JP6579151B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンの排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine.
エンジンにあっては、エンジンの排気通路に対して配設されたNOx触媒が、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態であるときに吸蔵したNOxを還元するものがある。特許文献1には、NOx触媒に吸蔵されたNOxが所定値以上となったときに、空気量を減量して排気ガスの空燃比をリッチ化して、NOx還元制御を実行するものが開示されている。
In the engine, the NOx catalyst disposed in the exhaust passage of the engine occludes NOx in the exhaust gas when the air-fuel ratio of the exhaust gas is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust gas There are some which reduce the stored NOx when the air-fuel ratio is close to the stoichiometric air-fuel ratio or richer than the stoichiometric air-fuel ratio.
NOx還元制御(DeNOx制御)を実行する際には、空気量を減量させると共に燃料のポスト噴射を行うことにより、排気ガスの空燃比がリッチ化されることになる。しかしながら、NOx還元制御の開始当初において、失火を生じることがある、ということが判明した。このような原因を追及したところ、NOx還元制御の開始当初は、空気量の減量に伴って排気ガスエネルギが低くなる一方、ポスト噴射による排気ガスエネルギの増大に遅れを生じることから、過給圧が目標過給圧よりも一時的に低くなるアンダーシュートを生じ、このアンダーシュートによって失火を生じる、ということが判明した。 When executing NOx reduction control (DeNOx control), the air amount is reduced and the fuel post-injection is performed to enrich the air-fuel ratio of the exhaust gas. However, it has been found that misfire may occur at the beginning of the start of NOx reduction control. In pursuit of such a cause, at the beginning of the NOx reduction control, the exhaust gas energy decreases as the air amount decreases, while the increase in the exhaust gas energy due to post injection causes a delay. Has been found to cause an undershoot that temporarily falls below the target boost pressure, and this undershoot causes a misfire.
本発明は以上のような事情を勘案してなされたもので、その目的は、NOx還元制御の開始当初でのエンジンの失火を防止できるようにしたエンジンの排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an engine exhaust purification device that can prevent engine misfire at the beginning of NOx reduction control.
前記目的を達成するため、本発明にあっては次のような解決手法を採択してある。すなわち、請求項1に記載のように、
エンジンに燃料を供給する燃料噴射弁と、
エンジンに供給される空気量を調整する空気量制御弁と、
排気ターボ過給機と、
エンジンの排気通路に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態であるときに吸蔵したNOxを還元するNOx触媒と、
NOx還元条件が成立したときに、排気ガスの空燃比を前記NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元可能な目標空燃比に設定して該NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させるNOx還元制御を実行するNOx還元制御手段と、
を備え、
前記NOx還元制御手段は、前記NOx還元条件が成立したとき、前記空気量制御弁を、前記NOx還元可能な目標空燃比に対応した目標開度よりも大きな開度となる設定開度に向けて少しずつ開度を減少させることにより空気量の減量を少しずつ行い、
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁が前記設定開度となったときに、前記燃料噴射弁から膨張行程中での燃料噴射となるポスト噴射を開始させ、
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁が前記設定開度とされたときの排気ガス温度が所定温度以下となる低温時には、該空気量制御弁の開度を該設定開度から前記目標開度まで少しずつ減少させる一方、該空気量制御弁が該設定開度とされたときの排気ガス温度が前記所定温度を超える高温時には、該空気量制御弁の開度を該設定開度から該目標開度まで一気に減少させる、
ようにしてある。
In order to achieve the above object, the following solution is adopted in the present invention. That is, as described in
A fuel injection valve for supplying fuel to the engine;
An air amount control valve for adjusting the amount of air supplied to the engine;
An exhaust turbocharger,
NOx in the exhaust gas is occluded when the exhaust gas air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust gas air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio or higher than the stoichiometric air-fuel ratio. A NOx catalyst that reduces the stored NOx when it is rich,
When the NOx reduction condition is satisfied, the NOx reduction control for reducing the NOx stored in the NOx catalyst by setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to a target air-fuel ratio capable of reducing the NOx stored in the NOx catalyst is executed. NOx reduction control means for
With
When the NOx reduction condition is satisfied, the NOx reduction control means turns the air amount control valve toward a set opening that is larger than a target opening corresponding to the target air-fuel ratio capable of NOx reduction. Reduce the air volume little by little by decreasing the opening little by little ,
The NOx reduction control means, when the air amount control valve reaches the set opening, starts post injection that becomes fuel injection during the expansion stroke from the fuel injection valve,
The NOx reduction control means is configured to change the opening amount of the air amount control valve from the set opening amount to the target when the exhaust gas temperature when the air amount control valve is set to the set opening amount is a predetermined temperature or lower. While the exhaust gas temperature when the air amount control valve is set to the set opening degree is a high temperature exceeding the predetermined temperature, the opening amount of the air amount control valve is changed from the set opening degree while gradually decreasing to the opening degree. Decrease to the target opening at once
It is like that.
