exhaust throttle valve is changed to an opening suitable for the regeneration process when the regeneration request occurs. Since there is no need, the supply means can be activated immediately when a regeneration request occurs.
本発明において、前記した所定期間としては、排気絞り弁の開度が減少された時点から排気絞り弁より上流の排気圧力が目標圧力に達する時点までの期間であってもよい。このように所定期間が定められると、供給手段が作動する時の排気の流速が十分に低くなるため、排気浄化装置をすり抜ける還元剤は極めて少なくなる。 In the present invention, the predetermined period may be a period from the time when the opening of the exhaust throttle valve is decreased to the time when the exhaust pressure upstream of the exhaust throttle valve reaches the target pressure. When the predetermined period is determined in this way, the flow rate of the exhaust gas when the supply unit operates is sufficiently low, so that the amount of reducing agent that passes through the exhaust gas purification device is extremely small.
本発明において、前記した所定期間としては、排気絞り弁の開度が減少された時点から前記排気絞り弁より上流の排気温度が目標温度に達する時点までの期間であってもよい。 In the present invention, the predetermined period may be a period from the time when the opening of the exhaust throttle valve is reduced to the time when the exhaust temperature upstream of the exhaust throttle valve reaches the target temperature.
この場合、排気浄化装置の再生要求が発生した時点では排気絞り弁の開度減少のみが行われ、排気温度が目標温度以上に達した時点で予混合燃焼運転から拡散燃焼運転への移行(吸気絞り弁の開度増加、EGR弁の開度減少、燃料噴射パターンの切替)が行われることが好ましい。 In this case, only when the exhaust purification device regeneration request is generated, only the opening of the exhaust throttle valve is reduced. When the exhaust temperature reaches the target temperature or more, the transition from the premixed combustion operation to the diffusion combustion operation (intake air) Preferably, the throttle valve opening is increased, the EGR valve opening is decreased, and the fuel injection pattern is switched.
このような方法によれば、再生要求が発生した時点から排気温度が目標温度以上となる
までは、内燃機関を予混合燃焼運転させることができるとともに、その間に排気温度及び排気圧力をある程度上昇させることができる。このため、所定期間経過後に供給手段が作動されても排気浄化装置をすり抜ける還元剤は極僅かとなる。
According to such a method, the internal combustion engine can be premixed combustion operation from the time when the regeneration request is generated until the exhaust temperature becomes equal to or higher than the target temperature, and the exhaust temperature and the exhaust pressure are increased to some extent during that time. be able to. For this reason, even if the supply means is operated after the lapse of a predetermined period, there is very little reducing agent that passes through the exhaust purification device.
よって、再生処理の実行期間を長引かせることなく、再生処理実行期間中に内燃機関が予混合燃焼運転する期間を長くすることができる。 Therefore, it is possible to lengthen the period during which the internal combustion engine performs the premixed combustion operation during the regeneration process execution period without prolonging the regeneration process execution period.
本発明によれば、排気絞り弁の開度を減少させつつ排気浄化装置へ還元剤を供給することにより排気浄化装置の再生を図る内燃機関の排気浄化システムにおいて、内燃機関の予混合燃焼運転時に排気浄化装置を効率的に再生することができる。 According to the present invention, in an exhaust gas purification system for an internal combustion engine that attempts to regenerate the exhaust gas purification device by supplying a reducing agent to the exhaust gas purification device while reducing the opening of the exhaust throttle valve, during the premixed combustion operation of the internal combustion engine The exhaust purification device can be efficiently regenerated.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
<実施例1>
先ず、本発明の第1の実施例について図1〜図6に基づいて説明する。図1は、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの概略構成を示す図である。
<Example 1>
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention.
図1に示す内燃機関の排気浄化システムは、複数の気筒を有する圧縮着火式の内燃機関(ディーゼルエンジン)である。 The exhaust gas purification system for an internal combustion engine shown in FIG. 1 is a compression ignition type internal combustion engine (diesel engine) having a plurality of cylinders.
内燃機関1の各気筒2には、各気筒2内へ直接燃料を噴射可能な燃料噴射弁3が取り付けられている。燃料噴射弁3は、コモンレール30において昇圧された燃料を気筒2内へ直接噴射する。
A
各気筒2には、吸気通路4が連通している。吸気通路4の途中には、ターボチャージャ5のコンプレッサハウジング50とインタークーラ6が配置されている。コンプレッサハウジング50により過給された吸気は、インタークーラ6で冷却された後に各気筒2内へ導入される。各気筒2内へ導かれた吸気は、燃料噴射弁3から噴射された燃料とともに気筒2内で着火及び燃焼される。
An intake passage 4 communicates with each
各気筒2内で燃焼されたガス(既燃ガス)は、排気通路7へ排出される。排気通路7へ排出された排気は、排気通路7の途中に配置されたタービンハウジング51及び排気浄化装置8を経由して大気中へ放出される。
Gas burned in each cylinder 2 (burned gas) is discharged to the
排気浄化装置8としては、酸化能とNOx吸蔵能を有する吸蔵還元型NOx触媒、酸化能とPM捕集能を有するパティキュレートフィルタ、或いは、酸化能とNOx吸蔵能とPM捕集能を有するパティキュレートフィルタ(DPNR)等を例示することができる。 The exhaust purification device 8 includes a NOx storage reduction catalyst having oxidation ability and NOx storage ability, a particulate filter having oxidation ability and PM collection ability, or a particulate having oxidation ability, NOx storage ability and PM collection ability. A curative filter (DPNR) etc. can be illustrated.
