JP6589365B2 - Exhaust gas purification system - Google Patents
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Description
本発明は排出ガス浄化システムに係り、特に複数の気筒を有するエンジンの気筒群ごとに休止運転することが可能な排出ガス浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system, and more particularly, to an exhaust gas purification system capable of performing a pause operation for each cylinder group of an engine having a plurality of cylinders.
ディーゼルエンジンの排気通路には、エンジンの排出ガス中の様々な有害成分を浄化させるため、選択還元型NOx触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)やディーゼル酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)等が設置されている。 In order to purify various harmful components in engine exhaust gas, a selective reduction type NOx catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction) and a diesel oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) are installed in the exhaust passage of the diesel engine. ing.
これらの触媒等を昇温させる技術としては、エンジンに設けられた複数の気筒のうち、一部の気筒の燃焼を停止させることで、1気筒当たりの負荷を増やして排気温度を上昇させる方法(気筒休止)が有効である(特許文献1を参照)。 As a technique for raising the temperature of these catalysts and the like, a method of increasing the load per cylinder and increasing the exhaust temperature by stopping the combustion of some of the cylinders provided in the engine ( Cylinder deactivation) is effective (see Patent Document 1).
しかしながら、このような気筒休止を用いた場合でも、触媒等の昇温を更に促進させることができる排出ガス浄化システムが望まれる。 However, even when such cylinder deactivation is used, an exhaust gas purification system that can further promote the temperature rise of the catalyst or the like is desired.
本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、触媒等の昇温を促進させることができる排出ガス浄化システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an exhaust gas purification system capable of promoting the temperature rise of a catalyst or the like.
本発明の一の態様によれば、多気筒内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記多気筒内燃機関の第1気筒群もしくは第2気筒群ごとに燃料噴射もしくは噴射停止が可能なインジェクタと、前記第1気筒群に対応して設けられた第1吸気マニホールド及び第1排気マニホールドと、前記第2気筒群に対応して設けられた第2吸気マニホールド及び第2排気マニホールドと、前記第1吸気マニホールドを開閉可能な第1インテークバルブと、前記第2吸気マニホールドを開閉可能な第2インテークバルブと、前記第1排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第1吸気マニホールドに還流させるための第1EGR通路を開閉する第1EGR弁と、前記第2排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第2吸気マニホールドに還流させるための第2EGR通路を開閉する第2EGR弁と、前記インジェクタの燃料噴射、前記第1及び第2インテークバルブの開閉、並びに前記第1及び第2EGR弁の開閉を制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1気筒群の燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御し、前記第1インテークバルブを閉成するとともに、前記第2EGR弁をエンジン負荷に応じて開度制御することを特徴とする排出ガス浄化システムが提供される。 According to one aspect of the present invention, a catalyst provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine and an injector capable of fuel injection or injection stop for each of the first cylinder group or the second cylinder group of the multi-cylinder internal combustion engine A first intake manifold and a first exhaust manifold provided corresponding to the first cylinder group; a second intake manifold and a second exhaust manifold provided corresponding to the second cylinder group; A first intake valve capable of opening and closing one intake manifold; a second intake valve capable of opening and closing the second intake manifold; and a part of exhaust gas from the first exhaust manifold for returning to the first intake manifold. A first EGR valve that opens and closes the first EGR passage; and a first EGR valve for returning a part of the exhaust gas of the second exhaust manifold to the second intake manifold. A second EGR valve that opens and closes an EGR passage; and a control unit that controls fuel injection of the injector, opening and closing of the first and second intake valves, and opening and closing of the first and second EGR valves. Controls the injector so as to stop fuel injection of the first cylinder group when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, closes the first intake valve, and sets the second EGR valve to the engine load. The exhaust gas purification system is characterized in that the opening degree is controlled according to the above.