上記解決手法によれば、空気量制御弁の開度を、目標開度よりも大きな開度に設定された設定開度までは少しずつ減少させることから、NOx還元制御の開始当初に過給圧が目標過給圧よりも低下するアンダーシュートを防止して、失火を防止することができる。 According to the above solution, since the opening of the air amount control valve is gradually decreased until the set opening set to a larger opening than the target opening, the boost pressure is initially set at the beginning of the NOx reduction control. However, an undershoot that falls below the target boost pressure can be prevented, and misfire can be prevented.
また、空燃比のリッチ化のためのポスト噴射を、空気量制御弁の開度が設定開度になるまで遅延させることにより、燃料消費量を抑制することができる。また、空気量制御弁の開度が設定開度になった時点からポスト噴射を行うことにより、その後の空気量制御弁の開度減少にかかわらず排気ガスエネルギの低下を十分に増大させるようにして、過給圧が目標過給圧から低下してしまうことをより一層確実に防止することができる。 Further , the fuel consumption can be suppressed by delaying the post injection for enriching the air-fuel ratio until the opening of the air amount control valve reaches the set opening. Also, by performing post-injection from the time when the opening of the air amount control valve reaches the set opening, the reduction in exhaust gas energy is sufficiently increased regardless of the subsequent decrease in the opening of the air amount control valve. Thus, it is possible to more reliably prevent the supercharging pressure from decreasing from the target supercharging pressure.
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁を前記設定開度としたときの排気ガス温度が所定温度以下となる低温時には、該空気量制御弁の開度を該設定開度から前記目標開度まで少しずつ変化させることから、過給圧が目標過給圧から低下してしまう事態をより一層確実に防止する上で好ましいものとなる。この一方、前記空気量制御弁を前記設定開度としたときの排気ガス温度が所定温度を超える高温時には、排気ガスエネルギが十分に大きくなっているということで、空気量制御弁の開度を目標開度まで一気に減少させて、早期に目標開度とすることができる。 The NOx reduction control means reduces the opening of the air amount control valve from the set opening to the target opening when the exhaust gas temperature when the air amount control valve is set to the set opening is low. from varying little by little until time, which is preferable in order to prevent the boost pressure is reduced from the target boost pressure more reliably. On the other hand, when the exhaust gas temperature is higher than a predetermined temperature when the air amount control valve is set to the set opening, the exhaust gas energy is sufficiently large, so the opening of the air amount control valve is reduced. The target opening can be reduced to a target opening at a stroke, and the target opening can be made early.
上記解決手法を前提とした好ましい態様は、次のとおりである。すなわち、
前記設定開度が、排気ガス温度が低いほど大きな開度とされる、ようにしてある(請求項2対応)。
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁を前記設定開度としたときの排気ガス温度が前記所定温度以下となる低温時には、排気ガス温度の上昇に伴って該空気量制御弁の開度を減少させる、ようにしてある(請求項3対応)。この場合、空気量制御弁の開度設定を排気ガス温度に応じて設定するというより緻密な制御を行うことにより、過給圧が目標過給圧から低下してしまう事態をより一層確実に防止することができる。
A preferred mode based on the above solution is as follows. That is,
The set opening degree is set to be larger as the exhaust gas temperature is lower (corresponding to claim 2).
The NOx reduction control means, wherein the air quantity control valve at low temperatures where the exhaust gas temperature when the said set opening becomes the predetermined temperature or less, the opening degree of the air control valve with an increase in exhaust gas temperature Is reduced (corresponding to claim 3 ). In this case, by performing more precise control that sets the opening of the air amount control valve according to the exhaust gas temperature, the situation where the supercharging pressure falls from the target supercharging pressure can be prevented more reliably. can do.