また、内燃機関1は低圧EGR機構と高圧EGR機構とを備えている。高圧EGR機構は、タービンハウジング51より上流の排気通路7からインタークーラ6より下流の吸気通路4へ排気の一部を導く高圧EGR通路9、高圧EGR通路9の流路断面積を変更する高圧EGR弁10、及び高圧EGR通路9を流れる排気(以下、「高圧EGRガス」と称する)を冷却する高圧EGRクーラ11を具備している。
The
高圧EGR機構により再循環させられる高圧EGRガスの量は、吸気通路4のインタークーラ6より下流且つ高圧EGR通路9の接続部より上流の部位に配置された第2吸気絞り弁12の開度、および/または高圧EGR弁10の開度により調量される。
The amount of the high-pressure EGR gas recirculated by the high-pressure EGR mechanism is the opening degree of the second
低圧EGR機構は、排気浄化装置8より下流の排気通路7からコンプレッサハウジング50より上流の吸気通路へ排気の一部を導く低圧EGR通路13、低圧EGR通路13の流路断面積を変更する低圧EGR弁14、及び低圧EGR通路13を流れる排気(低圧EGRガス)を冷却する低圧EGRクーラ15を具備している。
The low-pressure EGR mechanism changes the flow cross-sectional area of the low-
低圧EGR機構により再循環させられる低圧EGRガスの量は、低圧EGR通路13の接続部より上流の吸気通路4に配置された第1吸気絞り弁16の開度、および/または低圧EGR弁14の開度により調量される。
The amount of low-pressure EGR gas recirculated by the low-pressure EGR mechanism depends on the opening of the first
低圧EGR通路13の接続部より上流であって排気浄化装置8より下流の排気通路7には、排気絞り弁17が配置されている。また、内燃機関1には、エキゾーストマニフォルド70の内部へ還元剤としての燃料を噴射する燃料添加弁18が取り付けられている。燃料添加弁18は、本発明に係る供給手段の一実施態様である。
An
上記した燃料噴射弁3、高圧EGR弁10、第2吸気絞り弁12、低圧EGR弁14、第1吸気絞り弁16、排気絞り弁17、及び燃料添加弁18は、ECU18と電気的に接続されている。ECU18は、CPU、ROM、RAM、バックアップRAM等から構成される電子制御ユニットである。
The
ECU19は、エアフローメータ20、水温センサ21、クランクポジションセンサ22、排気温度センサ23、排気圧センサ24、アクセルポジションセンサ25等の各種センサと電気的に接続されている。
The
前記エアフローメータ20は、大気中から吸気通路4へ流入する空気量を測定するセンサである。水温センサ21は、内燃機関1を循環する冷却水の温度を測定するセンサである。クランクポジションセンサ22は、内燃機関1のクランクシャフトの回転位置を検出するセンサである。排気温度センサ23は、排気浄化装置8から流出する排気の温度を測定するセンサである。排気圧センサ24は、排気絞り弁17より上流の排気圧力を測定するセンサである。アクセルポジションセンサ25は、アクセルペダルの操作量(アクセル開度)を測定するセンサである。
The
ECU17は、上記した各種センサの測定値に基づいて燃料噴射弁3、高圧EGR弁10、第2吸気絞り弁12、低圧EGR弁14、第1吸気絞り弁16、排気絞り弁17、及び燃料添加弁18を制御する。
The
例えば、ECU13は、内燃機関1の負荷(アクセル開度)Accp及び機関回転数Neから定まる運転条件が図2に示す予混合燃焼運転領域にある時には、内燃機関1を予混合燃焼運転させる。一方、運転条件が図2の拡散燃焼運転領域にある時は、ECU13は内燃機関1を拡散燃焼運転させる。
For example, the
内燃機関1が予混合燃焼運転される場合は、ECU13は、図3に示すように、パイロット噴射量を零に設定(パイロット噴射を停止)するとともに主噴射時期を圧縮上死点より早い時期(圧縮行程の半ば)に設定する。
When the
一方、内燃機関1が拡散燃焼運転させられる場合には、ECU13は、図4に示すように、パイロット噴射量を零より多い量に設定(パイロット噴射を実行)するとともに主噴射時期を圧縮上死点近傍に設定する。
On the other hand, when the
尚、内燃機関1が予混合燃焼運転される場合は、気筒2内の燃料が予混合気を形成する前に過早着火する可能性がある。このため、内燃機関1が予混合燃焼運転される場合は、
拡散燃焼運転時より多量のEGRガスを気筒2内へ導入して気筒2内の酸素濃度を下げる必要がある。
When the
It is necessary to reduce the oxygen concentration in the
これに対し、ECU19は、第1吸気絞り弁16又は第2吸気絞り弁12の開度を拡散燃焼運転時より減少させるとともに、高圧EGR弁10又は低圧EGR弁14の開度を拡散燃焼運転時より増加させる。この場合、気筒2内へ導入される空気量(酸素量)が拡散燃焼運転時より減少するとともに、気筒2内へ導入されるEGRガス量が拡散燃焼運転時より増加する。その結果、内燃機関1は、過早着火を伴うことなく予混合燃焼運転することができる。
On the other hand, the
ところで、排気浄化装置8が適当な浄化能力を発揮するためには、該排気浄化装置8に対して適宜の再生処理が必要となる。 By the way, in order for the exhaust purification device 8 to exhibit an appropriate purification capability, an appropriate regeneration process is required for the exhaust purification device 8.
例えば、排気浄化装置8がPM捕集能を具備している場合は、該排気浄化装置8のPM捕集量が過多になると、圧力損失が増加して背圧上昇等の不具合を招く。よって、排気浄化装置8のPM捕集量が多くなった時は、該排気浄化装置8に捕集されたPMを酸化・除去するPM再生処理を行う必要がある。 For example, in the case where the exhaust purification device 8 has a PM collecting ability, if the PM collection amount of the exhaust purification device 8 becomes excessive, the pressure loss increases and causes problems such as a back pressure increase. Therefore, when the amount of PM collected by the exhaust purification device 8 increases, it is necessary to perform a PM regeneration process for oxidizing and removing the PM collected by the exhaust purification device 8.
排気浄化装置8に捕集されたPMは、凡そ500℃以上の高温且つリーンな雰囲気に曝された時に酸化される。よって、PM再生処理の実行方法としては、排気浄化装置8を凡そ500℃以上に昇温させるとともに該排気浄化装置8へ流入する排気の空燃比をリーンにする方法が好適である。 The PM collected in the exhaust purification device 8 is oxidized when exposed to a high temperature and lean atmosphere of about 500 ° C. or higher. Therefore, as a method for executing the PM regeneration processing, a method of raising the temperature of the exhaust purification device 8 to about 500 ° C. or more and making the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the exhaust purification device 8 lean is preferable.
また、排気浄化装置8がNOx吸蔵能を具備している場合は、該排気浄化装置8に吸蔵されたSOxが多くなると、NOx吸蔵能が低下する。よって、排気浄化装置8のNOx吸蔵量が多くなった時は、該排気浄化装置8に吸蔵されたSOxを還元・除去するS再生処理を行う必要がある。 Further, in the case where the exhaust purification device 8 has a NOx storage capability, the NOx storage capability decreases as the amount of SOx stored in the exhaust purification device 8 increases. Therefore, when the NOx occlusion amount of the exhaust purification device 8 increases, it is necessary to perform S regeneration processing for reducing and removing SOx occluded in the exhaust purification device 8.
排気浄化装置8に吸蔵されたSOxは、凡そ600℃以上の高温且つ理論空燃比以下の雰囲気に曝された時に還元・除去される。よって、S再生処理の実行方法としては、排気浄化装置8を凡そ600℃以上に昇温させるとともに該排気浄化装置8へ流入する排気の空燃比を理論空燃比以下にする方法が好適である。 The SOx occluded in the exhaust purification device 8 is reduced and removed when exposed to an atmosphere having a high temperature of approximately 600 ° C. or higher and a theoretical air-fuel ratio or lower. Therefore, as a method for executing the S regeneration process, a method of raising the temperature of the exhaust purification device 8 to about 600 ° C. or more and setting the air-fuel ratio of the exhaust flowing into the exhaust purification device 8 to be equal to or lower than the stoichiometric air-fuel ratio is preferable.