本発明の他の態様によれば、多気筒内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記多気筒内燃機関の第1気筒群もしくは第2気筒群ごとに燃料噴射もしくは噴射停止が可能なインジェクタと、前記第1気筒群に対応して設けられた第1吸気マニホールド及び第1排気マニホールドと、前記第2気筒群に対応して設けられた第2吸気マニホールド及び第2排気マニホールドと、前記第1吸気マニホールドを開閉可能な第1インテークバルブと、前記第2吸気マニホールドを開閉可能な第2インテークバルブと、前記第1排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第2吸気マニホールドに還流させるための第2EGR通路を開閉する第2EGR弁と、前記第2排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第1吸気マニホールドに還流させるための第1EGR通路を開閉する第1EGR弁と、前記インジェクタの燃料噴射、前記第1及び第2インテークバルブの開閉、並びに前記第1及び第2EGR弁の開閉を制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1気筒群の燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御し、前記第1インテークバルブを閉成するとともに、前記第2EGR弁をエンジン負荷に応じて開度制御することを特徴とする排出ガス浄化システムが提供される。 According to another aspect of the present invention, a catalyst provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine and an injector capable of fuel injection or injection stop for each of the first cylinder group or the second cylinder group of the multi-cylinder internal combustion engine A first intake manifold and a first exhaust manifold provided corresponding to the first cylinder group; a second intake manifold and a second exhaust manifold provided corresponding to the second cylinder group; A first intake valve capable of opening and closing one intake manifold; a second intake valve capable of opening and closing the second intake manifold; and a part of exhaust gas from the first exhaust manifold for returning to the second intake manifold A second EGR valve that opens and closes the second EGR passage, and a second EGR for returning a part of the exhaust gas of the second exhaust manifold to the first intake manifold. A first EGR valve that opens and closes an EGR passage; and a control unit that controls fuel injection of the injector, opening and closing of the first and second intake valves, and opening and closing of the first and second EGR valves. Controls the injector so as to stop fuel injection of the first cylinder group when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, closes the first intake valve, and sets the second EGR valve to the engine load. The exhaust gas purification system is characterized in that the opening degree is controlled according to the above.
前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1EGR弁を閉成するとともに、前記第2インテークバルブを開放するようにしてもよい。 The control unit may close the first EGR valve and open the second intake valve when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
また、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1EGR弁を開放するとともに、前記第2インテークバルブを開放するようにしてもよい。 The control unit may open the first intake valve and open the second intake valve when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
更に、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1EGR弁を閉成するとともに、前記第2インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御するようにしてもよい。 Furthermore, the control unit may close the first EGR valve and control the opening of the second intake valve according to the engine load when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
また、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1EGR弁を開放するとともに、前記第2インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御するようにしてもよい。 The control unit may open the first EGR valve and control the opening of the second intake valve according to an engine load when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