前記空気量制御弁は、吸気通路のうち前記排気ターボ過給機におけるコンプレッサホイールの下流に配設されている、ようにしてある(請求項4対応)。この場合、空気量制御弁による空気量制御を精度よく行う上で好ましいものとなる。 The air amount control valve is arranged downstream of a compressor wheel in the exhaust turbocharger in the intake passage (corresponding to claim 4 ). In this case, it is preferable to accurately control the air amount by the air amount control valve.
本発明によれば、NOx還元制御の開始当初でのエンジンの失火を防止できる。 According to the present invention, it is possible to prevent engine misfire at the beginning of NOx reduction control.
図1において、1はエンジン(エンジン本体)で、実施形態では直列4気筒の自動車用ディーゼルエンジンとされている。エンジン1は、既知のように、シリンダ2とシリンダヘッド3とピストン4とを有している。ピストン4の上方の形成される燃焼室5に対して、吸気ポート6および排気ポート7が開口されている。吸気ポート6は吸気弁8によって開閉され、排気ポート7は排気弁9によって開閉される。そして、シリンダヘッド3には、燃焼室5に臨ませて、燃料噴射弁10が取付けられている。なお、実施形態では、コモンレール式の燃料噴射とされて、燃料噴射弁10からは極めて高圧の燃料が噴射されるようになっている。
In FIG. 1,
吸気ポート6に連なる吸気通路20には、その上流側から下流側に向けて順次、エアクリーナ21、大型の排気ターボ式過給機22のコンプレッサホイール22a、小型の排気ターボ式過給機23のコンプレッサホイール23a、インタークーラ24、空気量制御弁25、サージタンク26が配設されている。そして、サージタンク26と各気筒(の吸気ポート6)とが個々独立して、分岐吸気通路27によって接続されている。
In the
吸気通路20には、バイパス通路28が設けられている。このバイパス通路28は、その上流側端が、コンプレッサホイール22aと23aとの間の吸気通路20に開口されている。また、バイパス通路28の下流側端は、コンプレッサホイール23aとインタークーラ24との間の吸気通路20に開口されている。そして、バイパス通路28には、制御弁29が配設されている。
A
排気ポート7に連なる排気通路40には、その上流側から下流側に向けて順次、排気ターボ式過給機23のタービンホイール23b、排気ターボ式過給機22のタービンホイール22b、NOx触媒41、DPF42が接続されている。
In the
排気通路40には、タービンホイール22bをバイパスするウエストゲート通路40aが形成され、このウエストゲート通路40aには、ウエストゲート弁43が配設されている。また、排気通路40には、タービンホイール23bをバイパスするバイパス通路40bが形成され、このバイパス通路40bには制御弁40bが配設されている。なお、バイパス通路40bの下流端は、排気通路40のうち、タービンホイール23bの下流側でかつバイパス通路40aの上流端との間に開口されている。
A
吸気通路20と排気通路40とは、EGR通路50を介して接続されている。このEGR通路50の上流側端は、タービンホイール23bの上流側の排気通路40に開口されている。また、EGR通路50の下流側端は、吸気通路20のうち、インタークーラ24と空気量制御弁25との間に開口されている。
The
EGR通路50には、EGRクーラ51が接続されると共に、EGRクーラ51の下流側においてEGR弁52が配設されている。EGR通路50には、EGRクーラ51をバイパスするバイパス通路53が設けられている。このバイパス通路53は、その上流側端がEGRクーラ51の上流側においてEGR通路50に開口され、その下流側端がEGR弁52の下流側においてEGR通路50に開口されている。そして、バイパス通路53には、EGR弁54が配設されている。
An
次に、図2を参照しつつ、NOx還元制御(DeNOx制御)を実行する領域について説明する。なお、NOx還元制御は、エンジン回転数とエンジン負荷とをパラメータとして、図2中ハッチングを付した領域で行うようにしてある。このDeNOx制御実行領域は、過給が行われる領域ともなる。なお、過給は、エンジン低回転時には、主として小型の排気ターボ過給機23によって行われ、このとき制御弁29は閉弁される。また、エンジン高回転時には、大型の排気ターボ過給機22による過給が行われ、このとき制御弁29が開弁される。なお、過給圧の制御は、主として制御弁44の開度を制御することによって行われ、過給圧が大きくなったときはウエストゲートバルブ43の開度調整によっても行われる。
Next, a region in which NOx reduction control (DeNOx control) is executed will be described with reference to FIG. Note that the NOx reduction control is performed in the hatched region in FIG. 2 using the engine speed and the engine load as parameters. This DeNOx control execution region is also a region where supercharging is performed. The supercharging is performed mainly by the