上記したPM再生処理やS再生処理のように排気浄化装置8の昇温を伴う再生処理が行われる場合は、排気絞り弁17の開度を減少させるとともに燃料添加弁18から排気浄化装置8へ燃料を供給する方法が好適である。
When the regeneration process accompanied by the temperature rise of the exhaust purification device 8 is performed as in the above-described PM regeneration process or S regeneration process, the opening degree of the
これは、排気絞り弁17の開度が減少されると、排気圧力の上昇によって排気浄化装置8の温度を高めることができるとともに、燃料の流速低下によって排気浄化装置8における燃料の反応率が高まるためである。
This is because when the opening degree of the
しかしながら、内燃機関1の予混合燃焼運転時は吸入空気量が少ないため、排気絞り弁の開度が減少されても排気圧力が速やかに上昇し難い上、排気圧力が排気浄化装置8の再生に適した圧力まで上昇しない場合がある。
However, since the amount of intake air is small during the premixed combustion operation of the
これに対し、内燃機関1の予混合燃焼運転時にPM再生処理やS再生処理を行う必要が生じると、第1吸気絞り弁16及び第2吸気絞り弁12(以下、「吸気絞り弁」と総称する)を全開にするとともに高圧EGR弁10及び低圧EGR弁14(以下、「EGR弁」と総称する)を全閉にして再生処理を行う方法が考えられる。
On the other hand, when it is necessary to perform the PM regeneration process or the S regeneration process during the premixed combustion operation of the
上記した方法により吸入空気量が増加されるとともにEGRガス量が減少された場合は、気筒2内の酸素濃度が高まるため、燃料が吸気と予混合する前に着火(過早着火)する可能性がある。よって、燃料噴射パターンが予混合燃焼運転用のパターン(圧縮上死点前の燃料噴射)から拡散燃焼運転用のパターン(圧縮上死点近傍の燃料噴射)へ切り替えられることが好ましい。
When the intake air amount is increased and the EGR gas amount is decreased by the above-described method, the oxygen concentration in the
また、吸気絞り弁やEGR弁の開度変更が実際の吸入空気量やEGRガス量に反映されるまでには時間がかかる。このため、吸入空気量がある程度多くなるまでは、排気絞り弁17の開度減少によって排気の流速が上昇する。排気の流速が高い時に燃料添加弁18から排気浄化装置8へ燃料が供給されると、燃料添加弁18から供給された燃料(以下、「供給燃料」と称する)が排気浄化装置8で反応し難くなる。その結果、内燃機関1の排気エミッションが悪化する虞がある。
In addition, it takes time until the change in the opening of the intake throttle valve or EGR valve is reflected in the actual intake air amount or EGR gas amount. For this reason, until the intake air amount increases to some extent, the flow rate of the exhaust gas increases as the opening degree of the
そこで、ECU19は、内燃機関1の予混合燃焼運転時に排気浄化装置8の再生が必要になると、排気絞り弁17の開度を減少させた時点から排気圧力(排気圧センサ24の測定値)が目標圧力に到達するまでの期間(所定期間)は、燃料添加弁18の作動を禁止するようにした。
Therefore, when it is necessary to regenerate the exhaust gas purification device 8 during the premixed combustion operation of the
具体的には、ECU19は、図5に示すように、内燃機関1の予混合燃焼運転時に排気浄化装置8の再生が必要になると、先ず内燃機関1の運転状態を予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行させる。すなわち、ECU19は、吸気絞り弁を全開させ、EGR弁を全閉させ、燃料噴射パターンを予混合燃焼運転用のパターンから拡散燃焼運転用パターンへ移行)させる。更に、ECU19は、上記した運転状態の移行開始と同時に排気絞り弁17の開度も減少させる。
Specifically, as shown in FIG. 5, when the exhaust purification device 8 needs to be regenerated during the premix combustion operation of the
その後、ECU19は、排気圧センサ24の測定値(排気圧力)をモニタし、排気圧力が目標圧力に到達した時点で燃料添加弁18から排気浄化装置8への燃料供給を開始する。尚、内燃機関1が排気圧センサ24を備えていない場合には、ECU19は、吸入空気量(エアフローメータ20の測定値)から排気圧力を推定してもよい。
Thereafter, the
かかる方法によれば、排気圧力が目標圧力に到達するまでは燃料添加弁18からの燃料供給が行われないため、排気浄化装置8をすり抜ける燃料を減少させることができる。その結果、排気浄化装置8における供給燃料の反応率が高まり、排気浄化装置8の再生効率が高くなる。
According to such a method, since fuel supply from the
上記した目標圧力は、排気浄化装置8の再生に適した圧力と同等に設定されてもよいが、燃料添加弁18の作動開始時期が遅くなる可能性もあるため、供給燃料のすり抜けが生じ得ない圧力の下限値と同等に設定されてもよい。
The target pressure described above may be set to be equal to a pressure suitable for regeneration of the exhaust purification device 8, but since the operation start timing of the
以下、内燃機関1の予混合燃焼運転時における再生処理の実行手順について図6に沿って説明する。図6は、本実施例における再生処理ルーチンを示すフローチャートである。この再生処理ルーチンは、予めECU19のROMに記憶されているルーチンであり、ECU19によって周期的に実行される。
Hereinafter, the execution procedure of the regeneration process during the premixed combustion operation of the
再生処理ルーチンにおいて、ECU19は先ずS101において再生実行条件が成立しているか否かを判別する。再生実行条件は、例えば、排気浄化装置8のPM捕集量が予め定められた上限量以上である、或いは排気浄化装置8のSOx吸蔵量が予め定められた上限量以上である等の条件を例示することができる。
In the regeneration process routine, the
前記S101において否定判定された場合は、ECU19は本ルーチンを一旦終了する
。一方、前記S101において肯定判定された場合は、ECU19はS102へ進む。
If a negative determination is made in S101, the
S102では、ECU19は、内燃機関1が予混合燃焼運転されている否かを判別する。例えば、ECU19は、アクセルポジションセンサ25の測定値(アクセル開度Accp)と機関回転数Neとから定まる運転条件が前述した図2の予混合燃焼運転領域に属しているか否かを判別する。
In S102, the
前記S102において否定判定された場合は内燃機関1の運転状態を切り替える必要がない。このため、ECU19は、S108において、吸気絞り弁を全開させ、EGR弁を全閉させ、更に排気絞り弁17を作動(排気絞り弁17の開度を減少)させる。そして、ECU19は、燃料添加弁18を直ちに作動させる。
When a negative determination is made in S102, it is not necessary to switch the operating state of the
また、前記S102において肯定判定された場合は内燃機関1の運転状態を切り替える必要がある。このため、ECU19は、S103において、内燃機関1の運転状態を予混合燃焼運転状態から拡散燃焼運転状態へ移行させるための移行処理を開始するとともに、排気絞り弁17を作動させる。
Further, when an affirmative determination is made in S102, it is necessary to switch the operating state of the
前記した移行処理では、ECU19は、吸気絞り弁を全開させ、EGR弁を全閉させ、更に燃料噴射パターンを予混合燃焼運転用のパターンから拡散燃焼運転用のパターンへ切り替える。
In the above transition processing, the
尚、上記した移行処理において、気筒2内へ導入される空気量とEGRガス量は、予混合燃焼運転に適した量から拡散燃焼運転に適した量へ一時に変化しない。このため、燃料噴射パターンが予混合燃焼運転用のパターンから拡散燃焼運転用のパターンへ一時に切り替えられると、着火時期の変動による燃焼騒音の増加を招く可能性がある。
In the transition process described above, the amount of air and the amount of EGR gas introduced into the
