JP4941079B2 - 内燃機関の排気還流制御装置 - Google Patents
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Description
また、上記の内燃機関の排気還流装置は、排気ガス中の酸素濃度低減要求と、排気浄化装置の再生要求とが同一タイミングで発生した場合、排気浄化装置の再生要求を優先し、それに必要な量の燃料を排気ガスに供給する。同時に、酸素濃度低減要求に応えるために、排気ガスの還流量を調整する。好適には、前記酸素濃度制御手段は、前記再生要求量が前記酸素濃度低減要求量より大きいときは前記排気還流手段による排気ガスの還流量を減少させ、前記再生要求量が前記酸素濃度低減要求量以下であるときは前記還流量を増加させる。再生要求量が酸素濃度低減要求量より大きい場合は、酸化触媒での酸素消費が大きくなり、吸気の酸素濃度が必要以上に低下して燃焼が不安定になる恐れがあるので、排気ガスの還流量を調整することにより、燃焼を安定化させつつNOx低減効果を得る。
図1は、本発明の第1実施形態に係る内燃機関100の概略構成を示すブロック図である。なお、図1において、実線の矢印は吸気及び排気の流れを示し、破線の矢印は制御信号を示す。
第2実施形態は、排気ガス中に必要な量の燃料供給を行うことにより、EGRガスの酸素濃度を低下させる点では第1実施形態と同様である。但し、第1実施形態では、燃料噴射弁を利用したポスト噴射により排気ガス中に燃料を供給したのに対し、第2実施形態では、燃料噴射弁とは別個に設けた燃料添加弁を利用する。
第3実施形態は、ターボチャージャの下流側からEGRガスと取り出すEGR装置(以下、「低圧ループEGR装置」と呼ぶ。)を備える内燃機関に本発明を適用したものである。図5に、第3実施形態による内燃機関100cの概略構成を示す。図3に示す第2実施形態の内燃機関100bと比較するとわかるように、第3実施形態の内燃機関100cでは、ターボチャージャ23の上流側のEGR通路31は無く、排気通路25のタービン23bより下流側の位置と、吸気通路20のコンプレッサ23aより上流側の位置とを接続するEGR通路35が設けられている。なお、EGR通路35は、排気通路35に設けられた酸化触媒36より下流側の位置からEGRガスを取り出すように構成されている。EGR通路35にはEGRガス量を制御するためのEGR弁37が設けられており、EGR弁37の開度はECU7からの制御信号S6により制御される。
第4実施形態は、高圧ループEGR装置と低圧ループEGR装置の両方を備えた内燃機関に本発明を適用したものである。図6に、第4実施形態に係る内燃機関100dの概略構成を示す。図示のように、内燃機関100dは、高圧ループEGR装置を構成するEGR通路31と、低圧ループEGR装置を構成するEGR通路35とを備えている。即ち、内燃機関100dは、図3に示す第2実施形態の内燃機関100bと、図5に示す第3実施形態の内燃機関100cとを組み合わせた構成となっている。
第5実施形態は、上記第1〜第4実施形態の内燃機関100〜100dにおいて、EGRガスの酸素濃度低減制御と同一タイミングで、触媒再生のための燃料供給が要求された場合の処理に関する。ここでの「触媒」は、例えば粒子状物質を処理するDPF(Diesel Particulate Filter)、NOxを処理するNOx吸蔵還元型触媒などの排気浄化装置をいう。この触媒は、図1及び図3においてはタービン23bの下流位置に、図5及び図6においては酸化触媒36の下流位置に設けられる。「触媒再生」は、DPFの場合にはPM(Particulate Matter)再生、NOx吸蔵還元型触媒の場合には吸蔵したNOxを還元して処理するためのいわゆるリッチスパイク制御などを指し、排気ガスに燃料を添加することにより実行される。
上記の各実施形態では、排気ガス中の酸素濃度を新気量、燃料噴射量などから算出しているが、その代わりに、排気通路に設けられた酸素センサなどのセンサ出力を用いて求めることとしてもよい。
10 エンジン
15 燃料噴射弁
17 燃料添加弁
20 吸気通路
23 ターボチャージャ
25 排気通路
31、35 EGR通路
32、36 酸化触媒
33、37 EGR弁
Claims (2)
- 酸化触媒と、
前記酸化触媒を通過した排気ガスを吸気通路へ還流する排気還流手段と、
前記排気ガス中の酸素濃度を取得する酸素濃度取得手段と、
前記酸化触媒を流れる排気ガス中に燃料を供給する燃料供給手段と、
前記酸素濃度が所定値より大きいときに、前記燃料供給手段により、前記排気ガス中に酸素濃度低減要求量の燃料を供給させる酸素濃度制御手段と、
前記排気ガスを浄化する排気浄化装置と、
前記排気浄化装置の排気浄化性能を回復するために、前記燃料供給手段により、前記排気ガス中に再生要求量の燃料を供給させる再生制御手段と、を備え、
前記酸素濃度制御手段は、前記再生制御手段により前記再生要求量の燃料が供給される場合には、前記酸素濃度低減要求量の燃料供給を停止するとともに、前記再生要求量が前記酸素濃度低減要求量より大きいときは前記排気還流手段による排気ガスの還流量を減少させ、前記再生要求量が前記酸素濃度低減要求量以下であるときは前記還流量を増加させることを特徴とする内燃機関の排気還流装置。 - 前記酸素濃度制御手段は、前記酸素濃度に基づいて、前記酸素濃度低減要求量を決定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気還流装置。
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