DeNOx制御は、図2に示す実行領域にある場合を前提として、NOx触媒41でのNOx吸蔵量が所定の上限値以上になったときに開始されて、NOx触媒41でのNOx吸蔵量が0になるまで行うことを基本としている。ただし、NOx触媒41でのNOx吸蔵量が0よりも大きい下限値にまで低減した状態で、DeNOx制御を中止してもよい。なお、NOx触媒41でのNOx吸蔵量の検出(あるいは推定)は、既知の適宜の手法によって行うことができ、例えば、吸蔵NOx量を検出するセンサを用いたり、エンジンの運転者状態を示すデータを蓄積して、NOx吸蔵量を推定することができる。
DeNOx control is started when the NOx occlusion amount in the
DeNOx制御のときは、必要なトルクを得るメイン噴射に加えて、ポスト噴射が行われる。このポスト噴射は、筒内からの未燃燃料の排出抑制やオイル希釈抑止のために、筒内で燃焼されるように膨張行程中、より具体的には膨張行程の前半で行われる。また、DeNOx制御の際の煤の発生を防止あるいは抑制するために、EGRが実行される。EGR実行による排気ガス還流によって、ポスト噴射された燃料の着火を遅延させて、ポスト噴射された燃料が燃焼されるまでの時間が確保される(ポスト噴射された燃料が、空気と燃料とが適切に混合された状態で着火される)。 In the case of DeNOx control, post injection is performed in addition to main injection for obtaining necessary torque. This post-injection is performed during the expansion stroke, more specifically in the first half of the expansion stroke, so as to be burned in the cylinder in order to suppress discharge of unburned fuel from the cylinder and oil dilution suppression. Further, EGR is executed in order to prevent or suppress the generation of soot during DeNOx control. The exhaust gas recirculation by EGR execution delays the ignition of the post-injected fuel and ensures the time until the post-injected fuel is combusted (the post-injected fuel is suitable for air and fuel) Ignited in a mixed state).
次に、図3のタイムチャートを参照しつつ、DeNOx制御について、特に吸入空気量の減量とポスト噴射とに着目してその概要を説明する。まず、t1時点の前までは、図2に示すDeNOx制御の実行領域以外の領域にあって、定常運転されている状態である。t1時点より前では、DeNOx制御を実行する要求フラグが0とされて、DeNOx制御は実行されない。また、過給は、排気ターボ過給機22、23による過給が通常どおり行われ、空気量制御弁25は全開とされている。
Next, with reference to the time chart of FIG. 3, the outline of DeNOx control will be described focusing on the reduction of the intake air amount and post injection. First, until the time point t1, the vehicle is in a steady operation in an area other than the execution area of the DeNOx control shown in FIG. Prior to time t1, the request flag for executing DeNOx control is set to 0, and DeNOx control is not executed. Further, supercharging is performed normally by the
t1時点で、図2に示すDeNOx制御領域になって、上記要求フラグが1にセットされる。これに応じて、空気量制御弁25の開度が、全開状態から小さく(減少)される。
At the time t1, the DeNOx control region shown in FIG. Accordingly, the opening degree of the air