そこで、燃料噴射パターンは、気筒2内へ導入される空気量とEGRガス量の変化に応じて徐々に変更されることが好ましい。よって、ECU19は、気筒2内に導入される空気量の増加及びEGRガス量の減少に応じてメイン噴射時期を徐々に遅角させるとともにパイロット燃料噴射量を徐々に増量させてもよい。このように燃料噴射パターンが徐変されると、着火時期の変動が抑えられるため、燃焼騒音の増加が抑制される。
Therefore, it is preferable that the fuel injection pattern is gradually changed according to changes in the amount of air introduced into the
ここで図6の再生処理ルーチンに戻り、ECU19は、S104において排気絞り弁17より上流の排気圧力(排気圧センサ24の測定値)が目標圧力に達したか否かを判別する。
Here, returning to the regeneration processing routine of FIG. 6, the
前記S104において否定判定された場合は、ECU19はS103へ戻る。一方、前記S104において肯定判定された場合は、ECU19はS105へ進む。
If a negative determination is made in S104, the
S105では、ECU19は、燃料添加弁18を作動(燃料添加弁18から排気浄化装置8への燃料供給を開始)させる。その際、排気浄化装置8を通過する排気の流速が十分に低くなっているため、排気浄化装置8をすり抜ける供給燃料は極めて少なくなる。更に、排気圧力の上昇によって排気浄化装置8の温度も高められているため、供給燃料が排気浄化装置8で反応(酸化)し易い。
In S105, the
従って、燃料添加弁18から供給された燃料の略全てが排気浄化装置8で反応(酸化)される。その結果、排気浄化装置8は、最小限の供給燃料によって再生に適した温度域まで昇温可能となる。また、供給燃料が排気浄化装置8をすり抜けることに起因した排気エミッションの増加も抑制される。
Accordingly, substantially all of the fuel supplied from the
S106では、ECU19は、再生終了条件が成立しているか否かを判別する。再生終了条件は、排気浄化装置8のPM捕集量が零である、排気浄化装置8のSOx吸蔵量が零である等の条件を例示することができる。
In S106, the
前記S106において否定判定された場合は、ECU19はS106の処理を再度実行する。一方、前記S106において肯定判定された場合は、ECU19はS107へ進む。
If a negative determination is made in S106, the
S107では、ECU19は排気浄化装置8の再生処理を終了する。すなわち、ECU19は、燃料添加弁18からの燃料供給を停止させるとともに、排気絞り弁17を全開させる。更に、ECU19は、現時点における運転条件(アクセル開度Accpと機関回転数Ne)が予混合燃焼運転領域に属していれば、内燃機関1の運転状態を拡散燃焼運転状態から予混合燃焼運転状態へ移行させる。
In S107, the
以上述べたようにECU19が図6の再生処理ルーチンを実行することにより、本発明に係る再生手段と禁止手段が実現される。よって、内燃機関1が予混合燃焼運転状態にある時に排気浄化装置8を効率的に再生することが可能となる。
As described above, when the
<実施例2>
次に、本発明の第2の実施例について説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 2>
Next, a second embodiment of the present invention will be described. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、排気絞り弁17の開度が減少されてから燃料添加弁18が作動開始するまでの所定期間において、着火時期の変動を抑えるように燃料噴射パターンを徐変する例について述べたが、本実施例では、排気絞り弁17の開度減少に起因したトルクの低下を燃料噴射時期の調整によって補償する例について述べる。
In the first embodiment described above, the fuel injection pattern is gradually changed so as to suppress fluctuations in the ignition timing during a predetermined period from when the opening of the
排気浄化装置8を再生するために排気絞り弁17の開度が減少させられると、背圧の上昇によってポンピングロスが増加する。ポンピングロスが増加すると、内燃機関1のトルクが低下する。これに対し、燃料噴射量を増量補正することにより、内燃機関1のトルク低下を抑制する方法が考えられるが、燃料消費量が増加する可能性がある。
When the opening degree of the
そこで、本実施例の再生処理では、ECU19は、所定期間の燃料噴射時期をトルクの低下が最も小さくなる(言い換えれば、トルクが最も高くなる)ように調整するようにした。このようにECU19が所定期間の燃料噴射時期を調整することにより本発明に係る調整手段が実現される。
Therefore, in the regeneration process of the present embodiment, the
尚、内燃機関1のトルクが最も高くなる燃料噴射時期は、気筒2内に導入される空気量やEGRガス量等によって変化するため、それらの関係を予め実験的に求めておくことが好適である。
Note that the fuel injection timing at which the torque of the
また、ECU19は、燃料噴射時期の調整によりトルクの低下を補償しきれない場合は、トルクの不足分を燃料噴射量の増量補正によって補うようにしてもよい。
In addition, when the decrease in torque cannot be compensated for by adjusting the fuel injection timing, the
このような実施例によれば、着火時期が変動する可能性はあるものの、燃料噴射量の大幅な増加を抑えつつ内燃機関1のトルク低下を抑制可能となる。その結果、再生処理の実行に伴う燃料消費量の増加を最小限に抑えることができる。
According to such an embodiment, although there is a possibility that the ignition timing may fluctuate, it is possible to suppress a decrease in torque of the
<実施例3>
次に、本発明の第3の実施例について説明する。ここでは前述した第1の実施例と異な
る構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 3>
Next, a third embodiment of the present invention will be described. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、排気絞り弁17の開度が減少されてから燃料添加弁18が作動開始するまでの所定期間において、着火時期の変動を抑えるように燃料噴射パターンを徐変する例について述べたが、本実施例では、排気温度が高くなるように燃料噴射時期を定める例について述べる。
In the first embodiment described above, the fuel injection pattern is gradually changed so as to suppress fluctuations in the ignition timing during a predetermined period from when the opening of the
排気絞り弁17の開度が減少されてから所定期間が経過するまで燃料添加弁18の作動が禁止されると、再生処理の実行期間が長くなる可能性がある。
If the operation of the
そこで、ECU19は、所定期間において燃料噴射時期を所定時期まで遅角させるようにした。所定時期は、失火を抑制し得る燃料噴射時期の範囲のうち最も遅い燃料噴射時期であってもよい。このようにECU19が所定期間の燃料噴射時期を遅角させることにより本発明に係る遅角手段が実現される。
Therefore, the
尚、失火を抑制し得る燃料噴射時期の範囲は気筒2内に導入される空気量やEGRガス量等によって変化するため、前記所定時期も気筒2内に導入される空気量やEGRガス量等に応じて変更されることが好ましい。前記所定時期と空気量とEGRガス量との関係は、予め実験的に求めておくようにしてもよい。
The range of the fuel injection timing at which misfire can be suppressed varies depending on the amount of air introduced into the
このような実施例によれば、所定期間中の排気温度が上昇する。このため、排気浄化装置8は、所定期間中に排気の熱を受けて昇温する。その結果、排気浄化装置8は、所定期間終了時(言い換えれば、燃料添加弁18の作動開始時)までに比較的高い温度まで昇温する。 According to such an embodiment, the exhaust temperature during the predetermined period increases. For this reason, the exhaust gas purification device 8 receives the heat of the exhaust gas during a predetermined period and raises the temperature. As a result, the exhaust purification device 8 rises to a relatively high temperature by the end of the predetermined period (in other words, at the start of operation of the fuel addition valve 18).
