JP5727274B2 - エンジンシステム - Google Patents
エンジンシステム Download PDFInfo
- Publication number
- JP5727274B2 JP5727274B2 JP2011073456A JP2011073456A JP5727274B2 JP 5727274 B2 JP5727274 B2 JP 5727274B2 JP 2011073456 A JP2011073456 A JP 2011073456A JP 2011073456 A JP2011073456 A JP 2011073456A JP 5727274 B2 JP5727274 B2 JP 5727274B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- exhaust gas
- engine
- catalyst
- output
- change
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
Landscapes
- Exhaust-Gas Circulating Devices (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
Description
通常、特許文献1に示す様なエンジンシステムでは、エンジンは、エンジン出力(例えば、軸出力)が、要求される出力となる好適なエンジン運転状態で運転される。この好適なエンジン運転状態は、エンジンが当該出力を出す上で、エンジン特性等のエンジン側の要因からエンジン効率が最も高くできるように決定される。このとき、エンジンの排ガス温度は、エンジン出力が大きい場合に高くなり、エンジン出力が小さい場合に低くなる。そして、当該排ガスを浄化する排ガス浄化触媒の温度は、この排ガス温度に依存する。
ここで、一般的な排ガス浄化触媒は、その活性が高くなる活性温度域があり、特に、その温度が活性温度域の下限閾値を下回ると、活性が低下する。
このため、特許文献1に開示の技術では、例えば、エンジン出力を低出力側に変更する場合に、その変更に従って排ガス温度が低下し、排ガス温度が、一定値とされる排ガス浄化触媒の活性温度域の下限閾値よりも低くなる状況では、排ガス温度を排ガス浄化触媒の活性温度域の下限閾値以上とするように、エンジンの運転状態を排ガス浄化触媒側の理由から制御している。当該制御は、排ガス浄化触媒を良好に働かせるために不可避的な制御である。即ち、エンジンの運転状態を、排ガス浄化触媒の活性起因の要因により変更せざるを得ない。
排ガス流量の減少をもたらすエンジン運転状態の変更が、出力の低下側への変更、エンジン回転速度の低速側への変更もしくは、スロットルバルブの閉側への変更の何れか一つ以上であり、
排ガス温度に対する閾値が、前記触媒浄化装置に備えられる触媒の活性温度域の下限閾値であって、前記排ガス温度が当該下限閾値よりも低くなった場合に前記エンジン運転状態を変更する必要が生じる前記下限閾値に関し、前記排ガス流量の減少をもたらす前記エンジン運転状態の変更に対応して低温側に前記下限閾値が設定されている点にある。
即ち、排ガス流量の減少をもたらすエンジン運転状態の変更に対して、前記閾値は、低温側に設定される。ここで、この閾値の低温側への変更下限は、新たに設定される低温側の閾値の温度で、排ガス浄化触媒を活性が低下した状態で使用したとしても、エンジン運転状態の変更後の状態で、排出されてくる排ガスの浄化が可能な下限温度となる。
これに対して、本願においては、出力の低下を行った場合、下限閾値も低下させるため、排ガス温度が低下したとしても、排ガス温度が下限閾値を下回る状態の発生が遅れる。
結果、出力の低下変更に対応して、下限閾値を一定値としていた場合に排ガス温度が下限閾値以下となる出力範囲でも、エンジンの運転状態をその要因に基づいて変更する必要はなくなり、エンジン特性から決定される好適なエンジン運転状態でエンジンの運転を継続することができ、排ガスを良好に浄化しながらも、エンジンの運転状態を好適な状態に維持することができる。換言すると、この状態におけるエンジンの運転状態の選択性が広がる。
前記触媒浄化装置に設けられた触媒は、前記排ガスを三元触媒方式で浄化する三元触媒であり、
前記下限閾値は、前記三元触媒の下限側の温度の下限閾値である触媒下限閾値である点にある。
前記燃焼室から排出された前記排ガスを前記燃焼室に還流させるEGR手段が設けられ、高出力領域において前記EGR手段を働かせて、当該高出力領域において排ガス流量を一定に維持する構成とされるとともに、前記高出力領域より出力が低い低出力領域において、前記EGR手段を運転したまま出力低下に伴って排ガス流量が低下される構成とされ、
前記下限閾値が、前記高出力領域で一定に、前記低出力領域で、前記高出力領域における一定値から出力低下に伴って低下されている点にある。