空気量制御弁25の開度減少は、次のように2段階で行われる。すなわち、空気量制御弁25の開度減少の第1段階目は、あらかじめ設定された設定開度までの徐々なる減少とされる。設定開度まで徐々に開度減少された時点が、図3のt2時点となる。この設定開度は、空気量制御弁25の目標開度よりも大きな開度に設定される。すなわち、空気量制御弁25は、最終的には、DeNOx制御のための空燃比リッチ化の際の目標空燃比に対応した目標開度まで低下される。しかしながら、空気量制御弁25は、目標開度に一気に開度減少されるのではなく、この目標開度よりも大きな開度となる設定開度まで徐々に開度が減少される。設定開度は、目標開度の例えば60・80%程度の開度とすることができる。なお、設定開度は、一定値としてもよいが、例えば排気ガス温度が低いほど大きな開度とされる可変値とすることもできる。
The opening degree of the air
空気量制御弁25の開度減少の第2段階目は、設定開度から目標開度までの開度減少である。この第2段階目の開度減少は、実施形態では、空気量制御弁25の開度が、排気ガス温度に応じた開度となるようにフィードバック制御するようにしてある。すなわち、排気ガス温度が低いほど過給圧のアンダーシュートつまり失火を生じやすくなることから、排気ガス温度が上昇するのに伴って空気量制御弁25の開度を減少させるようにしてある。
The second stage of opening degree reduction of the air
図3では、排気ガス温度として所定温度を設定して、空気量制御弁25の開度が設定開度になった時点での排気ガス温度が所定温度よりも低いときは、排気ガス温度に応じて(排気ガス温度の上昇に伴って)、空気量制御弁25の開度を減少させるようにしてある。そして、排気ガスの温度が所定温度になった時点が図3のt4時点で示され、このt4時点で空気量制御弁25の開度が目標開度とされる。図3では示されないが、空気量制御弁25の開度が設定開度となった時点での排気ガス温度が所定温度よりも高ければ、排気ガスエネルギが十分に大きくなっているということで、空気量制御弁25の開度が一気に目標開度とされる。なお、排気ガス温度は、排気ガスエネルギとみることができ、排気ガス温度が所定温度以上のときは、排気ガスエネルギが十分に大きくなった状態で、アンダーシュート(失火)を生じない状態と判断することができる。
In FIG. 3, when a predetermined temperature is set as the exhaust gas temperature and the exhaust gas temperature is lower than the predetermined temperature when the opening degree of the air
燃料のポスト噴射は、空気量制御弁25の開度が設定開度になった時点から開始される(噴射タイミングは、前述したように膨張行程の前半であるが、膨張行程後半に行う等、膨張行程中であれば適宜の時期を選択できる)。ポスト噴射量は、徐々に増大される。ポスト噴射についてより具体的に説明すると、まず空気量制御弁25の開度減少に伴って、過給圧(空気量制御弁25の下流側の過給圧)は徐々に低下されて、やがて目標過給圧となり(図3のt3時点)、目標過給圧となったt3時点が、DeNOx制御時の目標空気量となった時点ともなる。ポスト噴射量は、過給圧が目標過給圧となったt3時点で最大とされる。ポスト噴射量は、目標過給圧にまで過給圧が低下するまでの間、過給圧の低下に伴って(あるいは空気量の減少に伴って)徐々に増大させるのが好ましいものとなる。なお、ポスト噴射の開始時期を、空気量制御弁25の開度減少と同時にあるいは開度減少に先立って行うようにしてもよいが、この場合は、燃料消費量の増大になることから、空気量制御弁25が設定開度になった時点から開始するのが好ましいものである。
The post-injection of fuel is started when the opening of the air
前述したように、空気量制御弁25の開度減少による空気量の減少を、目標開度にまで一気に行うことなく、当所は目標開度よりも大きな開度となる設定開度まで徐々に減少させ、設定開度になった時点でポスト噴射を開始して排気ガスエネルギの積極的な増大を行うようにしたので、DeNOx制御開当初にアンダーシュートを生じさせることなく、失火を確実に防止することができる。また、設定開度とされた状態からの空気量制御弁25の開度減少を、排気ガス温度(つまり排気ガスエネルギ)をみつつ行うことにより、排気ガスエネルギ不足によるアンダーシュート(に伴う失火)をより確実に防止することができる。
As described above, the air amount is gradually decreased to the set opening degree that is larger than the target opening degree without reducing the air quantity due to the opening degree of the air
実施形態では、DeNOx制御の際に、EGRを実行するようにしてある。すなわち、EGR実行により、特にポスト噴射された燃料を緩慢燃焼させるようにして、煤の発生を防止あるいは抑制するようにしてある。実施形態では、EGR量の変動による排気ガスの空燃比の変化を抑制するために、EGR弁52と54とのうち現在開弁している一方のEGR弁を一定開度での開弁状態(実施形態では全開)とするようにしてある(他方のEGR弁は全閉)。