所定期間終了時の排気浄化装置8の温度が高くなると、該排気浄化装置8を再生温度域まで昇温させるために必要となる供給燃料量及び時間が少なくなる。よって、再生処理実行期間が短縮されるとともに、再生処理に起因した燃料消費量の増加が軽減される。 When the temperature of the exhaust purification device 8 at the end of the predetermined period increases, the amount of fuel and time required for raising the temperature of the exhaust purification device 8 to the regeneration temperature range are reduced. Therefore, the regeneration process execution period is shortened, and an increase in fuel consumption due to the regeneration process is reduced.
<実施例4>
次に、本発明の第4の実施例について図7〜図9に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 4>
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
本実施例では、排気絞り弁17の開度が減少されてから燃料添加弁18が作動開始するまでの所定期間の少なくとも一部の期間において、燃料噴射弁3から噴射された燃料(
以下、「噴射燃料」と称する)と吸気との混合を促進させる例について述べる。
In the present embodiment, the fuel injected from the fuel injection valve 3 (at least during a predetermined period from when the opening of the
Hereinafter, an example of promoting mixing of the intake air and the “injected fuel” will be described.
所定期間において気筒2内に導入される空気量の増加及びEGRガス量の減少が進むと、燃料噴射弁3が燃料を噴射してから噴射燃料が着火・燃焼するまでの期間(予混合期間)が短くなる。予混合期間が短くなると、噴射燃料が吸気と予混合気を形成する前に着火・燃焼されるようになる。そのような場合は、NOxの発生量が増加する可能性がある。
When the amount of air introduced into the
これに対し、本実施例の再生処理では、ECU19は、所定期間に、噴射燃料と吸気との混合を促進させる処理(以下、「予混合促進処理」と称する)を実行するようにした。
On the other hand, in the regeneration process of the present embodiment, the
噴射燃料と吸気との混合が促進されると、噴射燃料と吸気が短時間で予混合気を形成する。よって、予混合期間が短くなっても噴射燃料が予混合燃焼されるようになる。その結果、再生処理の実行に伴うNOx発生量の増加を軽減することができる。 When mixing of the injected fuel and the intake air is promoted, the injected fuel and the intake air form a premixed gas in a short time. Therefore, even if the premixing period is shortened, the injected fuel is premixed and combusted. As a result, an increase in the amount of NOx generated due to the execution of the regeneration process can be reduced.
以下、予混合促進処理の実行方法について述べる。 Hereinafter, the execution method of the premixing promotion process will be described.
図7は、内燃機関1と吸気通路4の接続部近傍の構成を示す図である。図7において、吸気通路4は、高圧EGR通路9の接続部より下流において4つの分岐管に分岐され、各分岐管は更に2つの枝管に分岐されている。各気筒2の燃焼室には2つの枝管が接続されている。2つの枝管の一方には気流制御弁26が設けられている。この気流制御弁26が閉弁されると、吸気が気筒2内へ流入する時にスワール流が生起されるようになっている。気流制御弁26は、ECU19によって電気的に制御される。
FIG. 7 is a view showing a configuration in the vicinity of the connection portion between the
ECU19は、所定期間において気流制御弁26を閉弁させる。その際、ECU19は、所定期間の全期間において気流制御弁26を閉弁させるようにしてもよいが、図8に示すように所定期間のうち気筒2内へ導入されるEGRガス量が所定量以下(或いは、気筒2内の酸素濃度が所定濃度以上)となる期間のみ気流制御弁26を閉弁させるようにしてもよい。前記した所定量は、噴射燃料が予混合燃焼可能なEGRガス量の最少量(或いは、所定濃度は噴射燃料が予混合燃焼可能な酸素濃度の最高濃度)と同等に設定されてもよい。
The
このように予混合促進処理が実行されると、所定期間において噴射燃料が予混合燃焼される期間が拡大する。その結果、再生処理の実行に起因したNOx発生量の増加を軽減することができる。 When the premixing promotion process is executed in this way, the period during which the injected fuel is premixed and combusted in a predetermined period is expanded. As a result, an increase in the amount of NOx generated due to the execution of the regeneration process can be reduced.
次に、本実施例における再生処理の実行手順について図9に沿って説明する。図9は、本実施例における再生処理ルーチンを示すフローチャートである。図9において、前述した第1の実施例と同様の処理には同一の符号が付されている。 Next, the execution procedure of the reproduction process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a flowchart showing a reproduction processing routine in the present embodiment. In FIG. 9, the same reference numerals are assigned to the same processes as those in the first embodiment described above.
ECU19は、S103の処理を実行した後に、S201へ進む。S201では、ECU19は、気筒2内に導入されるEGRガス量が所定量以下に減少したか否かを判別する。気筒2内に導入されるEGRガス量は、吸入空気量(エアフローメータ20の測定値)に基づいて推定されてもよい。
The
S201において否定判定された場合は、ECU19は、該S201の処理を繰り返し実行する。一方、S201において肯定判定された場合は、ECU19はS202へ進む。
If a negative determination is made in S201, the
S202では、ECU19は、気流制御弁26を閉弁させる。この場合、内燃機関1の気筒2内にスワール流が生起される。気筒2内にスワール流が生起されると、噴射燃料と吸気が速やかに混合する。その結果、予混合期間が短くなっても噴射燃料が予混合燃焼される。
In S202, the
また、ECU19は、S104において肯定判定されると、S203へ進む。S203では、ECU19は、燃料添加弁18の作動を開始するとともに、気流制御弁26を開弁させる。
In addition, when an affirmative determination is made in S104, the
このようにECU19が図9に示すような再生処理ルーチンを実行することにより、本発明に係る促進手段が実現される。その結果、前述した第1の実施例と同様の効果を得ることができるとともに、再生処理の実行に起因したNOx発生量の増加を軽減することができる。
Thus, when the
尚、本実施例では気筒2内にスワール流が生起される例について述べたが、タンブル流が生起されてもよい。
In the present embodiment, an example in which a swirl flow is generated in the
また、本実施例では、予混合促進処理の実行方法として、気流制御弁26を閉弁させる方法を例に挙げたが、燃料噴射弁3の燃料噴射圧力を高める方法を採用してもよい。燃料噴射弁3の燃料噴射圧力が高められると、噴射燃料の微粒化が促進される。噴射燃料の微粒化が促進されると、着火時期の遅延により予混合期間を長引かせることができるとともに噴射燃料と吸気の均質混合を促進することができる。その結果、所定期間において噴射燃料が予混合燃焼される期間を長引かせることができる。
In the present embodiment, the method of closing the
<実施例5>
次に、本発明の第5の実施例について説明する。ここでは、前述した第4の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については省略する。
<Example 5>
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. Here, a configuration different from the above-described fourth embodiment will be described, and the same configuration will be omitted.