本願の第1実施形態に係るエンジンシステムを、図1、2に基づいて説明する。
本発明に係るエンジンシステムは、エンジン運転状態を好適な状態に維持しながらも、触媒にて適切な浄化性能を発揮させるべく、排ガス温度に対する閾値であって、排ガス温度が当該閾値よりも低くなった場合にエンジン運転状態を変更する必要が生じる閾値を、排ガス流量の減少を発生するエンジン運転状態の変更に対応して低温側に設定する点に特徴がある。
そこで、以下では、図1、2に基づいて、エンジンシステムの基本構成について説明した後、排ガス温度に対する閾値の設定について説明する。
尚、図示は省略するが、エンジン20の回転速度は、クランク角センサにて検出可能に構成されており、検出した回転速度は制御装置40に送られる。
さらに、このミキサ13に燃料Gを導く燃料供給路14には、ミキサ13への燃料供給量を調整可能な燃料制御弁12が設けられている。即ち、燃料制御弁12の開度を制御することで、吸気路10に導かれる燃料Gの流量を変更可能に構成されている。
排ガス流量センサ31の下流側には、排ガスEを三元触媒方式で浄化処理する三元触媒部33が設けられている。制御装置40は、当該排ガス流量センサ31の測定結果に基づいて、閾値の設定を実行する。ここで、使用する排ガス流量と閾値との関係は、図2に示す触媒下限閾値C1と排ガス流量Lとの関係である。
三元触媒部33は、理論空燃比の排ガスE、即ち含有する酸化性成分と還元性成分とが釣り合った状態である排ガスEを、三元触媒に通流させて、その排ガスEに含まれるNOx、CO、及びHCを同時除去するように構成されている。上記三元触媒としては、白金やロジウムを含む触媒等の公知の三元触媒を利用することができる。
三元触媒は、その温度が、触媒上限閾値より高くとなると劣化してしまい、触媒下限閾値未満となると活性が低下して処理できる排ガス流量が減少する。そこで、三元触媒部33には、その温度を測定する温度センサ32が設けられており、制御装置40は、当該温度センサ32の温度に基づいて、三元触媒部33の温度が、本願の閾値である触媒下限閾値C1よりも低くなった場合に、排ガス温度を上昇させるようにエンジン運転状態を制御する。
当該エンジン運転状態の制御は、主に、出力の変更をもたらす燃料供給量の変更、エンジン回転速度の変更、スロットルバルブ11の開度の変更にて行われる。
ここで、出力の変更は、主に燃料制御弁12の開度を変更することにより、燃焼室22に導かれる燃料Gの流量を制御することにより、実現できる。
また、エンジン回転速度の変更は、燃料制御弁12、吸気バルブ21、排気バルブ25の開閉時期、点火プラグ23による点火時期を変更すること等により、実現できる。
スロットルバルブ11の開度の変更は、燃料供給量の変更に伴って、燃焼室22に供給される燃料を適切な空燃比で燃焼すべく、当該燃料供給量の変更に対応して行われる。
本例では、三元触媒を利用して排ガス浄化を行うため、空気過剰率λ(実際に燃焼室に供給される空気量/燃料量に対応した理論空気量)を1とする空燃比制御が下記する制御装置40で実行される。
即ち、制御装置40は、図2に示すように、排ガス温度に対する閾値であって、排ガス温度が当該閾値よりも低くなった場合にエンジン運転状態を変更する必要が生じる閾値として、三元触媒部33に設けられている三元触媒の触媒下限閾値C1を、三元触媒部33に導かれる排ガス流量の減少をもたらすエンジン運転状態の変更に対応して低温側に設定している。
この例では、出力の全領域で、出力の低下に伴って閾値が低下設定されている。
ここで、三元触媒部33に導かれる排ガスEの流量の減少を発生するエンジン運転状態の変更とは、エンジン出力の低下側への変更、エンジン回転速度の低速側への変更、スロットルバルブ11の閉側への変更のいずれか一つ以上である。
以下、本発明と従来技術とを比較して、排ガス温度に対する閾値であって、排ガス温度が当該閾値よりも低くなった場合にエンジン運転状態を変更する必要が生じる閾値と、排ガス温度、排ガス流量との関係について説明する。
〔本発明の構成〕
本発明においては、図2に示すように、出力の低下を行った場合、触媒下限閾値C1は予め低下設定される。この状況では、出力の低下に伴って、排ガス温度(図2で直線T)が低下するが、このように低下したとしても、排ガス温度が触媒下限閾値C1を下回ることはない。即ち、排ガス温度が触媒下限閾値C1を下回る状態の発生が遅れる。
結果、触媒を適切に働かせて排ガスを良好に浄化しながらも、エンジンの運転状態をエンジン特性に応じた好適な状態で使用できる。換言すると、この状態におけるエンジンの運転状態の選択性が広がる。即ち、エンジンをより効率のよい状態で運転できる。
〔特許文献1に示す従来技術の場合〕