In the embodiment, EGR is executed during DeNOx control. That is, by performing EGR, the post-injected fuel is burnt slowly, so that the generation of soot is prevented or suppressed. In the embodiment, in order to suppress the change in the air-fuel ratio of the exhaust gas due to the fluctuation of the EGR amount, one of the
EGR弁を一定開度で開弁させておく状態は、空気量制御弁25の開度減少に先立って行うようにしてある。すなわち、EGR弁52、54がそれぞれ閉弁(全閉)状態で、空気量制御弁25の開度を減少させると、吸引負圧が急激に増大して(負圧大となる)、過給圧が目標過給圧よりも低下するアンダーシュート(これに伴う失火)を生じやすくなる。しかしながら、空気量制御弁25の開度減少に先立ってあらかじめEGR実行状態を確保しておくことにより、吸引負圧増大によるアンダーシュートを防止できることになる。
The state in which the EGR valve is opened at a constant opening is performed prior to a decrease in the opening of the air
図4は、DeNOx制御を行うための制御系統例を示す。図中、Uはマイクロコンピュータを利用して構成されたコントローラ(制御ユニット)である。コントローラUには、少なくとも各種センサS1・SS6からの信号が入力される。S1は、吸入空気量を検出する吸入空気量センサであり、例えば吸気通路20のうちエアクリーナ21の直下流側に配設される。S2は、エンジン回転数を検出する回転数センサである。S3は、エンジン負荷(アクセル開度)を検出する負荷センサである。
FIG. 4 shows an example of a control system for performing DeNOx control. In the figure, U is a controller (control unit) configured using a microcomputer. The controller U receives at least signals from various sensors S1 and SS6. S1 is an intake air amount sensor that detects the intake air amount, and is disposed, for example, on the downstream side of the
S4は、排気ガスの空燃比を検出する空燃比センサ(酸素センサ)であり、実施形態では排気通路40のうちDPF42の直下流側に配設してあるが、NOx触媒41の直下流側あるいは直上流側に配設することもできる。S5は、排気ガス温度を検出する温度センサであり、排気通路40のうち、例えばEGR通路50の開口位置の上流側に配設される。S6は、過給圧センサであり、例えばサージタンク26に配設される。コントローラUは、燃料噴射弁10、空気量制御弁25の他、EGR弁52、54を制御する。なお、DeNOx制御の際の目標空燃比は、λ(空気過剰率)が例えば0.96・1.0の範囲となるように設定されて、空燃比センサS4を利用して目標空燃比となるようにフィードバック制御される。
S4 is an air-fuel ratio sensor (oxygen sensor) that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas. In the embodiment, S4 is disposed on the downstream side of the
次に、コントローラUの制御内容について、図5のフローチャートを参照しつつ説明する。なお、以下の説明でQはステップを示す。まず、Q1において、現在のエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、図2に示すDeNOx制御の実行領域であるか否かが判別される。このQ1の判別でYESのときは、Q2において、DeNOx制御の実行フラグが1にセットされる(図3のt1時点)。 Next, the control contents of the controller U will be described with reference to the flowchart of FIG. In the following description, Q indicates a step. First, at Q1, it is determined based on the current engine speed and engine load whether or not it is in the execution region of the DeNOx control shown in FIG. If YES in Q1, the execution flag for DeNOx control is set to 1 in Q2 (time t1 in FIG. 3).