前述した第4の実施例では、排気絞り弁17の開度が減少されてから燃料添加弁18が作動開始するまでの所定期間において噴射燃料と吸気との混合を促進させることによりNOx発生量の増加を軽減する例について述べたが、本実施例では、所定期間において単位量当たりのEGRガスに含まれる既燃ガス成分量を増加させることによりNOx発生量の増加を軽減する例について述べる。
In the above-described fourth embodiment, the NOx generation amount is reduced by promoting the mixing of the injected fuel and the intake air in a predetermined period from when the opening of the
単位量当たりのEGRガスに含まれる既燃ガス成分量が増加すると、気筒2内に導入されるEGRガス量が減少した場合であっても、気筒2内へ導入される既燃ガス成分量の減少を抑えることができる。
When the amount of burned gas component contained in the EGR gas per unit amount increases, even if the amount of EGR gas introduced into the
所定期間において気筒2内へ導入される既燃ガス成分量の減少が抑制されると、予混合期間の短縮が抑制される。このため、噴射燃料は、予混合燃焼することが可能になる。更に、気筒2内へ導入される既燃ガス成分量の減少が抑制されると、燃焼温度の上昇を抑えることもできる。従って、所定期間におけるNOx発生量の増加が可及的に軽減される。
When the decrease in the amount of burned gas component introduced into the
尚、単位量に当たりのEGRガスに含まれる既燃ガス成分を増加させる方法としては、膨張行程又は排気行程の気筒2の燃料噴射弁3からアフター噴射を行わせる方法を例示することができる。
In addition, as a method of increasing the burned gas component contained in the EGR gas per unit amount, a method of performing after injection from the
燃料噴射弁3からアフター噴射された燃料は、メイン噴射された燃料の燃焼熱を受けて酸化、若しくは排気浄化装置8において酸化される。その結果、単位量当たりの排気(EGRガス)に含まれる既燃ガス成分が増加する。従って、ECU19が燃料噴射弁3からアフター噴射を行わせることにより、本発明に係る増加手段が実現される。
The fuel after-injected from the
<実施例6>
次に、本発明の第6の実施例について図10〜図11に基づいて説明する。ここでは前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 6>
Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、排気浄化装置8の再生要求が発生した時点(再生処理実行条件が成立した時点)から再生処理を開始する例について述べたが、本実施例では排気浄化装置8の再生要求が発生する前に再生処理の事前処理を開始する例について述べる。 In the first embodiment, the example in which the regeneration process is started from the time when the regeneration request of the exhaust gas purification apparatus 8 is generated (the time when the regeneration process execution condition is satisfied) has been described. However, in the present embodiment, the exhaust gas purification apparatus 8 is started. An example in which the pre-processing of the reproduction process is started before the reproduction request is generated will be described.
ECU19は、排気浄化装置8のPM捕集量又はSOx吸蔵量が上限量に近似した時に、再生処理の事前処理を開始する。詳細には、ECU19は、排気浄化装置8のPM捕集量又はSOx吸蔵量と上限量との差が一定量以下になった時(言い換えれば、再生要求が発生するまでの猶予(時間又は走行距離)が閾値以下になった時)に事前処理を開始する。
The
ここでいう事前処理は、図10に示すように、排気絞り弁17の開度を第1開度まで減少させる処理と、吸気絞り弁を全開させる処理と、EGR弁の開度を第2開度まで減少させる処理とを含む。尚、図10中のEGR弁は高圧EGR弁10を示し、低圧EGR弁14は全閉されるものとする。
As shown in FIG. 10, the pre-processing here refers to a process of reducing the opening of the
排気浄化装置8の再生要求が発生する前に吸気絞り弁の開度が増加されるとともに高圧EGR弁10の開度が減少されると、気筒2内へ導入される空気量及びEGRガス量が予混合燃焼運転に適した量から逸脱することが懸念される。
If the opening degree of the intake throttle valve is increased and the opening degree of the high pressure EGR valve 10 is decreased before the regeneration request of the exhaust gas purification device 8 is generated, the amount of air introduced into the
しかしながら、排気絞り弁17の開度が減少されると、高圧EGR通路9の上流端と下流端との差圧が増加する。高圧EGR通路9の上流端と下流端との差圧が増加すると、該高圧EGR通路9を流れる排気(EGRガス)の量が増加する。
However, when the opening degree of the
よって、吸気絞り弁を全開させる代わりに排気絞り弁17の開度が減少されると、気筒2内へ導入されるEGRガス量の減少が防止されるとともに、気筒2内へ導入される空気量の増加が防止される。すなわち、吸気絞り弁を全開させる代わりに排気絞り弁17の開度が減少されると、EGR率の変動を防止することができる。
Therefore, if the opening of the
更に、前記した差圧が事前処理の実行前より大きくなるように第1開度が設定されると、第2開度が小さく設定されても気筒2内へ導入される空気量及びEGRガス量の変化を防止することができる。
Further, when the first opening is set so that the above-described differential pressure becomes larger than before the pre-processing, the amount of air and EGR gas introduced into the
このような事前処理が再生要求発生前に行われると、再生要求が発生した時(再生処理を開始する時)に、吸気絞り弁を全開させる処理が必要なくなる。更に、排気絞り弁17及び高圧EGR弁10の開度が既に減少されているため、これらの弁開度が再生処理に適した開度まで動作する時間も短くなる。
If such pre-processing is performed before the regeneration request is generated, it is not necessary to fully open the intake throttle valve when the regeneration request is generated (when the regeneration process is started). Furthermore, since the opening degree of the
よって、再生要求発生後の早い時期に燃料添加弁18を作動させることができる。その結果、前述した第1の実施例の効果に加え、再生処理の実行時間を著しく短縮することができるという効果を得ることができる。
Therefore, the
ところで、上記したような事前処理が行われると、再生要求が発生した時点で排気圧力が既に目標圧力以上まで上昇している場合も考えられる。このような場合は、再生要求発生後に直ちに燃料添加弁18を作動させてもよい。但し、高圧EGR弁10が全閉となる前に燃料添加弁18が作動すると、供給燃料が高圧EGR通路9を経て吸気通路4へ流れる虞がある。このため、高圧EGR弁10が全閉するまでは燃料添加弁18の作動を控えた方がよい。
By the way, when the pre-processing as described above is performed, there may be a case where the exhaust pressure has already increased to the target pressure or higher when the regeneration request is generated. In such a case, the
以下、本実施例における事前処理及び再生処理の実行手順について図11に沿って説明する。図11は、事前処理と再生処理を含む処理ルーチンを示すフローチャートである。図11において前述した第1の実施例の再生処理ルーチンと同様の処理には同一の符号が付されている。 Hereinafter, the execution procedure of the preliminary process and the reproduction process in the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 11 is a flowchart showing a processing routine including pre-processing and reproduction processing. In FIG. 11, the same reference numerals are assigned to the processes similar to the reproduction process routine of the first embodiment described above.