加えて、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1EGR弁をエンジン負荷に応じて開度制御するとともに、前記第2インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御するようにしてもよい。 In addition, when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, the control unit controls the opening degree of the first EGR valve according to the engine load and controls the opening degree of the second intake valve according to the engine load. You may make it do.
本発明によれば、気筒休止を用いる排出ガス浄化システムにおいて、触媒等の昇温を促進させることができるという、優れた効果が発揮される。 According to the present invention, in the exhaust gas purification system using cylinder deactivation, an excellent effect that the temperature rise of the catalyst or the like can be promoted is exhibited.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態に係る排出ガス浄化システムの概略図である。第1実施形態に係る排出ガス浄化システム100において、エンジン(内燃機関)1は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、即ちディーゼルエンジンである。本実施形態では、6気筒のディーゼルエンジンを例示して説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of an exhaust gas purification system according to the first embodiment of the present invention. In the exhaust
エンジン1は、エンジン本体2と、エンジン本体2に接続された吸気通路3及び排気通路4と、燃料噴射装置5とを備える。エンジン本体2は、周知のように、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造体と、構造体の内部に収容されたピストン、クランクシャフト、動弁機構等とを含む。
The engine 1 includes an
燃料噴射装置5は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁、即ちインジェクタ7と、インジェクタ7に接続されたコモンレール8とを備える。インジェクタ7は、シリンダ9内に燃料を直接噴射する。コモンレール8は、インジェクタ7から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。
The
吸気通路3は、エンジン本体2(特に、シリンダヘッド)に接続された第1吸気マニホールド11及び第2吸気マニホールド12と、第1吸気マニホールド11及び第2吸気マニホールド12の上流端に接続された吸気管13とにより主に画成される。
The
第1吸気マニホールド11は、吸気管13から送られてきた吸気を第1気筒群(例えば、前3気筒)21の吸気ポートに分配供給する。第2吸気マニホールド12は、吸気管13から送られてきた吸気を第2気筒群(例えば、後3気筒)22の吸気ポートに分配供給する。
The
吸気管13には、上流側から順に、図示しないエアクリーナ、エアフローメータ、ターボチャージャ14のコンプレッサ、インタークーラが設けられる。第1吸気マニホールド11の上流端部(吸気集合部)には、第1吸気マニホールド11を開閉する電子制御式の第1インテークバルブ15が設けられる。また、第2吸気マニホールド12の上流端部(吸気集合部)には、第2吸気マニホールド12を開閉する電子制御式の第2インテークバルブ16が設けられる。
The
排気通路4は、エンジン本体2(特に、シリンダヘッド)に接続された第1排気マニホールド31及び第2排気マニホールド32と、第1排気マニホールド31及び第2排気マニホールド32の下流側に配置された排気管33とにより主に画成される。第1排気マニホールド31は、第1気筒群(前3気筒)21の排気ポートから送られてきた排出ガスを集合する。第2排気マニホールド32は、第2気筒群(後3気筒)22の排気ポートから送られてきた排出ガスを集合する。
The
排気管33、もしくは第1排気マニホールド31及び第2排気マニホールド32と排気管33の間には、ターボチャージャ14のタービン14Tが設けられる。タービン14Tより下流側の排気管33には、上流側から順に、ディーゼル酸化触媒34及びNOx触媒35が設けられる。
A
ディーゼル酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)34は、排出ガス中の未燃成分(炭化水素HC及び一酸化炭素CO)を酸化して浄化する。ディーゼル酸化触媒34は、HC,COの酸化時に生じた熱で排出ガスを加熱、昇温する機能を有する。また、ディーゼル酸化触媒34は、排気中のNOをNO2に酸化する機能をも有する。
A diesel oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 34 oxidizes and purifies unburned components (hydrocarbon HC and carbon monoxide CO) in the exhaust gas. The
NOx触媒35は、選択触媒還元型NOx触媒(SCR:Selective Catalytic Reduction)からなり、還元剤が添加されたときに、排気中の窒素酸化物NOxを連続的に還元する。NOx触媒35の上流側、特に入口近傍の排気通路4には、還元剤としての尿素水をNOx触媒35に添加する添加弁36が設けられる。NOx触媒35は、その触媒温度(触媒床温)が活性温度域(例えば200〜400℃)にあり、且つ、尿素水が添加されているときにNOxを還元浄化する。尿素水が添加されると、触媒上で尿素水が加水分解され、アンモニアが生成される。このアンモニアが触媒内でNOxと反応してNOxが還元される。
The
なお、ディーゼル酸化触媒34の下流側で且つNOx触媒35の上流側には、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter)を設けるのが好ましい。DPFは、排気中に含まれる粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集して除去するものである。DPFは、その内壁にPt等の貴金属(触媒物質)を担持させた所謂連続再生式触媒付きDPFからなるのが好ましい。