Q2の後、Q3において、EGR弁52と54のとのうち、現在開弁している側のEGR弁の開度を所定の一定開度(実施形態では全開)とする(他方のEGR弁は全閉)。なお、排気ガスエネルギを増大させるという観点から、インタークーラ51をバイパスする排気ガスを吸気通路20に還流するのが好ましいことから、EGR弁52を全閉とする一方、EGR弁54を所定の一定開度とすることもできる。
After Q2, in Q3, among the
Q3の後、Q4において、EGR弁が一定開度にまで開弁されたか否かが判別される。このQ4の判別でNOのときは、Q3、Q4の処理が繰り返される。Q4の判別でYESのときは、Q5において、空気量制御弁25の開度が、設定開度に向けて徐々に減少される。Q5の後、Q6において、空気量制御弁25の開度が設定開度まで減少したか否かが判別される。このQ6の判別でNOのときは、Q5、Q6の処理が繰り返される。
After Q3, it is determined in Q4 whether or not the EGR valve has been opened to a certain opening. When the determination of Q4 is NO, the processes of Q3 and Q4 are repeated. If YES in Q4, the opening of the air
Q6の判別でYESのときは、Q7において、燃料のメイン噴射に加えて、ポスト噴射が開始される(図3のt2時点)。Q7の後、Q8において、排気ガス温度が所定温度以下であるか否かが判別される。このQ8の判別でYESのときは、Q9において、空気制御弁25が、目標開度に向けて徐々に減少される。空気量制御弁25の開度減少は、排気ガス温度の徐々なる上昇に応じて徐々に行われる。このように、排気ガス温度が低いときは、排気ガスエネルギが十分に高まっていなくて、過給圧が目標過給圧よりも低下するアンダーシュートを生じやすい環境であることから、空気量制御弁25の開度を排気ガス温度に応じて徐々に減少させるようにしてある。
If YES in Q6, post-injection is started in Q7 in addition to the main fuel injection (time t2 in FIG. 3). After Q7, it is determined in Q8 whether or not the exhaust gas temperature is equal to or lower than a predetermined temperature. When the determination in Q8 is YES, in Q9, the
上記Q8の判別でNOのときは、排気ガス温度が高くて、排気ガスエネルギが十分に大きくなった状態である。このときは、Q10において、空気量制御弁25の開度が、一気に目標開度にまで減少される。
If NO in Q8, the exhaust gas temperature is high and the exhaust gas energy is sufficiently large. At this time, in Q10, the opening degree of the air
Q9の後、あるいはQ10の後は、それぞれ、Q11において、NOx触媒41でのNOx吸蔵量が0あるいはほぼ0にまで低下したか否かが判別される。このQ11の判別でNOのときは、Q7に戻る。また、Q11の判別でYESのときはQ12において、DeNOx制御終了ということで、DeNOx制御の実行フラグが0にリセットされて終了される。
After Q9 or after Q10, it is determined at Q11 whether or not the NOx occlusion amount in the
前記Q1の判別でNOのときは、Q13において、燃料のメイン噴射のみが行われる(ポスト噴射なし)。 If the determination in Q1 is NO, only fuel main injection is performed in Q13 (no post-injection).
以上実施形態について説明したが、本発明は、実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲の記載された範囲において適宜の変更が可能であり、例えば次のような場合をも含むものである。エンジン1としては、ガソリンエンジンであってもよい。排気ターボ過給機は、1つのみ設けたものでもよく、またウエストゲートバルブ式ではなくて可変ベーン式であってよい。フローチャートに示す各ステップあるいはステップ群は、コントローラUの有する機能を示すもので、この機能を示す名称に手段の文字を付して、コントローラUの有する構成要件として把握することができる。勿論、本発明の目的は、明記されたものに限らず、好ましいあるいは実質的に好ましいと把握されるものを提供することをも暗黙的に含むものであり、また制御方法として把握することも可能である。
Although the embodiment has been described above, the present invention is not limited to the embodiment, and can be appropriately changed within the scope described in the scope of claims. For example, the invention includes the following cases. . The
本発明は、例えば自動車用ディーゼルエンジンに適用して好適である。 The present invention is suitable for application to, for example, an automobile diesel engine.
U:コントローラ
S2:回転数センサ
S3:負荷センサ
S4:空燃比センサ
S5:温度センサ(排気ガス温度検出用)
S6:過給圧センサ
1:エンジン
2:シリンダ(気筒)
10:燃料噴射弁
20:吸気通路
22:排気ターボ式過給機
22a:コンプレッサホイール
22b:タービンホイール
23:排気ターボ式過給機
23a:コンプレッサホイール
23b:タービンホイール
25:空気量制御弁
40:排気通路
41:NOx触媒
50:EGR通路
52:EGR弁
54:EGR弁
U: Controller S2: Revolution sensor S3: Load sensor S4: Air-fuel ratio sensor S5: Temperature sensor (for detecting exhaust gas temperature)
S6: Supercharging pressure sensor 1: Engine 2: Cylinder
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10: Fuel injection valve 20: Intake passage 22: Exhaust
Claims (4)
エンジンに供給される空気量を調整する空気量制御弁と、
排気ターボ過給機と、
エンジンの排気通路に設けられ、排気ガスの空燃比が理論空燃比よりもリーンな状態であるときに排気ガス中のNOxを吸蔵し、排気ガスの空燃比が理論空燃比近傍あるいは理論空燃比よりもリッチな状態であるときに吸蔵したNOxを還元するNOx触媒と、
NOx還元条件が成立したときに、排気ガスの空燃比を前記NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元可能な目標空燃比に設定して該NOx触媒に吸蔵されたNOxを還元させるNOx還元制御を実行するNOx還元制御手段と、
を備え、
前記NOx還元制御手段は、前記NOx還元条件が成立したとき、前記空気量制御弁を、前記NOx還元可能な目標空燃比に対応した目標開度よりも大きな開度となる設定開度に向けて少しずつ開度を減少させることにより空気量の減量を少しずつ行い、
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁が前記設定開度となったときに、前記燃料噴射弁から膨張行程中での燃料噴射となるポスト噴射を開始させ、
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁が前記設定開度とされたときの排気ガス温度が所定温度以下となる低温時には、該空気量制御弁の開度を該設定開度から前記目標開度まで少しずつ減少させる一方、該空気量制御弁が該設定開度とされたときの排気ガス温度が前記所定温度を超える高温時には、該空気量制御弁の開度を該設定開度から該目標開度まで一気に減少させる、 A fuel injection valve for supplying fuel to the engine;
An air amount control valve for adjusting the amount of air supplied to the engine;
An exhaust turbocharger,
NOx in the exhaust gas is occluded when the exhaust gas air-fuel ratio is leaner than the stoichiometric air-fuel ratio, and the exhaust gas air-fuel ratio is near the stoichiometric air-fuel ratio or higher than the stoichiometric air-fuel ratio. A NOx catalyst that reduces the stored NOx when it is rich,
When the NOx reduction condition is satisfied, the NOx reduction control for reducing the NOx stored in the NOx catalyst by setting the air-fuel ratio of the exhaust gas to a target air-fuel ratio capable of reducing the NOx stored in the NOx catalyst is executed. NOx reduction control means for
With
When the NOx reduction condition is satisfied, the NOx reduction control means turns the air amount control valve toward a set opening that is larger than a target opening corresponding to the target air-fuel ratio capable of NOx reduction. Reduce the air volume little by little by decreasing the opening little by little ,
The NOx reduction control means, when the air amount control valve reaches the set opening, starts post injection that becomes fuel injection during the expansion stroke from the fuel injection valve,
The NOx reduction control means is configured to change the opening amount of the air amount control valve from the set opening amount to the target when the exhaust gas temperature when the air amount control valve is set to the set opening amount is a predetermined temperature or lower. While the exhaust gas temperature when the air amount control valve is set to the set opening degree is a high temperature exceeding the predetermined temperature, the opening amount of the air amount control valve is changed from the set opening degree while gradually decreasing to the opening degree. Decrease to the target opening at once
前記設定開度が、排気ガス温度が低いほど大きな開度とされる、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 In claim 1,
The engine exhaust gas purification apparatus, wherein the set opening degree is made larger as the exhaust gas temperature is lower.
前記NOx還元制御手段は、前記空気量制御弁を前記設定開度としたときの排気ガス温度が前記所定温度以下となる低温時には、排気ガス温度の上昇に伴って該空気量制御弁の開度を減少させる、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 In claim 1 or claim 2,
The NOx reduction control means, wherein the air quantity control valve at low temperatures where the exhaust gas temperature when the said set opening becomes the predetermined temperature or less, the opening degree of the air control valve with an increase in exhaust gas temperature An exhaust emission control device for an engine characterized by reducing the exhaust gas.
前記空気量制御弁は、吸気通路のうち前記排気ターボ過給機におけるコンプレッサホイールの下流に配設されている、ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
In any one of Claims 1 thru | or 3 ,
The engine exhaust gas purification apparatus, wherein the air amount control valve is disposed downstream of a compressor wheel in the exhaust turbocharger in the intake passage.
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