図11の処理ルーチンにおいて、ECU19は、S101の処理を実行する前にS301〜S303の処理を実行する。
In the processing routine of FIG. 11, the
S301では、ECU19は、事前処理の実行条件が成立しているか否かを判別する。事前処理の実行条件としては、排気浄化装置8のPM捕集量又はSOx吸蔵量と上限量との差が一定量以下であることを例示することができる。このようにECU19がS301の処理を実行することにより、本発明に係る予測手段が実現される。
In step S301, the
前記S301において否定判定された場合はECU19は本ルーチンの実行を一旦終了する。一方、前記S301において肯定判定された場合はECU19はS302へ進む。
If a negative determination is made in S301, the
S302では、ECU19は、内燃機関1が予混合燃焼運転されているか否かを判別する。このS302において否定判定された場合は、ECU19は、S306及びS108を順次実行する。すなわち、ECU19は、再生実行条件が成立した時点でS108の処理を実行する。
In S302, the
また、前記S302において肯定判定された場合は、ECU19はS303へ進む。S303では、ECU19は前述したような事前処理の実行を開始する。
If an affirmative determination is made in S302, the
続いて、ECU19は、S101へ進み、再生実行条件が成立したか否か(言い換えれば再生要求が発生したか否か)を判別する。S101において否定判定された場合は、ECU19は該S101の処理を繰り返し実行する。一方、S101において肯定判定された場合は、ECU19はS304へ進む。
Subsequently, the
S304では、ECU19は、再生処理の実行を開始する。具体的には、ECU19は、EGR弁を全閉させるとともに排気絞り弁17の開度を再生に適した開度まで減少させる。
In S304, the
その際、EGR弁の開度及び排気絞り弁17の開度は先の事前処理によりある程度小さくされているため、EGR弁及び排気絞り弁17の開度は短時間で目標開度に到達する。
At that time, since the opening degree of the EGR valve and the opening degree of the
尚、燃料噴射パターンの切替は、S304の処理と同時に行われてもよく、或いは後述するS105の処理と同時に行われてもよい。 The fuel injection pattern switching may be performed simultaneously with the process of S304, or may be performed simultaneously with the process of S105 described later.
ECU19は、S304の処理を実行し終えるとS104へ進む。S104において肯定判定されると、ECU19はS305へ進む。
When the
S305では、ECU19は、EGR弁の実際の開度が全閉であるか否かを判別する。S305において否定判定された場合は、ECU19はS104へ戻ってもよく、若しくは該S305の処理を繰り返し実行してもよい。
In S305, the
前記S305において肯定判定された場合は、ECU19は、S105へ進み、燃料添加弁18を作動させる。
If an affirmative determination is made in S305, the
以上述べたような手順により事前処理及び再生処理が行われると、前述した第1の実施例で述べた効果を得ることができるとともに、再生処理の実行期間を著しく短くすることができるという効果も得ることができる。 When the pre-processing and the reproduction process are performed according to the procedure as described above, the effect described in the first embodiment can be obtained, and the execution period of the reproduction process can be remarkably shortened. Obtainable.
尚、内燃機関1が可変動弁機構を備えている場合には、ECU19は、事前処理においてEGR弁を全閉させるとともに、排気絞り弁17の開度を再生に適した開度まで減少させてもよい。
When the
この場合、EGR通路を介して気筒2内へ導入されるEGRガス量は略零になるが、可変動弁機構を利用して内部EGRを増加させることにより、EGR率の変動(低下)を防止することができる。
In this case, the amount of EGR gas introduced into the
内部EGRを増加させる具体的は方法としては、吸気弁の開弁時期を進角させることに
よりバルブオーバーラップを増加させる方法や、排気バルブの閉弁時期を進角させることにより気筒2内に残留する既燃ガスを増加させる方法等を例示することができる。
As a specific method for increasing the internal EGR, the valve overlap is increased by advancing the valve opening timing of the intake valve, or the valve E is left in the
このように可変動弁機構を利用した場合は、再生要求の発生時に直ちに燃料添加弁18を作動させることができるため、再生処理の実行期間を一層短くすることが可能となる。
When the variable valve mechanism is used in this way, the
<実施例7>
次に、本発明の第7の実施例について図12に基づいて説明する。ここでは、前述した第1の実施例と異なる構成について説明し、同様の構成については説明を省略する。
<Example 7>
Next, a seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. Here, a configuration different from that of the first embodiment will be described, and description of the same configuration will be omitted.
前述した第1の実施例では、排気絞り弁17の開度を減少させてから排気圧力が目標圧力に到達するまで燃料添加弁18の作動を禁止する例について述べたが、本実施例では、排気絞り弁17の開度を減少させてから排気温度が目標温度に到達するまで燃料添加弁18の作動を禁止する例について述べる。
In the first embodiment described above, the example in which the operation of the
図12は、本実施例における再生処理の実行手順を示すタイミングチャートである。本実施例の再生処理では、ECU19は、再生要求が発生した時点で吸気絞り弁及びEGR弁の開度を変更せずに、排気絞り弁17の開度のみを減少させる。また、内燃機関1の運転状態は予混合燃焼運転を維持する。
FIG. 12 is a timing chart showing the execution procedure of the reproduction process in this embodiment. In the regeneration process of the present embodiment, the
この場合、排気絞り弁17の開度減少により、該排気絞り弁17より上流の排気温度が上昇する。ECU19は、排気温度(排気温度センサ23の測定値)が目標温度に到達すると、吸気絞り弁を全開させ、EGR弁を全閉させ、更に燃料噴射パターンを予混合燃焼運転用のパターンから拡散燃焼運転用のパターンへ切り替える。
In this case, the exhaust temperature upstream of the
尚、上記した目標温度は、内燃機関1から排出される未燃燃料成分が排気浄化装置8で酸化する際の反応熱、及び排気絞り弁17の開度減少によって達成し得る排気温度の上限値であり、再生温度域より低い温度である。
The target temperature described above is the upper limit value of the exhaust temperature that can be achieved by the reaction heat when the unburned fuel component discharged from the
また、排気温度が目標温度に到達した時には排気圧力も十分に高くなっている。このため、排気温度が目標温度に到達した時点で燃料添加弁18の作動が開始されても、供給燃料が排気浄化装置8をすり抜けることは殆どない。
Further, the exhaust pressure is sufficiently high when the exhaust temperature reaches the target temperature. For this reason, even if the operation of the
しかしながら、排気温度が目標温度に到達した時点ではEGR弁が開弁しているため、供給燃料がEGR通路を経て吸気通路4へ流れる虞がある。よって、EGR弁の開度が全閉となるまで燃料添加弁18の作動開始を控えることが好ましい。
However, since the EGR valve is opened when the exhaust gas temperature reaches the target temperature, the supplied fuel may flow to the intake passage 4 through the EGR passage. Therefore, it is preferable to refrain from starting the operation of the
このような方法により再生処理が実行されると、排気絞り弁17の開度が減少された時点から排気温度が目標温度に到達する時点まで内燃機関1を予混合燃焼運転させることができるので、NOx発生量の増加を低減することができる。
When the regeneration process is executed by such a method, the
尚、本実施例では、再生要求が発生した時に排気絞り弁17の開度を減少させる例について述べたが、前述した第6の実施例のように再生要求が発生する前の事前処理として排気絞り弁17の開度を減少させるようにしてもよい。
In the present embodiment, an example in which the opening degree of the
この場合、再生要求発生後の早い時期に燃料添加弁18を作動させることが可能になるとともに、排気浄化装置8を再生温度域まで昇温させるために必要となる供給燃料量及び時間を少なくすることが可能になる。その結果、再生処理に起因した燃料消費量の増加を軽減することができるとともに、再生処理の実行期間を短くすることができる。
In this case, the
1・・・・・内燃機関
2・・・・・気筒
3・・・・・燃料噴射弁
4・・・・・吸気通路
5・・・・・遠心過給機(ターボチャージャ)
7・・・・・排気通路
8・・・・・排気浄化装置
9・・・・・高圧EGR通路
10・・・・高圧EGR弁
11・・・・高圧EGRクーラ
12・・・・第2吸気絞り弁
13・・・・低圧EGR通路
14・・・・低圧EGR弁
15・・・・低圧EGRクーラ
16・・・・第1吸気絞り弁
17・・・・排気絞り弁
18・・・・燃料添加弁
19・・・・ECU
20・・・・エアフローメータ
23・・・・排気温度センサ
24・・・・排気圧センサ
26・・・・気流制御弁
DESCRIPTION OF
7... Exhaust passage 8. Exhaust purification device 9... High pressure EGR passage 10... High pressure EGR valve 11... High
20 .... Air flow meter 23 ... Exhaust temperature sensor 24 ...
Claims (9)
内燃機関の排気通路に配置された排気浄化装置と、
前記排気浄化装置より下流の排気通路に配置された排気絞り弁と、
前記排気浄化装置へ流入する排気に還元剤を供給する供給手段と、
前記排気絞り弁の開度減少と前記供給手段による還元剤の供給を併用して前記排気浄化装置の再生を図る再生手段と、
前記内燃機関の予混合燃焼運転時に前記再生手段による前記排気浄化装置の再生が必要になると、前記排気絞り弁の開度を減少させてから所定期間は前記供給手段による還元剤の供給を禁止する禁止手段と、
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 In an internal combustion engine exhaust purification system capable of premixed combustion operation,
An exhaust purification device disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine;
An exhaust throttle valve disposed in an exhaust passage downstream of the exhaust purification device;
Supply means for supplying a reducing agent to the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification device;
Regenerating means for regenerating the exhaust purification device by using a reduction in the opening of the exhaust throttle valve and supplying a reducing agent by the supplying means;
When regeneration of the exhaust purification device by the regeneration means becomes necessary during the premixed combustion operation of the internal combustion engine, the supply of the reducing agent by the supply means is prohibited for a predetermined period after the opening of the exhaust throttle valve is reduced. Prohibited means,
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising:
前記内燃機関の排気通路と前記吸気通路を連通するEGR通路に配置されたEGR弁と、
前記内燃機関の予混合燃焼運転時に前記再生手段による前記排気浄化装置の再生が必要になることを事前に予測する予測手段と、を更に備え、
前記再生手段は、前記予測手段による事前の予測がなされた時に、前記吸気絞り弁の開度増加、前記EGR弁の開度減少、及び前記排気絞り弁の開度減少を図ることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 The intake throttle valve disposed in the intake passage of the internal combustion engine according to claim 1,
An EGR valve disposed in an EGR passage communicating the exhaust passage of the internal combustion engine and the intake passage;
Predicting means for predicting in advance that regeneration of the exhaust purification device by the regeneration means is required during premixed combustion operation of the internal combustion engine,
The regeneration means is configured to increase the opening degree of the intake throttle valve, decrease the opening degree of the EGR valve, and decrease the opening degree of the exhaust throttle valve when the prediction means makes a prior prediction. An exhaust purification system for an internal combustion engine.
前記内燃機関の排気通路と前記吸気通路を連通するEGR通路に配置されたEGR弁と、
前記内燃機関の予混合燃焼運転時に前記再生手段による前記排気浄化装置の再生が必要になることを事前に予測する予測手段と、
前記内燃機関の吸気バルブおよび/または排気バルブの開弁特性を変更する可変動弁機構と、を更に備え、
前記再生手段は、前記予測手段による事前の予測がなされた時に、前記吸気絞り弁の開度増加、前記EGR弁の全閉、前記排気絞り弁の開度減少、及び前記可変動弁機構による内部EGRの増加を図ることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 The intake throttle valve disposed in the intake passage of the internal combustion engine according to claim 1,
An EGR valve disposed in an EGR passage communicating the exhaust passage of the internal combustion engine and the intake passage;
Predicting means for predicting in advance that regeneration of the exhaust purification device by the regeneration means is required during premixed combustion operation of the internal combustion engine;
A variable valve mechanism for changing valve opening characteristics of the intake valve and / or the exhaust valve of the internal combustion engine,
The regeneration means is configured to increase the opening of the intake throttle valve, fully close the EGR valve, decrease the opening of the exhaust throttle valve, and reduce the opening of the variable throttle mechanism when the prediction is performed in advance. An exhaust purification system for an internal combustion engine characterized by increasing EGR.
ることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 8. The predetermined period according to claim 1, wherein the predetermined period is a period from a time when an opening degree of the exhaust throttle valve is reduced to a time when an exhaust pressure upstream of the exhaust throttle valve reaches a target pressure. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
前記所定期間は前記内燃機関を予混合燃焼運転させる制御手段を更に備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 8. The predetermined period according to claim 1, wherein the predetermined period is a period from a time when an opening degree of the exhaust throttle valve is reduced to a time when an exhaust temperature upstream of the exhaust throttle valve reaches a target temperature. ,
An exhaust purification system for an internal combustion engine, further comprising control means for causing the internal combustion engine to perform a premix combustion operation during the predetermined period.
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