A diesel particulate filter (DPF: Diesel Particulate Filter) is preferably provided downstream of the
本実施形態に係る排出ガス浄化システム100は、第1EGR装置41及び第2EGR装置42を備える。第1EGR装置41は、第1排気マニホールド31内の排出ガスの一部(EGRガス)を第1吸気マニホールド11内に還流させるための第1EGR通路43と、第1EGR通路43を流れるEGRガスと熱交換する第1EGRクーラ44と、EGRガスの流量を調節するための第1EGR弁45とを備える。第2EGR装置42は、第2排気マニホールド32内の排出ガスの一部(EGRガス)を第2吸気マニホールド12内に還流させるための第2EGR通路46と、第2EGR通路46を流れるEGRガスと熱交換する第2EGRクーラ47と、EGRガスの流量を調節するための第2EGR弁48とを備える。
The exhaust
また、本実施形態に係る排出ガス浄化システム100は、制御ユニットもしくはコントローラをなす電子制御ユニット(以下、ECUと称する)60を備える。ECU60は、CPU、ROM、RAM、入出力ポート及び記憶装置等を含む。ECU60は、インジェクタ7、第1インテークバルブ15、第2インテークバルブ16、第1EGR弁45、及び第2EGR弁48を制御する。
In addition, the exhaust
センサ類に関しては、上述のエアフローメータの他、エンジンの回転速度(rpm)を検出するための回転速度センサ51、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ52が設けられる。また、ディーゼル酸化触媒34及びNOx触媒35の上流側と入口近傍の排気温度を検出するための排気温センサ53,54がそれぞれ設けられている。これらセンサ類の出力信号はECU60に送られる。
Regarding the sensors, in addition to the air flow meter described above, a
ECU60は、排気温センサ53,54により検出された排気温に基づきディーゼル酸化触媒34及びNOx触媒35の温度をそれぞれ推定する。なお、ディーゼル酸化触媒34及びNOx触媒35の各々に設けられた温度センサにより各温度を直接検出しても構わないし、推定と検出を組み合わせてもよい。これら推定と検出を総称して取得という。
The
ここで、例えば、NOx触媒35のNOx浄化率を十分に高い一定値以上とするには、NOx触媒35の温度を最低でも活性開始温度以上にする必要がある。活性開始温度とは、NOx触媒35の活性温度域(例えば200〜400℃)のうちの最小温度(例えば200℃)をいう。この活性開始温度は予め実験的に求められ、ECU60に記憶される。
Here, for example, in order to set the NOx purification rate of the
ECU60は、NOx触媒35の温度が所定の活性開始温度未満のときには、以下のような第1から第3制御を実行する。なお、ECU60は、ブースト圧、空気過剰率、燃料噴射量及びEGR率等を判断基準として、インジェクタ7、第1及び第2インテークバルブ15,16、並びに、第1及び第2EGR弁45,48を制御する。
When the temperature of the
まず、第1実施形態における第1制御を図2の作動図を参照して説明する。第1制御において、ECU60は、第1気筒群(前3気筒)21の燃料噴射を停止させるようにインジェクタ7を制御する。また、ECU60は、第1気筒群(前3気筒)21に対応する第1インテークバルブ15を閉成するとともに、第1EGR弁45を閉成する。
First, the first control in the first embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the first control, the
第1インテークバルブ15を閉成しても、第1気筒群(前3気筒)21への吸気は完全に遮断されず、第1インテークバルブ15の周囲の隙間を少量の吸気が流れる。第1インテークバルブ15を通過した少量の吸気は、第1吸気マニホールド11からシリンダ9内に吸い込まれるが、第1気筒群(前3気筒)21では燃料噴射が停止されているので、燃焼行程を経ず単に圧縮されて、第1排気マニホールド31へ低温のまま排出される。また、第1EGR弁45は閉成されているため、第1排気マニホールド31内の排出ガスは、第1吸気マニホールド11に還流されずに排気管33に導入される。
Even if the
一方、第2気筒群(後3気筒)22に対応する第2インテークバルブ16は、ECU60の電子制御によって開放(全開)され、第2インテークバルブ16を通過した吸気が第2吸気マニホールド12に流れる。
On the other hand, the
また、ECU60は、第2EGR弁48をエンジン負荷に応じて開度制御する。これにより、第2排気マニホールド32内の排出ガスの一部(EGRガス)は、第2EGR通路46を通じて第2吸気マニホールド12に還流される。
The
本制御において、ECU60は、第1気筒群(前3気筒)21の燃料噴射が停止されている分のエンジン出力とフリクションロス増加分を第2気筒群(後3気筒)22で補うため、仮に両方の気筒群(21,22)にて燃料噴射したときの合計の燃料噴射量よりも多くの燃料を第2気筒群(後3気筒)22のインジェクタ7から噴射させる。
In this control, the
これにより、第2気筒群(後3気筒)22から排出されるガスの温度は著しく上昇される。この第2気筒群(後3気筒)22からの高温の排出ガスは、第2排気マニホールド32を通じて排気管33に導入される。
As a result, the temperature of the gas discharged from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is significantly increased. High-temperature exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is introduced into the exhaust pipe 33 through the
上述のとおり、排気管33には第1気筒群(前3気筒)21から排出された低温の排出ガスが導入される。従って、第2気筒群(後3気筒)22から排出された高温の排出ガスは、この低温の排出ガスによって冷却される。 As described above, the low-temperature exhaust gas discharged from the first cylinder group (front three cylinders) 21 is introduced into the exhaust pipe 33. Accordingly, the high temperature exhaust gas discharged from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is cooled by this low temperature exhaust gas.
しかしながら、本制御では、第1インテークバルブ15が閉成されていることから、低温の排出ガスの量を極少量に止めることができ、第2気筒群(後3気筒)22からの排出ガスの冷却を最小限に止めることができる。
However, in this control, since the
従って、本実施形態の第1制御によれば、第2気筒群(後3気筒)22から排気管33に導入される高温の排出ガスの冷却を抑制し、NOx触媒35を早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。
Therefore, according to the first control of the present embodiment, the cooling of the high-temperature exhaust gas introduced from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 into the exhaust pipe 33 is suppressed, and the
次に、第1実施形態における第2制御を図3の作動図を参照して説明する。第2制御は、第1EGR弁45を開放(全開)するように制御したものであり、その他の部分は第1制御と同じなので、同一の制御内容及び作用については説明を省略する。 Next, the second control in the first embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the second control, the first EGR valve 45 is controlled to be opened (fully opened), and the other parts are the same as those in the first control. Therefore, the description of the same control contents and operations is omitted.
第1制御と同様に、第1インテークバルブ15の周囲の隙間を通過して第1吸気マニホールド11へ流入した少量の吸気は、シリンダ9内で燃焼行程を経ずに、第1排気マニホールド31へ低温のまま排出される。
Similar to the first control, a small amount of intake air that has flowed into the
但し、第1制御と異なり、第1EGR弁45が開放(全開)されているため、第1排気マニホールド31内の排出ガスの一部(EGRガス)が第1吸気マニホールド11に還流される。このとき、第1EGR通路43を流れた低温のEGRガスは、第1EGRクーラ44によって熱交換されて加温される。第1EGRクーラ44は、吸気よりも高温のエンジン冷却水を熱媒体とするからである。
However, unlike the first control, since the first EGR valve 45 is opened (fully opened), a part of the exhaust gas (EGR gas) in the first exhaust manifold 31 is returned to the
そして、加温されたEGRガスは、再度、第1気筒群(前3気筒)21のシリンダ9内で圧縮され、昇温されて排出される。また、これに伴い、排気管33に導入される第1気筒群(前3気筒)21からの排出ガスが第1制御のときよりも高い温度となる。
The heated EGR gas is compressed again in the
従って、本実施形態の第2制御によれば、第2気筒群(後3気筒)22からの高温の排出ガスの冷却を更に抑制し、NOx触媒35をより早く活性開始温度以上に昇温させることができる。
Therefore, according to the second control of the present embodiment, the cooling of the high-temperature exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is further suppressed, and the
次に、第1実施形態における第3制御を図4の作動図を参照して説明する。第3制御は、第2インテークバルブ16をエンジン負荷に応じて開放(半開放)するように制御したものであり、その他の部分は第2制御と同じなので、同一の制御内容及び作用については説明を省略する。
Next, the third control in the first embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the third control, the
ECU60は、第2インテークバルブ16をエンジン負荷に応じて開放(半開放)する。このため、第2インテークバルブ16を通過する吸気は、全開のときに比べて絞られて減少する。
The
このように吸気が減少すると、エンジン出力が落ちることになるが、ECU60は、その分のエンジン出力を補うために、更に多くの燃料を第2気筒群(後3気筒)22で噴射するようにインジェクタ7を制御する。これにより、第2気筒群(後3気筒)22から排出されるガスの排気温度が上昇することになる。
When the intake air decreases in this way, the engine output decreases. However, the
従って、本実施形態における第3制御によれば、第2気筒群(後3気筒)22からの排出ガスを更に昇温させることができ、NOx触媒35をより早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。なお、本制御においては、第1制御のように第1EGR弁45を閉成してもよい。
Therefore, according to the third control in the present embodiment, the exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 can be further heated, and the
(第2実施形態)
図5は、本発明の第2実施形態に係る排出ガス浄化システムの概略図である。図5に示すように、本実施形態に係る排出ガス浄化システム200は、第1実施形態とEGR通路の接続経路が異なるのみで他の部分は同じである。よって、同一の構成要素については同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic view of an exhaust gas purification system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the exhaust
本実施形態に係る排出ガス浄化システム200において、第1EGR装置241の第1EGR通路243は、一端が第2排気マニホールド32に接続され、他端が第1吸気マニホールド11に接続される。また、第2EGR装置242の第2EGR通路246は、一端が第1排気マニホールド31に接続され、他端が第2吸気マニホールド12に接続される。
In the exhaust
なお、第1実施形態と同様に、第1EGR通路243には、第1EGRクーラ244と第1EGR弁245が設けられ、また、第2EGR通路246には、第2EGRクーラ247と第2EGR弁248が設けられる。
As in the first embodiment, the
このようなEGR構造の排出ガス浄化システム200において、ECU60は、例えば、NOx触媒35の温度が所定の活性開始温度未満のときに、以下のような第4制御または第5制御を実行する。
In the exhaust
第2実施形態における第4制御を図6の作動図を参照して説明する。第4制御において、ECU60は、第1気筒群(前3気筒)21の燃料噴射を停止するようにインジェクタ7を制御するとともに、第1気筒群(前3気筒)21に対応する第1インテークバルブ15を閉成する。
The fourth control in the second embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the fourth control, the
また、ECU60は、第2気筒群(後3気筒)22に対応する第2インテークバルブ16を開放(全開)するとともに、第1EGR弁245を開放(全開)し、且つ、第2EGR弁248をエンジン負荷に応じて開度制御する。但し、第1EGR弁245は、エンジン負荷に応じて開度制御されてもよいものとする。
In addition, the
本制御において、ECU60は、第1気筒群(前3気筒)21の燃料噴射が停止されている分のエンジン出力とフリクションロス増加分を第2気筒群(後3気筒)22で補うため、仮に両方の気筒群(21,22)にて燃料噴射したときの合計の燃料噴射量よりも多くの燃料を第2気筒群(後3気筒)22で噴射するようにインジェクタ7を制御する。
In this control, the
これにより、第2気筒群(後3気筒)22から排出されるガスの温度は著しく上昇し、この高温の排出ガスが排気管33に導入される。 As a result, the temperature of the gas discharged from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 significantly increases, and this high-temperature exhaust gas is introduced into the exhaust pipe 33.
また、第2排気マニホールド32内の排出ガスの一部(EGRガス)は、第1EGR通路243を通じて第1吸気マニホールド11に還流される。第1気筒群(前3気筒)21では燃料噴射が停止されているので、この還流されたEGRガスは、シリンダ9内で燃焼行程を経ず単に圧縮されて、第1排気マニホールド31に排出され、その一部が排気管33に導入される。
Further, a part of the exhaust gas (EGR gas) in the
また残部は、第2EGR通路246を通じて、第2吸気マニホールド12に還流され、第2気筒群(後3気筒)22での燃焼行程を経て、第2排気マニホールド32、排気管33へと排出される。これにより、第2気筒群(後3気筒)22から排出されるガスを再燃焼させることができる。
The remaining portion is recirculated to the
ここで、第1実施形態と同様、第1インテークバルブ15が閉成されていることから、低温の排出ガスの量を極少量に止めることができ、第2気筒群(後3気筒)22からの排出ガスの冷却を最小限に止めることができる。
Here, as in the first embodiment, since the
以上の通り、本実施形態の第4制御によれば、第2気筒群(後3気筒)22から排気管33に導入された高温の排出ガスの冷却を抑制し、NOx触媒35を早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。
As described above, according to the fourth control of the present embodiment, cooling of the high-temperature exhaust gas introduced from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 into the exhaust pipe 33 is suppressed, and the
次に、第2実施形態における第5制御を図7の作動図を参照して説明する。第5制御は、第2インテークバルブ16をエンジン負荷に応じて開放(半開放)するように制御したものである。なお、その他の部分は第4制御と同じなので、同一の制御内容及び作用については説明を省略する。
Next, the fifth control in the second embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the fifth control, the
第5制御では、第1実施形態の第3制御と同様に、第2インテークバルブ16を通過する吸気を絞ることにより、第2気筒群(後3気筒)22からの排出ガスの温度を更に上昇させる。
In the fifth control, similarly to the third control of the first embodiment, the temperature of exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is further increased by restricting the intake air passing through the
従って、本実施形態の第5制御によれば、第2気筒群(後3気筒)22において更に高温となった排出ガスが排気管33に導入されるため、NOx触媒35をより早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。
Therefore, according to the fifth control of the present embodiment, the exhaust gas having a higher temperature in the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is introduced into the exhaust pipe 33, so that the
以上、本発明の基本実施形態を詳細に述べたが、本発明は以下のような他の実施形態も可能である。 Although the basic embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention can be applied to other embodiments as described below.
例えば、第1及び第2実施形態では、NOx触媒35の温度が所定の活性開始温度未満のときに第1から第5制御を実行したが、NOx触媒35の脱離(パージ)制御の際に、これらの制御を実行してもよい。パージ制御は、燃料に含まれる硫黄成分に起因してNOx触媒に付着した硫黄や、尿素水に起因してNOx触媒及び排気管内部に付着した固体尿素を、NOx触媒及び排気管内部から強制的に脱離(パージ)させ、NOx触媒のNOx浄化能力を回復させる目的で行われる。
For example, in the first and second embodiments, the first to fifth controls are executed when the temperature of the
また、連続再生式触媒付きDPFを設けた場合には、このDPFを再生制御する際に、これらの制御を実行してもよい。DPFの再生制御は、DPFにおけるPM堆積量が所定量を超えたとき、その堆積PMを強制的に燃焼除去してPM捕集能を回復させる目的で行われる。 Further, when a DPF with a continuously regenerative catalyst is provided, these controls may be executed when performing regeneration control of the DPF. The regeneration control of the DPF is performed for the purpose of forcibly burning and removing the accumulated PM to recover the PM collecting ability when the PM accumulation amount in the DPF exceeds a predetermined amount.
例えば、ECU60は、NOx触媒のパージ制御の実行要求があるときに、NOx触媒35の温度が所定のパージ温度(例えば、500〜600℃程度の値)未満である場合や、DPFの再生制御の実行要求があるときに、DPFの温度を所定の再生温度(例えば500〜600℃程度の値)未満である場合に、第1から第5制御を実行する。
For example, when there is a request for execution of purge control of the NOx catalyst, the
更に、上述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 Furthermore, the configurations of the above-described embodiments can be combined partially or wholly unless there is a particular contradiction. The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
1 エンジン
4 排気通路
7 インジェクタ
11 第1吸気マニホールド
12 第2吸気マニホールド
15 第1インテークバルブ
16 第2インテークバルブ
21 第1気筒群
22 第2気筒群
31 第1排気マニホールド
32 第2排気マニホールド
35 NOx触媒
43 第1EGR通路
45 第1EGR弁
46 第2EGR通路
48 第2EGR弁
60 電子制御ユニット(ECU)
100、200 排出ガス浄化システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
100, 200 Exhaust gas purification system
Claims (1)
前記多気筒内燃機関の第1気筒群もしくは第2気筒群ごとに燃料噴射もしくは噴射停止が可能なインジェクタと、
前記第1気筒群に対応して設けられた第1吸気マニホールド及び第1排気マニホールドと、
前記第2気筒群に対応して設けられた第2吸気マニホールド及び第2排気マニホールドと、
前記第1吸気マニホールドを開閉可能な第1インテークバルブと、
前記第2吸気マニホールドを開閉可能な第2インテークバルブと、
前記第1排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第2吸気マニホールドに還流させるための第2EGR通路を開閉する第2EGR弁と、
前記第2排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第1吸気マニホールドに還流させるための第1EGR通路を開閉する第1EGR弁と、
前記インジェクタの燃料噴射、前記第1及び第2インテークバルブの開閉、並びに前記第1及び第2EGR弁の開閉を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第1気筒群の燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御し、前記第1インテークバルブを閉成するとともに、前記第2EGR弁をエンジン負荷に応じて開度制御し、且つ、前記第1EGR弁をエンジン負荷に応じて開度制御するとともに、前記第2インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御することを特徴とする排出ガス浄化システム。 A catalyst provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine;
An injector capable of fuel injection or injection stop for each of the first cylinder group or the second cylinder group of the multi-cylinder internal combustion engine;
A first intake manifold and a first exhaust manifold provided corresponding to the first cylinder group;
A second intake manifold and a second exhaust manifold provided corresponding to the second cylinder group;
A first intake valve capable of opening and closing the first intake manifold;
A second intake valve capable of opening and closing the second intake manifold;
A second EGR valve that opens and closes a second EGR passage for returning a part of the exhaust gas of the first exhaust manifold to the second intake manifold;
A first EGR valve that opens and closes a first EGR passage for recirculating a part of the exhaust gas of the second exhaust manifold to the first intake manifold;
A control unit for controlling fuel injection of the injector, opening and closing of the first and second intake valves, and opening and closing of the first and second EGR valves,
The control unit controls an injector to stop fuel injection of the first cylinder group when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, closes the first intake valve, and controls the second EGR valve. The opening is controlled according to the engine load, the opening of the first EGR valve is controlled according to the engine load, and the opening of the second intake valve is controlled according to the engine load. Gas purification system.
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