図2に、一点鎖線で従来技術における触媒下限閾値C2を示した。触媒下限閾値C2は、出力の低下変更に拘らず従来は一定である。一般に、出力の低下は、エンジン20における燃料燃焼量の低下に繋がり、排ガス温度(図2で直線T)の低下に繋がる。触媒下限閾値C2を一定としておいた場合、この一定閾値より排ガス温度が低下した場合(同図においてP点より右側に出力が低下した場合)に、エンジンの運転状態を、触媒を良好に働かせるために変更する必要が生じる。具体的には、エンジンの運転状態を、排ガス温度Tが一定の触媒下限閾値C2(図2で直線C2)より高くなるように、変更する。
このような変更は、エンジン性能自体に基づいた運転状態の変更とは言えず、排ガス浄化触媒要因の制約を受けた運転状態の変更と言え、事実上、エンジン運転状態の選択性が規制を受けることとなり、必ずしもエンジンをより効率のよい状態で運転できるとはかぎらない。
当該第2実施形態は、燃焼室22から排出された排ガスEを燃焼室22に還流させるEGR流路(排ガス再循環流路)50及びEGR量(排ガス再循環量)を制御するEGR制御弁(排ガス再循環制御弁)51(EGR手段(排ガス再循環手段)の一例)を設けた構成において、三元触媒の触媒下限閾値C1の設定に関するものである。
そこで、以下では、EGR(排ガス再循環)に関連する部分について、重点的に説明し、上記第1実施形態と同様の構成、及び同様の制御については、説明を割愛することがある。
当該EGR流路50及びEGR制御弁51にて、EGRを実行することにより、燃焼室22には、新気(空気A及び燃料G)と排ガスEとの混合気Mが導かれることとなり、EGRを実行しない場合に比較すると、結果的に、1サイクル当りに燃焼室22に導かれる新気の流量が減少するため、その出力は低減する。
即ち、制御装置40は、EGRを実行するように、EGR制御弁51を制御することにより、エンジン20の出力を低減する制御を実行できる。
図4に示すように、第2実施形態において出力領域は出力が高い高出力領域と、その高出力領域より出力が低い低出力領域とに分けられている。そして、上記のEGR手段のそれら両領域で働かせる構成を採用する。結果、エンジンを効率よく運転できる。
そして、高出力領域においては、EGR手段が働く状態で排ガス流量を一定に維持する運転を実行する。一方、低出力領域においては、前記EGR手段を運転したまま出力低下に伴って排ガス流量が低下される運転を実行する。この低出力領域は、新気の流量減少度合いが大きく、EGRを行ったとしても、排ガス流量が全体として低下する領域である。即ち、EGR流量の増加のみでは達成できない低出力を、エンジン回転速度の低速側の変更、及びスロットルバルブ11の閉側への変更により達成する領域である。
そして、高出力領域では、前記閾値が一定に、低出力領域では、前記高出力領域における一定値から出力低下に伴って低下される構成が採用されている。
〔エンジン運転状態の変更:EGRの流量増加〕
図4の点線の左側に示す高出力領域では、出力を低下させるのに、エンジン運転状態の変更として、EGR流量の増加を実行する。この状態では、スロットルバルブ11の開度が一定でエンジンの回転速度は保持される。このとき、EGR流量が増加した分だけ、新気の流量は減少することになるが、新気は、ベンチュリーミキサー13により空気過剰率λ(実際に燃焼室に供給される空気量/燃料量に対応した理論空気量)が1に保たれた状態で、供給される。EGRの流量の増加により、三元触媒部33に導かれる排ガスEの流量は実質的に一定(図4で点線の左側の直線L)に維持される。このため、当該エンジン運転状態の変更は、排ガス流量の減少をもたらすエンジン運転状態の変更に該当しないため、三元触媒の触媒下限閾値C1は一定(図4で点線の左側の直線C1)としている。
これにより、第2実施形態のエンジンシステムにあっては、高出力領域では、三元触媒の触媒下限閾値C1は、従来技術の触媒の触媒下限閾値C2と同じく、一定の値とする。
即ち、エンジン20の出力が比較的高い場合であって、排ガス温度が触媒下限閾値C1よりも十分に高いときには、EGRにてエンジン20の出力を低下させることで、従来型の閾値設定とするだけで、排ガスの浄化を適切に行なえる。
図4の点線の右側に示す低出力領域では、出力を低下させるのに、エンジンの運転状態の変更として、出力の低下側への変更(燃料供給量の低下変更、スロットルバルブ11の閉側への変更、EGR開度は一定に維持)を行なって、エンジンの回転速度の低速側への変更を行う。当該エンジン運転状態の変更においては、三元触媒部33に導かれる排ガス流量(図4で点線の右側の直線L)は減少させる。このため、当該エンジン運転状態の変更は、排ガス流量の減少を発生するエンジン運転状態の変更に該当するため、三元触媒の触媒下限閾値(図4で点線の右側の直線C1)は、出力の低下側への変更に伴って閾値を低温側に設定する。
