JP6636759B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
そうした排気浄化装置としては、未燃燃料や一酸化炭素を酸化させる酸化触媒と、同酸化触媒よりも排気流れ方向下流側に配置された排気浄化部(煤を濾過するフィルタや、窒素酸化物を還元して浄化するNOx吸蔵還元触媒など)とを有するものが知られている。
そのため、酸化触媒の中でも温度の高い高温部分に適合させて添加燃料量を定めると、高温部分では想定した量の燃料が酸化するものの、低い温度の低温部分では想定した量よりも少ない量の燃料しか酸化しない。したがって、この場合には、排気に添加した燃料の一部が酸化することなく酸化触媒を通り抜けてしまい、排気性状の悪化を招いてしまう。
図1に示すように、内燃機関11には燃料噴射弁12が取り付けられている。燃料噴射弁12は内燃機関11の燃焼室13内に燃料を噴射する。内燃機関11では、燃焼室13の内部において、吸気通路14を通じて吸入された空気と燃料噴射弁12から噴射された燃料とが混合されるとともに、その混合ガスが燃焼される。そして、混合ガスの燃焼によって生じた力によって内燃機関11のピストン15が往復動するようになる。また、燃焼室13内で燃焼したガスは、排気として燃焼室13から排気通路16に排出される。
上流部分の受熱量ΔQ1=ΔQ×K11
中央部分の受熱量ΔQ2=ΔQ×K12
下流部分の受熱量ΔQ3=ΔQ×K13
なお、上流部分は酸化触媒21の排気流れ方向における中間部分よりも上流側の部分であり、中央部分は酸化触媒21の排気流れ方向における中間部分であり、下流部分は酸化触媒21の排気流れ方向における中間部分よりも下流側の部分である。また、受熱係数K11,K12,K13は、総受熱量ΔQを酸化触媒21の各部が受ける熱量(ΔQ1,ΔQ2,ΔQ3)に変換するための係数であり、関係式「0<(K11,K12,K13)<1.0」と、関係式「K11+K12+K13=1.0」とを満たす値である。受熱係数K11,K12,K13は、酸化触媒21の各部の材質および形状やヒータ23の配設位置および供給電力量などによって定まる値であり、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて制御装置30に記憶されている。
F=(F1×K21)+(F2×K22)+(F3×K23)
なお、重み付け係数K21,K22,K23は、要求添加量F1,F2,F3を酸化触媒21の各部において実際に酸化させることの可能な燃料量の上限値に変換するための係数であり、関係式「0<(K21,K22,K23)<1.0」と、関係式「K21+K22+K23=1.0」とを満たす値である。また、重み付け係数K21,K22,K23は、酸化触媒21の各部の材質および形状やヒータ23の配設位置および供給電力量などによって定まる値であり、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに予め求められて制御装置30に記憶されている。
本実施形態によれば、フィルタ温度THFが目標温度TTよりも低いために同フィルタ温度THFを上昇させる必要がある状況で、酸化触媒21の温度が活性化温度以上になり同酸化触媒21によって燃料を酸化させることが可能になったときに、燃料噴射弁12の噴射量制御を通じて排気に燃料を添加することができる。これにより、排気に添加した燃料の酸化触媒21における酸化反応によって、同酸化触媒21から流出してフィルタ22に流入する排気の温度を上昇させることができ、フィルタ温度THFを上昇させることができる。
(1)酸化触媒21の各部の温度T1,T2,T3を算出するとともに、各部の温度T1,T2,T3に基づいて最終添加量Fを算出し、同最終添加量Fに応じた量の燃料を排気に添加するべく燃料噴射弁12の噴射量制御を実行するようにした。そのため、酸化触媒21を燃料が通り抜けることに起因する排気性状の悪化を抑制しつつ、フィルタ22の内部温度を早期に上昇させることができる。
・ヒータ制御処理(図3)のステップS21の処理において、酸化触媒21の各部の温度T1,T2,T3の全て(あるいは2箇所)の温度が酸化触媒21の活性化温度よりも低いか否かを判断するようにしてもよい。こうした装置によれば、酸化触媒21の各部の温度T1,T2,T3のうちのいずれかが酸化触媒21の活性化温度よりも低いか否かを判断する装置と比較して、酸化触媒21が添加燃料を酸化させることの可能な状態になるまで同酸化触媒21をヒータ23によって加熱する機能を維持しつつ、早期にヒータ23の作動を停止させることができる。そのため、内燃機関11の燃料消費量の低減を図ることができる。
Claims (1)
- 内燃機関の排気通路に設けられた酸化触媒と、
前記排気通路における前記酸化触媒よりも排気流れ方向下流側に設けられて排気を浄化する排気浄化部と、
前記排気通路の排気の温度に基づいて前記酸化触媒の排気流れ方向における位置が互いに異なる複数の箇所の温度を算出する温度算出部と、
前記酸化触媒よりも排気流れ方向上流側において排気に燃料を添加する添加部と、
前記温度算出部により算出された前記複数の箇所の温度に基づいて前記添加部から排気に添加する燃料量の目標値を算出する目標値算出部と、
前記目標値に応じた量の燃料を排気に添加するべく、前記添加部を駆動する駆動部とを備え、
前記目標値算出部は、前記複数の箇所の温度に基づいて、前記酸化触媒の全体で酸化させることが可能な燃料量の上限値を前記目標値として算出する
内燃機関の排気浄化装置。
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