これにより、低出力領域で、第1実施形態と同様に、出力の低下に伴って、排ガス温度(図2で直線T)が低下するが、このように低下したとしても、排ガス温度が触媒下限閾値C1を下回ることはない。即ち、排ガス温度が触媒下限閾値C1を下回る状態の発生が遅れる。
結果、触媒を適切に働かせて排ガスを良好に浄化しながらも、エンジンの運転状態をエンジン特性に応じた好適な状態で使用できる。換言すると、この状態におけるエンジンの運転状態の選択性が広がる。
22 :燃焼室
33 :三元触媒
50 :EGR流路
51 :EGR制御弁
C1 :触媒下限閾値
E :排ガス
M :混合気
Claims (3)
- 燃焼室にて混合気を燃焼させるエンジンと、前記燃焼室から排出される排ガスを浄化処理する触媒浄化装置とを備えたエンジンシステムであって、
排ガス流量の減少をもたらすエンジン運転状態の変更が、出力の低下側への変更、エンジン回転速度の低速側への変更もしくは、スロットルバルブの閉側への変更の何れか一つ以上であり、
排ガス温度に対する閾値が、前記触媒浄化装置に備えられる触媒の活性温度域の下限閾値であって、前記排ガス温度が当該下限閾値よりも低くなった場合に前記エンジン運転状態を変更する必要が生じる前記下限閾値に関し、前記排ガス流量の減少をもたらす前記エンジン運転状態の変更に対応して低温側に前記下限閾値が設定されているエンジンシステム。 - 前記触媒浄化装置に設けられた触媒は、前記排ガスを三元触媒方式で浄化する三元触媒であり、
前記下限閾値は、前記三元触媒の下限側の温度の下限閾値である触媒下限閾値である請求項1に記載のエンジンシステム。 - 前記燃焼室から排出された前記排ガスを前記燃焼室に還流させるEGR手段が設けられ高出力領域において前記EGR手段を働かせて、当該高出力領域においては排ガス流量を一定に維持する構成とされるとともに、前記高出力領域より出力が低い低出力領域において、前記EGR手段を運転したまま出力低下に伴って排ガス流量が低下される構成とされ、
前記下限閾値が、前記高出力領域で一定に、前記低出力領域で、前記高出力領域における一定値から出力低下に伴って低下されている請求項1又は2に記載のエンジンシステム。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011073456A JP5727274B2 (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | エンジンシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011073456A JP5727274B2 (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | エンジンシステム |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012207582A JP2012207582A (ja) | 2012-10-25 |
JP5727274B2 true JP5727274B2 (ja) | 2015-06-03 |
Family
ID=47187525
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011073456A Active JP5727274B2 (ja) | 2011-03-29 | 2011-03-29 | エンジンシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5727274B2 (ja) |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH06100127B2 (ja) * | 1984-10-05 | 1994-12-12 | マツダ株式会社 | エンジンの制御装置 |
JP3290468B2 (ja) * | 1992-06-24 | 2002-06-10 | マツダ株式会社 | エンジンの排気ガス浄化装置 |
JP3181169B2 (ja) * | 1994-03-23 | 2001-07-03 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の空燃比制御装置 |
JP3641964B2 (ja) * | 1999-02-16 | 2005-04-27 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP4543473B2 (ja) * | 2000-01-20 | 2010-09-15 | マツダ株式会社 | エンジンの排気浄化装置 |
JP2006104998A (ja) * | 2004-10-04 | 2006-04-20 | Nissan Motor Co Ltd | ディーゼル機関の排気浄化装置 |
DE102004058680B4 (de) * | 2004-12-06 | 2015-05-28 | Robert Bosch Gmbh | Speicherkatalysator-Regenerationsverfahren und- Steuergerät |
JP4890209B2 (ja) * | 2006-11-24 | 2012-03-07 | 本田技研工業株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
JP5233499B2 (ja) * | 2008-08-19 | 2013-07-10 | いすゞ自動車株式会社 | 排気ガス浄化システム及び排気ガス浄化方法 |
-
2011
- 2011-03-29 JP JP2011073456A patent/JP5727274B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2012207582A (ja) | 2012-10-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6149930B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化システム | |
JP2010048131A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2008038812A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6252450B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4905327B2 (ja) | 内燃機関の排気浄化システム | |
JP5727274B2 (ja) | エンジンシステム | |
JP2009250160A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP4803056B2 (ja) | 予混合圧縮着火内燃機関 | |
US6675574B2 (en) | Control unit for internal combustion engine | |
KR101822762B1 (ko) | 내연기관 작동 방법 | |
JP4787665B2 (ja) | エンジン | |
JP4404841B2 (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP2010053813A (ja) | 水素内燃機関 | |
JP2010019211A (ja) | 排気浄化触媒の温度制御装置及び温度制御方法 | |
JP4895555B2 (ja) | 排気ガス再循環装置付き直接噴射式内燃機関の運転方法及び装置 | |
JP5788775B2 (ja) | エンジン | |
JP7222649B2 (ja) | エンジンシステム | |
JP2009138651A (ja) | 過給機付き内燃機関の制御装置 | |
JP7360261B2 (ja) | エンジンシステム | |
JP4063743B2 (ja) | 内燃機関の燃料噴射時期制御装置 | |
US20150105998A1 (en) | Controlling method for flame jet ignition engine | |
KR20170121066A (ko) | 가스 엔진의 작동 방법 및 제어 장치 | |
JP6132625B2 (ja) | エンジンシステム | |
JP2008223519A (ja) | 内燃機関の制御装置 | |
JP6788531B2 (ja) | 排気浄化装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20131211 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140806 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140814 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20141009 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150305 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150402 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5727274 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |