WO2006098512A1 - 内燃機関の制御装置及び排気浄化方法 - Google Patents
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- F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
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Definitions
- the present invention relates to an exhaust purification technology that collects particulate matter present in the exhaust gas of an internal combustion engine.
- Particulate matter is contained in exhaust gas discharged from internal combustion engines such as diesel engines. Therefore, it is necessary to attach an exhaust purification device for removing the particulate matter from the exhaust gas to the exhaust passage of the internal combustion engine.
- the exhaust purification device is provided with a filter, and particulate matter is collected by this filter. This filter performs oxidation and other treatments on the collected particulate matter.
- carbon-containing suspended particulates are selectively collected by a first ceramic filter carrying a catalyst component, and downstream of the first ceramic filter.
- An apparatus is known that collects carbon-containing suspended particulates that have passed through the first ceramic filter by a second ceramic filter that is disposed in the catalyst and carries a catalyst component (Japanese Patent Laid-Open No. 2000-036). (See 3 3 9 bulletin).
- Nanoparticles are derived from high-boiling components in fuel and lubricating oil components of internal combustion engines, and form after the lubricating oil burns, or agglomerates of lubricating oil, or aggregates of combustion and unburned components There is also an opinion. It is known that the exhaust gas discharged from an internal combustion engine contains nanoparticles ("Automotive Research", June 2000, No. 22, No. 6, p. See 5—1 0). The cause of the generation of nanoparticles may be fuel atomization due to the recent increase in fuel injection pressure, Combustion temperature when Seki becomes idle (light load)
- SOF soluble organic matter
- Particulate matter flows into the filter together with the exhaust gas, and is collected by the filter and oxidized.
- the size of nanoparticles is as small as 50 nm or less, they are easily diffused into the atmosphere and are not easily collected by filters. In other words, since some of the nanoparticles pass through the ceramic filter, there is a possibility that the nanoparticles are not sufficiently collected in the conventional apparatus.
- An object of the present invention is to provide an internal combustion engine control device and an exhaust gas purification method capable of suppressing discharge of nanoparticles into the atmosphere.
- the control device for an internal combustion engine generates fine particles having a particle size larger than the nanoparticles generated in the internal combustion engine, and supplies the generated fine particles to a space in which the nanoparticles exist or to a moving path.
- a fine particle control means for adsorbing the nanoparticles to the fine particles is provided.
- the nanoparticles can be attached to the fine particles in the space where the nanoparticles exist or in the moving path, so that the amount of the nanoparticles discharged to the outside can be reduced. . That is, by attaching the nanoparticles to fine particles having a diameter larger than that of the nanoparticles, the amount of nanoparticles discharged with a particle size of a size called nanoparticles can be reduced. Fine particles with a diameter larger than nanoparticles can be collected by an exhaust purification device such as a ceramic filter. By installing such an exhaust purification device downstream of an internal combustion engine, the emission of nanoparticles into the atmosphere is suppressed. can do.
- the space where nanoparticles exist is, for example, in a cylinder. ⁇
- the path along which the child moves is, for example, the exhaust passage of an internal combustion engine
- the fine particle control means includes in-cylinder fine particle generation means for generating fine particles in a cylinder of the internal combustion engine when the internal combustion engine is decelerated or idle.
- the fine particles are generated in the cylinder at the time of deceleration of the internal combustion engine or idle operation, and the nanoparticles generated in the cylinder can be adhered to the fine particles in the cylinder, the nano particles discharged from the cylinder The amount of particles can be reduced. As a result, the release of nanoparticles into the atmosphere can be suppressed.
- the in-cylinder particulate generation means generating nanoparticle components derived from lubricating oil in the cylinder during deceleration or idle operation of the internal combustion engine? If the state determining means for determining whether or not the state determining means determines that a nanoparticle component derived from the lubricating oil is generated in the cylinder, the fine particles are generated in the cylinder. And an operation control means for operating the in-cylinder particulate generation means.
- the state determination unit determines a deceleration of the internal combustion engine based on a change in the rotation speed of the internal combustion engine when the internal combustion engine is decelerated, and the operation
- the control means operates the in-cylinder fine particle forming means so that a larger amount of the fine particles are generated in the cylinder as the deceleration determined by the state determining means is larger.
- Lubricating oil penetrates into the cylinder of the internal combustion engine through, for example, a clearance of the Biston ring, so that the lower the pressure in the cylinder, the easier it is to penetrate.
- the pressure in the cylinder is more likely to decrease than when the deceleration of the internal combustion engine is small, and the amount of lubricating oil entering the cylinder may increase. Therefore, the reduction of internal combustion engines When the speed is large, the lubricant is used more than when the deceleration is small.
- the amount of fine particles produced is adjusted according to the deceleration of the internal combustion engine, and the amount of fine particles produced is appropriately adjusted according to the amount of nanoparticles generated. As a result, it is possible to suppress the release of nanoparticles into the atmosphere while suppressing the generation of excessive fine particles.
- the state determination means may determine whether the state in the cylinder is likely to be sucked into the cylinder during deceleration of the internal combustion engine or idle operation. If it is determined that the lubricating oil is easily sucked into the cylinder, it is estimated that a large amount of nanoparticle components derived from the lubricating oil are generated in the cylinder.
- nanoparticles are considered to have been burned with lubricating oil, so if the lubricating oil is easily sucked into the cylinder, the amount of lubricating oil sucked into the cylinder increases, and the inside of the cylinder It is thought that the amount of lubricating oil that burns in the tank increases. Therefore, it can be estimated that many nanoparticle components derived from the lubricating oil are produced.
- the in-cylinder particulate generation means includes fuel supply means for supplying fuel into the cylinder.
- fuel supply means for supplying fuel into the cylinder.
- control device for an internal combustion engine described above further includes a lubricant combustion amount reducing means for reducing the amount of lubricant oil burned in the cylinder, wherein the operation control means is configured to reduce the speed of the internal combustion engine or The operation of the lubricating oil combustion amount reducing means is controlled so that the amount of lubricating oil combusted in the cylinder during idle operation is reduced.
- the amount of lubricating oil combusted in the cylinder can be reduced by the lubricating oil combustion amount reducing means, the production amount of nanoparticle components derived from the lubricating oil can be reduced. Therefore, the amount of nanoparticles generated in the cylinder can be reduced, and the amount of nanoparticles discharged from the cylinder can be further reduced.
- an exhaust gas purification catalyst having an oxidizing ability is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and the operation control means is configured to reduce the speed of the internal combustion engine or The flow rate of exhaust gas passing through the exhaust purification catalyst during dollar operation Is greater than a preset judgment flow rate, and
- the in-cylinder particulate generation so that the particulates are generated in the cylinder in at least one of the cases where the temperature is lower than a preset determination temperature based on the catalyst activation temperature range of the exhaust purification catalyst. Operate means.
- the in-cylinder particulate generation means is operated to reduce the amount of nanoparticles flowing into the exhaust purification catalyst. Thereby, the amount of nanoparticles flowing into the exhaust purification catalyst can be adjusted according to the exhaust purification performance of the exhaust purification catalyst.
- the fine particle control means is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, and exhausts the fine particles having an adsorbing ability with respect to nanoparticles contained in exhaust gas.
- a particulate supply device for supplying the passage is provided.
- This control device for an internal combustion engine supplies fine particles having an adsorption ability to nanoparticles contained in the exhaust gas of the internal combustion engine to the exhaust passage.
- the nanoparticles can be adsorbed and aggregated by the fine particles supplied from the fine particle supply device, and the collection efficiency of the nanoparticles in the filter that has been difficult to collect can be improved.
- This can suppress the atmospheric dispersion of nanoparticles.
- the fine particles have an action of aggregating the nanoparticles.
- control device for an internal combustion engine described above further includes an operation state detection unit that detects an operation state of the internal combustion engine, and the particulate supply device has the operation state detection unit that has a predetermined operation state.
- the fine particles are supplied to the exhaust passage.
- the fine particle supply device is operated to supply the fine particles to the exhaust passage, thereby adsorbing the nanoparticles generated by the predetermined operation state to the fine particles.
- the predetermined operation state is one of a vehicle deceleration state, an accelerator off state, a state in which the engine rotation change amount is negative, a brake on state, and an exhaust brake on state. .
- the fine particle supply device includes: a fine particle generation device that constantly generates the fine particles; the exhaust passage; and the fine particle generation device.
- a control valve disposed between and opening the control valve
- the fine particles are supplied to the channel. Thereby, it is possible to improve the responsiveness of the particulate emission to the exhaust passage with respect to the control signal.
- the fine particle supply device generates and supplies carbon fine particles as the fine particles.
- an exhaust gas purification method for an internal combustion engine generates fine particles having a particle size larger than nanoparticles generated in the internal combustion engine, and the generated fine particles are placed in a space in which the nanoparticles exist or a path of movement. And supplying the nanoparticles to the fine particles.
- the nanoparticles can be attached to the fine particles in the space where the nanoparticles are present or in the moving path, so that the amount of the nanoparticles discharged to the outside can be reduced. it can. That is, the amount of nanoparticles discharged with a particle size of a size called nanoparticles can be reduced by attaching the nanoparticles to a particle having a diameter larger than that of the nanoparticles. Particulate matter with a diameter larger than that of the nanoparticles can be collected by an exhaust purification device such as a ceramic filter. By providing such an exhaust purification device downstream of the internal combustion engine, the nanoparticles are discharged into the atmosphere. Can be suppressed.
- the space where the nanoparticles are present is, for example, in a cylinder, and the path through which the nanoparticles are moved is, for example, an exhaust passage of an internal combustion engine.
- the fine particles refer to particulate substances having a diameter larger than that of the nanoparticles, and include, for example, soot (soot) and soluble organic substances (SOF).
- FIG. 1 is a configuration diagram of a control device for an internal combustion engine according to a first embodiment.
- Fig. 2 is a flowchart of nanoparticle reduction processing.
- Fig. 3A shows the relationship between the amount of fuel supplied into the cylinder and the amount of soot produced
- Fig. 3B shows the relationship between the timing of fuel injection into the cylinder and the amount of soot produced. It is a figure which shows an example.
- FIG. 4 is a flowchart showing a modification of the nanoparticle reduction process.
- FIG. 5 is a diagram showing an example of the relationship between engine deceleration and the amount of fuel supplied into the cylinder.
- FIG. 6 is a flowchart der lubricating oil combustion amount reduction process
- FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device according to the second embodiment.
- FIG. 8 is a view showing the structure of the filter of the exhaust emission control device.
- FIG. 9 is a diagram schematically showing the configuration of the carbon fine particle generator.
- FIG. 10 is an enlarged view of the outlet of the carbon particulate generator in the exhaust passage.
- FIG. 11 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device according to a modification.
- FIG. 12 is an enlarged view of the outlet of the carbon particulate generator in the exhaust passage.
- FIG. 13 is a flowchart of carbon fine particle generation control processing according to the second embodiment. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
- particle matter means any particle size.
- Nanoparticle means a particulate material having a particle size smaller than about 50 nm
- fine particle means a particulate material having a particle size larger than about 50 nm. That is, both the nanoparticles and the fine particles are particulate substances, but the fine particles have a larger particle size than the nanoparticles.
- coarse and carbon fine particles belong to the above fine particles.
- the present invention is characterized in that the discharge of nanoparticles is suppressed by adsorbing nanoparticles having a small particle size which are difficult to collect by a filter to fine particles having a larger particle size, thereby increasing the diameter.
- fine particles to be adsorbed with nanoparticles are generated inside the internal combustion engine.
- the fine particles are generated in the exhaust system of the internal combustion engine.
- FIG. 1 shows an embodiment in which the control device of the present invention is applied to a diesel engine 1 as an internal combustion engine.
- the engine 1 is mounted on a vehicle as a driving power source, and an intake passage 3 and an exhaust passage 4 are connected to the cylinder 2 thereof.
- the intake passage 3 has a throttle valve 5 for adjusting the amount of intake air, and a turbocharger 6.
- Compressor 6a and an intercooler that cools the intake air
- the exhaust passage 4 is provided with a turbine 6 b of the turbocharger 6, an exhaust throttle valve 8 for restricting the flow of exhaust, and an exhaust purification device 9 for purifying the exhaust.
- the exhaust purification device 9 includes an NOx storage reduction catalyst 10, a particulate filter 11, and an oxidation catalyst 12 as an exhaust purification catalyst having oxidation ability. Further, the exhaust purification device 9 is provided with a temperature sensor 13 that outputs a signal corresponding to the temperature of the exhaust gas and an AZF sensor 14 that outputs a signal corresponding to the air-fuel ratio of the exhaust gas.
- the exhaust passage 4 and the intake passage 3 are connected by an EGR passage 15, and an EGR cooler 16 and an EGR valve 17 are provided in the EGR passage 15.
- the engine 1 includes a fuel supply device 18.
- the fuel supply device 18 includes an injector 19 as fuel supply means for injecting fuel into each cylinder 2, a common rail 20 for storing high-pressure fuel injected from the injector 19, and a common rail 20 from a fuel tank (not shown). And a fuel pump 21 for supplying fuel to the vehicle.
- the fuel supply device 18 is provided with a fuel addition injector 22 for supplying fuel to the exhaust passage 4.
- the operation of the exhaust throttle valve 8, the £ 0 scale valve 17, and each engine 19 is controlled by an engine control unit (ECU) 30.
- the ECU 30 is configured as a computer including a microprocessor and peripheral devices such as RAM and ROM necessary for its operation, and is a well-known computer unit that controls the operating state of the engine 1.
- the ECU 30 calculates the amount of fuel to be supplied into the cylinder 2 based on the operating state of the engine 1, and controls the operation of each injector 19 so that the calculated amount of fuel is injected into the cylinder 2. .
- the ECU 30 controls the operation of each injector 19 so that the fuel supply to the cylinder 2 is stopped when the engine 1 is decelerated and the engine 1 speed is equal to or higher than the predetermined speed. To do. In the following, stopping fuel supply into cylinder 2 when Jin 1; 30 decelerates engine 1 will be referred to as “fuel cut”.
- the ECU 30 controls the opening degree of the EGR valve 17 so that an appropriate amount of exhaust gas is recirculated from the exhaust passage 4 to the intake passage 3 according to the operating state of the engine 1.
- ECU 30 has an example.
- Q for example, the number of revolutions that outputs a signal corresponding to the number of revolutions of engine 1.
- the sensors 1 3 and AZF sensor 14 are connected. Although there are various other objects to be controlled by the ECU 30, illustration and explanation thereof are omitted here. In addition to the sensors described above, the engine 1 is provided with various sensors, but their illustration and description are also omitted.
- the ECU 30 executes the nanoparticle reduction process shown in FIG. 2 to reduce the amount of nanoparticles discharged from the cylinder 2 when the engine 1 is decelerated or idle.
- the nano particle reduction process is repeatedly executed at a predetermined cycle during the operation of the engine 1.
- the ECU 30 functions as the operation control means of the present invention by executing the nanoparticle reduction process.
- the ECU 30 first determines in step S 11 whether or not the operating state of the engine 1 is deceleration or idle operation. Whether or not the operating state of engine 1 is decelerating or idling is determined based on, for example, the rotational speed of engine 1 and the accelerator opening. The ECU 30 determines that the engine 1 is in idle operation when the engine 1 rotation speed is within a predetermined idling rotation speed range and the accelerator opening is 0%, that is, the accelerator is not depressed. to decide.
- the ECU 30 determines that the operating state of the engine 1 is a deceleration state when the rotational speed of the engine 1 exceeds a predetermined rotational speed (for example, 1 400 rpm) and the accelerator opening is 0%.
- the ECU 30 may determine that the amount of change in the rotation speed of the engine 1 is negative, that is, the engine 1 is decelerating when the rotation speed of the engine 1 is decreasing, or the amount of change in the torque of the engine 1 is negative. In this case, it may be determined that the engine 1 is decelerating. Further, the ECU 30 may determine that the engine 1 is decelerating when a brake signal indicating that a brake (not shown) is depressed is on. If the ECU 30 determines that the engine 1 is not in the deceleration state or the idle operation state, the ECU 30 ends the process. 1 Q On the other hand, engine 1 is in deceleration or idle operation
- C PU 30 proceeds to step S 12 and determines whether or not the temperature of the oxidation catalyst 12 is lower than a predetermined determination temperature.
- the ECU 30 may acquire the temperature of the oxidation catalyst 12 by referring to the output signal of the temperature sensor 13, for example, or may estimate it based on the engine speed, load, etc. .
- the predetermined determination temperature is appropriately set according to the catalyst activation temperature range of the oxidation catalyst 12 and, for example, a lower limit value of the catalyst activation temperature range is set. If ECU 30 determines that the temperature of the oxidation catalyst 12 is lower than the predetermined determination temperature, the process skips step S 13 and proceeds to step S 14.
- step S 1 3 determines that the temperature of oxidation catalyst 12 is equal to or higher than the predetermined determination temperature
- the process proceeds to step S 1 3, where ECU 30 has an exhaust gas flow rate equal to or higher than the predetermined determination flow rate.
- the exhaust gas flow rate is estimated based on, for example, the speed of the engine 1, the load, and the EGR gas.
- the exhaust gas flow rate is set such that the exhaust gas flow rate passing through the oxidation catalyst 12 is large and the exhaust gas purification performance of the oxidation catalyst 12 cannot be maintained at a high level. If it is determined that the exhaust gas flow rate is less than the predetermined determination flow rate, E C U 30 ends the nanoparticle reduction process.
- step S 14 the process proceeds to step S 14, and the ECU 30 increases the amount of fuel to be supplied into the cylinder 2.
- the operation of the injector 19 is controlled so that the increased amount of fuel is supplied.
- the amount of fuel to be supplied into the cylinder 2 is set based on the operating state of the engine 1 as described above. Therefore, in this process, first, the fuel supply amount is calculated based on the operating state of the engine 1 at the start of the execution of the nanoparticle reduction process shown in FIG. 2, and then the ECU 3 uses the calculated fuel supply amount as an initial value. This is recorded in the RAM set at 0, and a predetermined increase is added to this initial value to increase the amount of fuel to be supplied to the cylinder 2.
- the predetermined increase is set such that, for example, when the increased amount of fuel is supplied into the cylinder 2, the torque generated in the engine 1 is maintained below zero.
- the ECU 30 determines whether or not soot as fine particles has been generated in the cylinder 2. Whether or not soot is generated is determined by, for example, the combustion of fuel in the cylinder 2, and the soot is generated when the fuel burns in the cylinder 2. It is determined that it has been generated. For example, ECU 30
- the fuel supply amount into the cylinder 2 is gradually increased, and it is determined that soot is generated when the fuel burns in the cylinder 2.
- the relationship between the rotational speed of the engine 1 and the minimum value of the fuel supply amount at which the fuel burns in the cylinder 2 is obtained in advance by experiments or the like, and stored as a map in, for example, the ROM provided in the ECU 30 .
- the ECU 30 refers to this map to determine whether soot has been generated.
- the amount of soot generated has a correlation with the amount of fuel supplied into cylinder 2 and the injection timing.
- Fig. 3A shows an example of the relationship between the amount of fuel supplied into cylinder 2 and the amount of generated soot
- Fig. 3B shows an example of the relationship between the timing of fuel injection into cylinder 2 and the amount of generated soot.
- the fuel injection timing is indicated by the crank angle. Therefore, the relationship shown in FIGS. 3A and 3 (b) is stored as a map in the ROM provided in the ECU 30, and the ECU 30 refers to these maps to determine whether soot has been generated. Also good.
- a sensor that outputs a signal corresponding to the amount of soot in the exhaust may be provided in the exhaust passage 4, and it may be determined whether or not soot has been generated in the cylinder 2 by referring to the output signal of this sensor.
- sensors include laser-induced incandescent sensors (L I I, L ase r I n d u c e d I n c a n d e c c e n c e), and photoacoustic sensors (P AS, P h o Ac t o S t i c s t c c t r s c cop y; etc.).
- step S14 If it is determined that no soot is generated in the cylinder 2, the process returns to step S14, and the ECU 30 repeats steps S14 and S15. On the other hand, if it is determined that soot is generated in the cylinder 2, the process proceeds to step S 16 and the ECU 30 returns to the initial value before the amount of fuel injected into the cylinder 2 is increased. Thereafter, the ECU 30 ends the nanoparticle reduction process.
- soot is generated as fine particles in the cylinder 2 when the engine 1 is decelerated, so that the nanoparticles in the cylinder 2 are attached to the soot.
- the amount of nanoparticles discharged from cylinder 2 can be reduced.
- the pressure in cylinder 2 can be increased, so the amount of lubricating oil sucked into cylinder 2 can be reduced. Can do. Therefore, the generation of nanoparticle components derived from lubricating oil
- the cylinder 2 is used when the exhaust gas flow rate is equal to or higher than the predetermined determination flow rate, or when the temperature of the oxidation catalyst 12 is lower than the predetermined determination temperature. Since the fuel is injected into the inside, the amount of nanoparticles discharged from the cylinder 2 can be reduced while suppressing fuel consumption.
- the ECU 30 functions as the state determination means of the present invention by executing the process of step S 11 and determining whether or not a nanoparticle component derived from the lubricating oil is generated in the cylinder 2. . Further, by supplying fuel from the injector 19 into the cylinder 2 and generating soot in the cylinder 2, the injector 19 functions as the in-cylinder fine particle generating means of the present invention.
- FIG. 4 shows a modification of the nanoparticle reduction process of FIG.
- the amount of lubricating oil sucked into cylinder 2 increases, the amount of nanoparticle components derived from this lubricating oil increases, and the amount of nanoparticles generated in cylinder 2 may increase.
- the amount of nanoparticles generated in cylinder 2 has a correlation with the amount of lubricant sucked into cylinder 2, and the amount of lubricant sucked into cylinder 2 There is a correlation with the deceleration. Therefore, in this modification, the amount of fuel supplied to the cylinder 2 when the engine 1 is decelerated is changed according to the deceleration of the engine 1.
- FIG. 4 the same processes as those in FIG.
- the ECU 30 first performs the same process as the nanoparticle reduction process shown in FIG. 2 up to steps S 1 1 S 1 3.
- the ECU 30 acquires the deceleration of the engine 1 based on the change in the rotational speed of the engine 1 during deceleration.
- the ECU 30 acquires the fuel supply amount supplied into the cylinder 2 based on the acquired deceleration of the engine 1. The greater the deceleration of engine 1, the easier the pressure in cylinder 2 will decrease, so lubricating oil will easily be drawn into cylinder 2.
- the ECU 30 refers to the map shown in FIG. 5, for example, and acquires the fuel supply amount corresponding to the deceleration of the engine 1.
- Figure 5 shows engine 1 deceleration and cylinder 2 till
- ECU 30 refers to the map of FIG. 5 and determines that the greater the deceleration of the engine 1 is, the more easily the lubricating oil is sucked into the cylinder 2, and the nano oil derived from the lubricating oil in the cylinder 2 is determined. It is estimated that many particle components are generated. Therefore, E C U 30 refers to the map of FIG. 5 and increases the amount of fuel supplied to the cylinder 2 as the deceleration of the engine 1 increases. That is, the amount of soot generated in the cylinder 2 is increased as the deceleration of the engine 1 is increased.
- E C U 30 determines whether or not soot is generated in the cylinder 2. This determination method is the same as that of the nanoparticle reduction process shown in FIG. If it is determined that soot is not generated in the cylinder 2, the ECU 30 returns to step S 21 and repeats the processes of steps S 21, S 22 and S 15. On the other hand, if it is determined that soot has been generated, ECU 30 proceeds to step S 23 and sets the fuel supply amount to be supplied to cylinder 2 based on the rotational speed of engine 1 and the like. Then, the nanoparticle reduction process shown in Fig. 4 is completed.
- the fuel supply amount to be supplied into the cylinder 2 is set according to the deceleration of the engine 1, so the amount of soot generated can be adjusted according to the amount of nanoparticles generated. it can. Therefore, excessive soot generation can be suppressed, and the amount of soot discharged from cylinder 2 can be reduced.
- the ECU 30 determines the deceleration of the engine 1, and if this deceleration is large, it is determined that the lubricating oil is easily sucked into the cylinder 2. is doing.
- each cylinder 2 is provided with a pressure sensor that outputs a signal corresponding to the pressure in the cylinder 2. Based on the output signal of this pressure sensor, the lubricating oil is easily sucked into the cylinder 2. You may decide whether or not it exists.
- FIG. 6 shows a lubricating oil combustion amount reduction process executed by the ECU 30 to reduce the amount of lubricating oil combusted in the cylinder 2.
- Lubricating oil is more easily sucked into cylinder 2 as the pressure in cylinder 2 is lower. In this process, therefore, the pressure in the cylinder 2 is increased to reduce the amount of lubricating oil sucked into the cylinder 2.
- Fig. 6, Fig. 2 The same reference numerals are assigned to the same processes as in FIG.
- E CU 30 first performs the same process as the nanoparticle reduction process of FIG. 2 from step S 11 to S 13.
- E C U 30 controls the opening degree of the exhaust throttle valve 8 to the closed side.
- the exhaust throttle valve 8 is controlled to the closing side by an opening degree so that the operating state of the engine 1 does not change suddenly.
- E C U 30 determines whether or not the pressure in the exhaust passage 4 upstream of the exhaust throttle valve 8 has risen above a predetermined judgment pressure.
- the predetermined judgment pressure is set such that the amount of lubricating oil sucked into the cylinder 2 becomes substantially zero.
- the predetermined determination pressure may be changed according to the rotational speed of the engine 1.
- the pressure in the exhaust passage 4 may be detected by, for example, providing a sensor that outputs a signal corresponding to the pressure in the exhaust passage 4, or estimated based on the number of revolutions of the engine 1 and the amount of fuel supplied into the cylinder 2. You can do it.
- step S 3 1 If it is determined that the pressure in the exhaust passage 4 is less than the predetermined determination pressure, the ECU 3 0 returns to step S 3 1 and repeats the processes of steps S 3 1 and S 3 2. On the other hand, if it is determined that the pressure in the exhaust passage 4 is equal to or higher than the predetermined determination pressure, the ECU 30 proceeds to step S 33 and controls the opening of the exhaust throttle valve 8 to the open side so that the exhaust throttle valve 8 Return the opening to the opening (initial value) before controlling to the closing side. Thereafter, E C U 30 ends the processing shown in FIG.
- the exhaust throttle valve 8 is controlled to the closed side to increase the pressure in the exhaust passage 4 and the pressure in the cylinder 2 is increased.
- the amount of lubricating oil sucked into the cylinder 2 can be reduced, so that the amount of nanoparticles generated from the lubricating oil can be reduced to reduce the amount of nanoparticles generated. it can.
- the exhaust throttle valve 8 functions as the lubricating oil combustion amount reducing means of the present invention. To do.
- the method of increasing the pressure in the cylinder 2 is not limited to the above-described method of controlling the opening of the exhaust throttle valve 8 to the closing side.
- the pressure drop in the cylinder 2 can be suppressed.
- at least one of the intake valve and the exhaust valve provided in each cylinder 2 may be kept open to suppress the pressure drop in the cylinder 2.
- the pressure in the exhaust passage 4 may be increased by controlling the variable nozzle to the closed side.
- the E C U 30 may stop the operation of the oil jet device when the engine 1 is decelerated.
- the amount of lubricating oil sucked into the cylinder 2 can be further reduced.
- the nanoparticle reduction processing shown in FIGS. 2 and 4 and the lubricating oil combustion amount reduction processing shown in FIG. 6 in the present invention may be executed individually or in parallel. Yes. By executing these processes in parallel, it is possible to reduce the emission of nanoparticles while suppressing a decrease in the effectiveness of the engine brake when the engine 1 is decelerated.
- the amount of nanoparticles discharged from the cylinder can be reduced by generating fine particles in the cylinder and attaching the nanoparticles to the fine particles. . Therefore, it is possible to suppress the release of nanoparticles into the atmosphere.
- fine particles such as soot to which nanoparticles are attached are generated in the cylinder 2.
- the place for generating and supplying the particulate matter is limited to the cylinder 2 of the engine 1.
- fine particles may be generated outside the exhaust system of the engine 1 and supplied to the exhaust system of the engine 1. This will be described in detail in the second embodiment below.
- FIG. 7 shows a schematic configuration of an embodiment in which the exhaust gas purification apparatus according to the present invention is applied to an internal combustion engine.
- the internal combustion engine 10 1 is an in-line 4-cylinder type diesel engine in which four cylinders 10 2 are arranged in a row, and is in excess of the intake passage 10 3, the exhaust passage 10 4, and the internal combustion engine 1 0 1.
- Each is equipped with a turbocharger 1 0 5 for feeding.
- the intake passage 1 0 3 there are an air filter 1 1 3, an air flow meter 1 1 4 for measuring the intake flow rate, a turbocharger 1 0 5 compressor 1 0 5 a, and a compressor 1 0 5 a And an intercooler 10 07 for cooling the compressed intake air.
- a turbine 1 0 5 b of the turbocharger 1 0 5 and an exhaust purification device 1 2 0 for reducing harmful substances in the exhaust gas are provided.
- the intake passage 10 3 and the exhaust passage 1 0 4 are connected by an EGR passage 1 0 6, and a part of the exhaust gas is recirculated from the exhaust passage 1 0 4 to the intake passage 1 0 3.
- the EGR passage 1 0 6 includes an EGR cooler 1 1 7 that cools the exhaust gas to be recirculated to the intake passage 1 0 3, and an EGR valve 1 0 8 that adjusts the recirculation amount of the exhaust gas, respectively.
- the internal combustion engine 101 is provided with four injectors 109 corresponding to the cylinders 102.
- Four injectors 1 0 9 are connected to common rail 1 1 0.
- the common rail 1 1 0 is connected to a supply pump 1 1 1 that pumps fuel from a fuel tank (not shown) and pumps it to the common rail 1 1 0.
- the exhaust purification device 1 2 0 includes a NOX storage reduction catalyst 1 1 9, a filter 1 2 2 having a function of collecting PM in the exhaust gas of the internal combustion engine 1 0 1, a carbon particulate generator 1 2 1, It consists of an oxidation catalyst 1 2 3 and an engine control unit (ECU) 1 2 4.
- ECU engine control unit
- the carbon fine particle generator 1 2 1 is provided on the upstream side of the filter 1 2 2, generates carbon fine particles having a particle size larger than that of the nano particles, and exhausts the generated carbon fine particles from the outlet 1 5 0. Release into passage 1 0 4.
- Carbon particulate generator 1 2 1 The carbon particulate generated by the engine burns into the engine ⁇ ? As an aerosol very similar to PM generated during the process
- Aerosol refers to the state of a dispersion system in which the dispersion medium is gas (eg, exhaust gas) and the dispersed phase is solid (eg, carbon fine particles) or liquid.
- the fine particles in the dispersed phase (solid) tend to aggregate due to the very active Brownian motion, and are generally unstable dispersions that have the property of sedimenting with gravity over time.
- the nanoparticles can be adsorbed and aggregated on the carbon fine particles.
- the filter 122 on the downstream side of the outlet 150 of the carbon fine particle generator 121, the carbon fine particles adsorbed with the nanoparticles can be easily collected by the filter 122 together with the nanoparticles.
- the carbon fine particle generator 1 2 1 functions as a fine particle supply device in the present invention.
- the oxidation catalyst 123 is provided on the downstream side of the filter 122 and oxidizes the PM that has passed through the finisher 1 2 2 without being processed.
- An A / F sensor 132 that detects the air-fuel ratio of the exhaust gas is provided between the filter 122 and the oxidation catalyst 123, and the detection signal S 10 of the A / F sensor 1 32 is input to the ECU 124.
- the exhaust purification device 120 includes a fuel addition injector 128 that adds a reducing agent (fuel) to the exhaust passage 104 in order to reduce the NOx stored by the NO X storage reduction catalyst 1 1 9. .
- the fuel addition injector 1 2 8 is connected to the supply pump 1 1 1. Fuel addition by the fuel addition injector 128 is controlled by the ECU 124 based on the input signal S10 from the A / F sensor 1 32 as necessary to reduce the NOx stored in the NOx storage reduction catalyst 1 19 Is done.
- the ECU 1 24 includes a CPU, a ROM, a RAM, an A / D converter, an input / output interface, etc. (not shown), an accelerator sensor 1 31, a brake sensor 1 32, a rotation speed sensor 1 33, and an exhaust brake sensor. 1 34 is electrically connected.
- the accelerator sensor 1 31 receives a detection signal S 1 indicating that the accelerator pedal (not shown) has been depressed, and the brake sensor 1 32 indicates detection signal S 2 that indicates that the brake pedal (not shown) has been depressed.
- the rotational speed sensor 1 33 receives a detection signal S 3 indicating the engine rotational speed of the internal combustion engine 101, and the exhaust brake sensor 1 34 detects a detection signal S 4 indicating that the exhaust brake is activated. .
- E CU 1 24 is the accelerator sensor 1 31
- the internal combustion engine 101 is in the accelerator off state, the engine rotation change amount is negative, the brake Detects when the exhaust brake is on.
- the brake Detects when the exhaust brake is on.
- the ECU 1 24 determines that the operating state of the internal combustion engine 101 is such an idle state or a vehicle deceleration state, the ECU 124 estimates that nanoparticles are generated in the exhaust gas, and the carbon fine particles Is discharged to the exhaust passage 104, a control signal S 5 is supplied to the carbon fine particle generator 1 2 1. Therefore, the accelerator sensor 1 31, the brake sensor 1 32, the rotation speed sensor 1 33, and the exhaust brake sensor 134 function as the driving state detection means in the present invention.
- FIG. 8 shows a cross-sectional view of the filter 122.
- the filter 122 is formed in a Hucam shape having a number of cells (through holes) 151. Each cell 15 1 is plugged with a plug 1 52 at one of the ends.
- the plug 152 is provided so that the cells 151 packed at the inlet end 151 in and the cells 151 packed at the outlet end 1 51 out are alternately arranged.
- a partition wall 153 is provided between the cells 151 adjacent to each other, and a large number of fine holes 154 are formed.
- the exhaust gas containing particulates 155 and nanoparticles 1 56 guided to the inlet end 1 5 1 in of the filter 1 21 passes through the partition wall 1 53 as shown by the arrow 1 6 1 to the outlet end 1 51 out. Led.
- the partition wall 1 53 carries an oxidation catalyst substance such as platinum (Pt) or cerium oxide (C e O 2 ).
- the filter 122 has fine particles 1 55 collected by the action of the oxidation catalyst substance.
- nanoparticle 156 has a smaller mass than fine particle 155, so its inertial force is also small. Therefore, as shown by the arrow 162, the nanoparticles 1 56 are not collected by the partition wall 1 53, and are led to the outlet end 1 51 out together with the exhaust gas.
- nanoparticles are adsorbed by carbon fine particles emitted from carbon fine particle generator 121 to suppress the atmospheric dispersion of the nanoparticles, and at the same time, the nanoparticles are collected by filter 122 together with the carbon fine particles. It is possible to make it.
- FIG. 9 is a cross-sectional view showing the internal structure of the carbon microparticle generator 121.
- the carbon fine particle generator 121 has a structure having graphite electrodes 141 a and 141 b inside a container 142.
- the carbon fine particle generator 1 2 1 generates carbon fine particles C n in the graphite electrodes 141 a and 141 b by applying a high voltage between the graphite electrodes 141 a and 141 b to generate corona discharge.
- the carbon fine particle generator 121 has a gas flow that leads to the exhaust passage by the carrier gas introduced from the outside.
- the carbon fine particles Cn generated by the graphite electrodes 14 1 a and 14 1 b are carried on the carrier gas and carried to the exhaust passage 104.
- argon (Ar) is used as the carrier gas.
- the magnitude of the voltage applied between the graphite electrodes 14 1 a and 141 b is controlled by a control signal S 5 from the ECU 1 24 shown in FIG.
- the carbon fine particle generator 121 applies a voltage between the graphite electrodes 141 a and 14 1 b to start the generation of carbon fine particles Cn, and according to the control signal S 5
- the amount of carbon fine particles Cn produced is adjusted by changing the magnitude of the applied voltage. That is, whether or not carbon fine particles Cn are generated by the carbon fine particle generator 1 2 1 is controlled by a control signal S 5 from the ECU 1 24.
- FIG. 10 is an enlarged view of the outlet 150 of the carbon fine particle generator 121.
- the carbon fine particles Cn generated by the carbon fine particle generator 1 2 1 are carried on the carrier gas and carried to the exhaust passage 104, and then released into the exhaust gas flowing through the exhaust passage 104. Since the carbon fine particles have the property of adsorbing nanoparticles, the nano particles Pa in the exhaust gas are adsorbed on the released carbon fine particles Cn.
- the size of the carbon fine particles Cn produced by the carbon fine particle generator 1 21 is larger than 5 O nm.
- the size of the nanoparticle Pa adsorbed on the carbon fine particle Cn is smaller than the size of the carbon fine particle, and generally has a size about one-tenth that of the carbon fine particle.
- one carbon fine particle Cn has multiple nanoparticles.
- carbon nano-particles can effectively agglomerate very small nanoparticles of 10 nm or less.
- the carbon fine particles Cn adsorbed with the nano particles Pa flow into the downstream filter 122 together with the exhaust gas. Since the size of the carbon fine particles Cn is larger than 50 nm, the filter 122 can collect the carbon fine particles Cn. At this time, since the nano particles Pa are adsorbed to the carbon fine particles Cn, the filter 122 can also collect the nanoparticles Pa together with the carbon fine particles Cn.
- FIG. 11 shows a schematic configuration of a second embodiment in which an exhaust emission control device 120 a according to a modification is applied to an internal combustion engine.
- FIG. 12 is an enlarged view of the outlet 150 a of the carbon fine particle generator 121.
- the carbon particulate generator 121 controls whether or not carbon particulates are generated by a control signal S 5 from the ECU 124.
- the carbon particulate generator 1 2 1 is always operated so that the carbon particulate can be always generated and released.
- a control valve 126 for adjusting the amount of carbon fine particles flowing into the exhaust passage 104 is provided at the outlet 150a of the exhaust.
- the control valve 1 26 When the control valve 1 26 is closed, the carbon fine particles generated by the carbon fine particle generator 1 21 are retained by the control valve 1 26, thereby restricting the discharge to the outlet 1 50a. As a result, the control valve 1 It is stored on the carbon particle generator 1 21 side rather than 26.
- the control valve 126 is controlled by a control signal S 6 from the ECU 1 24.
- the control signal S 6 instructing the release of carbon fine particles Cn from the EC U 1 24 to the exhaust passage is supplied to the control valve 1 26, the control valve 1 26 is opened, and the control valve 1 26 releases the discharge.
- the restricted carbon particles Cn are discharged into the exhaust passage 104. Therefore, in the exhaust emission control device 120 a according to the modified example, the carbon fine particles C n generated and stored in advance can be immediately released into the exhaust passage 104 simply by opening the control valve 126. Therefore, as compared with the exhaust emission control device 120 shown in FIG. 7, the time required for releasing the carbon fine particles Cn to the exhaust passage can be shortened. In other words, according to the modification ⁇ ⁇ In the exhaust purification device 1 20 a, the control signal from E CU 1 24
- Responsiveness of child emission can be improved.
- the details of the carbon particulate generation control process in the exhaust purification apparatus of the present embodiment will be specifically described with reference to FIG. 13 taking the exhaust purification apparatus 120 shown in FIG. 7 as an example.
- the ECU 124 performs the carbon particle generation control process according to a program stored in a memory such as a ROM.
- FIG. 13 is a flowchart of the carbon fine particle generation control process.
- nanoparticles generated when the internal combustion engine 101 is in an idle state or a vehicle deceleration state are aggregated and adsorbed by adsorbing the carbon fine particles.
- the ECU 124 determines whether the internal combustion engine is based on the detection signals S1, S2, S3, and S4 supplied from the accelerator sensor 1 31, the brake sensor 132, the rotation speed sensor 1 33, and the exhaust brake sensor 1 34. 101 is detected (Step S 101).
- the ECU 124 determines whether the internal combustion engine 101 is in an idle state or a vehicle deceleration state based on the detected operating state (step S102). Specifically, based on the detection signals S1, S2, S3, and S4, the ECU 124 determines that the accelerator is off, the engine speed change is negative, the brake is on, and the exhaust brake is on. When one of the states is detected, it is determined that the internal combustion engine 101 is in an idle state or a vehicle deceleration state.
- step S102 If the internal combustion engine 101 is in an idle state or a vehicle deceleration state (step S102: Ye s), the ECU 1 24 supplies a control signal S5 for operation to the carbon particulate generator 121 (step S). 103). As a result, the carbon particulate generator 121 starts operating, generates carbon particulates, and discharges the carbon particulates into the exhaust passage.
- step S102 when the detected operation state of the internal combustion engine 101 is neither the idle state nor the vehicle deceleration state (step S102: No), the ECU 1 24 sends a control signal S5 to the carbon particulate generator 1 2 1 By supplying, the carbon fine particle generating device 121 is stopped (step S104). ECU1 2 4 is the carbon fine particle generator 1 2 1 is already in operation
- Carbon fine particle generator 1 2 1 is not operated unless it is in operation.
- step S 1 0 3 E C U 1 2 4 supplies the control signal S 6 to open the control valve 1 2 6, thereby releasing the carbon fine particles generated in advance.
- step S 1 0 4 E C U 1 2 4 supplies the control signal S 6 to close the control valve 1 2 6, thereby stopping the emission of carbon fine particles. If the valve is already closed, control valve 1 2 6 is not opened and the valve is kept closed.
- nanoparticles can be enlarged by adsorbing and aggregating with the fine particles supplied from the fine particle supply device, and at the same time, the atmospheric diffusion can be suppressed and the filter can be used. It can be easily collected.
- the present invention is not limited to the above-described embodiment, but can be implemented in various forms.
- the internal combustion engine to which the present invention is applied is not limited to diesel engine, and may be applied to various internal combustion engines using gasoline or other fuels.
- Industrial applicability is not limited to diesel engine, and may be applied to various internal combustion engines using gasoline or other fuels.
- the present invention can be used in a vehicle or other apparatus including an internal combustion engine that generates particulate matter.
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Abstract
内燃機関において発生するナノ粒子の大気中への排出を抑制する。内燃機関の気筒内又は排気系において、ナノ粒子よりも粒径が大きな微粒子を発生させ、内燃機関内で発生しナノ粒子を微粒子に吸着させて大径化する。微粒子は、例えば気筒内においてススとして生成することができる。また、排気系に微粒子としての炭素微粒子発生装置を設けて微粒子を発生することもできる。微粒子へ吸着させて大径化することにより、ナノ粒子の排出を抑制することができる。
Description
内燃機関の制御装置及び排気浄化方法
技術分野
本発明は、 内燃機関の排気中に存在する粒子状物質を捕集する排気浄化技術に 関する。
明 背景技術 田
ディ一ゼルェンジンなどの内燃機関より排出される排気ガスには、 粒子状物質 が含まれている。 そのため、 この粒子状物質を排気ガスより取り除くための排気 浄化装置を内燃機関の排気通路に取り付けることが必要となる。 排気浄化装置に は、 フィルタが設けられ、 このフィルタによって粒子状物質が捕集ざれる。 この フィルタは、 捕集された粒子状物質に対して酸化処理などの処理を施す。
内燃機関から排出される排気ガスを浄化する装置の一例として、 触媒成分が担 持された第 1のセラミックフィルタにより選択的に含炭素浮遊微粒子を捕集する とともに、 第 1のセラミックフィルタの下流側に配置され、 触媒成分が担持され た第 2のセラミックフィルタにより第 1のセラミックフィルタをすり抜けた含炭 素浮遊微粒子を捕集する装置が知られている (特開 2 0 0 2— 3 6 4 3 3 9号公 報参照) 。
粒子状物質は、 様々な大きさの微粒子からなり、 5 0 n m以下の大きさを有す る粒子 ( 「ナノ粒子」 と呼ぶ) と、 5 O n mよりも大きな粒子 ( 「微粒子」 と呼 ぶ) とに大別することができる。 ナノ粒子は、 燃料中の高沸点成分や内燃機関の 潤滑油成分に由来するもので、 潤滑油が燃焼した後の形態あるいは潤滑油凝集成 分、 もしくは燃焼成分と未燃焼成分の凝集体との見解もある。 内燃機関から排出 される排気ガス中にはナノ粒子が含まれていることが知られている (「自動車研 究」、 2 0 0 0年 6月、 第 2 2卷、 第 6号、 p . 5— 1 0参照) 。 なお、 ナノ粒子 の発生原因としては、 近年の燃料噴射圧の高圧化による燃料の微粒化や、 内燃機
関が、 アイ ドル (軽負荷) 状態となることによる燃焼温度
となることによる気筒内圧力の低下によつて発生するオイルの吸出し等による可 溶有機分 (S O F ) の凝集などが考えられている。
粒子状物質は、排気ガスと共にフィルタに流入し、フィルタによつて捕集され、 酸化処理される。 しかし、ナノ粒子は、その大きさが 5 0 n m以下と小さいため、 大気に拡散しやすく、 またフィルタによる捕集も容易ではない。 即ち、 ナノ粒子 の一部はセラミックフィルタをすり抜けるため、 従来の装置では、 ナノ粒子が十 分に捕集されていないおそれがある。
特開 2 0 0 4— 7 6 6 6 9号公報では、 フィルタの下流側に放電装置を設け、 フィルタを通り抜けたナノ粒子を、 放電により帯電させ、 その帯電させたナノ粒 子を、 電極を用いて捕集することで、 ナノ粒子の数量を低減している。 その他、 本発明に関連する先行技術文献として、 特開平 1 0— 5 4 2 6 8号公報、 特開平 0 9 - 2 7 3 6 2 8号公報、及び、実開昭 6 3 - 0 6 9 7 6 0号公報が存在する。 発明の開示
本発明は、 ナノ粒子の大気中への排出を抑制することが可能な内燃機関の制御 装置及び排気浄化方法を提供することを目的とする。
本発明の 1つの観点では、 内燃機関の制御装置は、 内燃機関において発生する ナノ粒子よりも粒径が大きい微粒子を発生させ、 発生した微粒子をナノ粒子が存 在する空間又は移動する経路に供給してナノ粒子を微粒子に吸着させる微粒子制 御手段を備える。
上記の内燃機関の制御装置によれば、 ナノ粒子が存在する空間又は移動する経 路においてナノ粒子を微粒子に付着させることができるので、 外部に排出される ナノ粒子の量を低減させることができる。 即ち、 ナノ粒子をナノ粒子よりも径の 大きい微粒子に付着させることで、 ナノ粒子と呼ばれる大きさの粒径で排出され るナノ粒子の量を低減させることができる。ナノ粒子よりも径の大きい微粒子は、 例えばセラミックフィルタなどの排気浄化装置で捕集できるので、 内燃機関の下 流にこのような排気浄化装置を設けることでナノ粒子の大気中への排出を抑制す ることができる。 ナノ粒子が存在する空間とは例えば気筒内などであり、 ナノ粒
^ 子が移動する経路とは例えば内燃機関の排気通路などであ
上記の内燃機関の制御装置の一態様では、 前記微粒子制御手段は、 前記内燃機 関の減速時又はアイ ドル運転時に、 前記内燃機関の気筒内に微粒子を生成する筒 内微粒子生成手段を備える。
この態様では、 内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に気筒内に微粒子を生成 させ、 気筒内で発生したナノ粒子を気筒内において微粒子に付着させることがで きるので、 気筒内から排出されるナノ粒子の量を低減させることができる。 その ため、 ナノ粒子の大気中への排出を抑制することができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、 前記筒内微粒子生成手段は、 前 記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に気筒内において潤滑油に由来するナノ 粒子成分が生成されているか否かを判定する状態判定手段と、 前記状態判定手段 が気筒内にぉレ、て潤滑油に由来するナノ粒子成分が生成されていると判断した場 合に、 気筒内に前記微粒子が生成されるように前記筒内微粒子生成手段を動作さ せる動作制御手段と、 を備える。
内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時は気筒内の圧力が低下し易いため、 潤滑 油が気筒内に吸引されて燃焼し易い。 そのため、 気筒内において潤滑油に由来す るナノ粒子成分が発生し易い。 そこで、 状態判定手段によって内燃機関の気筒内 において潤滑油に由来するナノ粒子成分が生成されていると判断された場合は、 気筒内に微粒子を生成させてナノ粒子をこの微粒子に付着させることで、 気筒内 から排出されるナノ粒子を低減させる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、 前記状態判定手段は、 前記内燃 機関の減速時における前記内燃機関の回転数の変化に基づいて前記内燃機関の減 速度を判定し、 前記動作制御手段は、 前記状態判定手段により判定された減速度 が大きいほど前記気筒内に前記微粒子が多く生成されるように前記筒内微粒子成 手段を動作させる。
潤滑油は、 例えばビストンリングの隙間などを通過して内燃機関の気筒内に侵 入するため、 気筒内の圧力が低いほど侵入し易い。 特に内燃機関の減速度が大き い場合は、 内燃機関の減速度が小さい場合よりも気筒内の圧力が低下し易いので 気筒内に侵入する潤滑油の量が増加するおそれがある。 そのため、 内燃機関の減
速度が大きい場合は、 減速度が小さい場合よりも潤滑油に
の発生量が増加するおそれがある。 そこで、 内燃機関の減速度に応じて微粒子の 生成量を調整し、 ナノ粒子の発生量に応じて微粒子の生成量を適切に調整する。 これにより、 過剰な微粒子の生成を抑制しつつ、 ナノ粒子の大気への放出を抑制 することができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、 前記状態判定手段は、 前記内燃 機関の減速時又はアイ ドル運転時に前記気筒内の状態が前記気筒内に潤滑油が吸 引され易い状態か否か判断し、 前記気筒内に潤滑油が吸引され易い状態であると 判断した場合に、 前記気筒内において潤滑油に由来するナノ粒子成分が多く生成 されていると推定する。
上述したようにナノ粒子の一部は潤滑油が燃焼したものと考えられているため、 気筒内に潤滑油が吸引され易い場合は気筒内に吸引される潤滑油量が増加し、 気 筒内にて燃焼する潤滑油量が増加すると考えられる。 そのため、 潤滑油に由来す るナノ粒子成分が多く生成されると推定することができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、 前記筒内微粒子生成手段は、 前 記気筒内に燃料を供給する燃料供給手段を備える。 この態様では、 気筒内に燃料 を供給し、 この燃料を燃焼させることで気筒内に、 微粒子としてススなどを生成 することができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、 前記気筒内において燃焼する潤滑 油量を低減させる潤滑油燃焼量低減手段をさらに備え、 前記動作制御手段は、 前 記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に前記気筒内において燃焼する潤滑油量 が低減するように前記潤滑油燃焼量低減手段の動作を制御する。 この場合、 潤滑 油燃焼量低減手段によって気筒内で燃焼する潤滑油の量を低減することができる ので、 潤滑油に由来するナノ粒子成分の生成量を低減できる。 そのため、 気筒内 にて生成されるナノ粒子の量を低減させ、 気筒内から排出されるナノ粒子の量を さらに低減させることができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、 前記内燃機関の排気通路には酸 化能を有する排気浄化触媒が設けられており、 前記動作制御手段は、 前記内燃機 関の減速時又はアイ ドル運転時に、 前記排気浄化触媒を通過する排気ガスの流量
が予め設定された判定流量よりも多い場合、 及び、 前記排
記排気浄化触媒の触媒活性温度域に基づいて予め設定された判定温度よりも低い 場合のうちの少なくともいずれか一方の場合に、 前記気筒内に前記微粒子が生成 されるように前記筒内微粒子生成手段を動作させる。
排気浄化触媒を通過する排気ガス流量が多い場合、 又は、 排気浄化触媒の温度 が低い場合は、 排気浄化触媒の排気浄化性能を高い状態に維持し難い。 そこで、 このような場合に筒内微粒子生成手段を動作させ、 排気浄化触媒に流入するナノ 粒子の量を低減させる。 これにより、 排気浄化触媒の排気浄化性能に応じて排気 浄化触媒に流入するナノ粒子の量を調整することができる。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様では、 前記微粒子制御手段は、 前記内 燃機関の排気通路に設けられ、 排気ガス中に含まれるナノ粒子に対して吸着能を 有する微粒子を前記排気通路に供給する微粒子供給装置を備える。
この内燃機関の制御装置は、 内燃機関の排気ガスに含まれるナノ粒子に対して 吸着能を有する微粒子を排気通路に供給する。 これにより、 ナノ粒子を微粒子供 給装置から供給される微粒子に吸着させて凝集することができ、 これまで捕集が 難しかったナノ粒子のフィルタでの捕集効率を向上させることができる。 これに より、 ナノ粒子の大気拡散を抑制することができる。 なお、 前記微粒子は、 ナノ 粒子を凝集する作用を有する。
上記の内燃機関の制御装置の他の一態様は、 前記内燃機関の運転状態を検出す る運転状態検出手段をさらに備え、 前記微粒子供給装置は、 前記運転状態検出手 段が所定の運転状態を検出したときに、 前記排気通路に前記微粒子を供給する。 内燃機関が所定の運転状態のときに、 微粒子供給装置を作動させて、 微粒子を排 気通路に供給することにより、 当該所定の運転状態となることによって発生する ナノ粒子を、 微粒子に吸着して凝集することができる。 好適な例では、 所定の運 転状態とは、 車両減速状態、 アクセルオフの状態、 エンジン回転変化量が負とな る状態、 ブレーキオンの状態、 排気ブレーキオンの状態のうち、 いずれかとされ る。
上記の内値機関の制御装置の他の一態様では、 前記微粒子供給装置は、 前記微 粒子を常時生成する微粒子生成装置と、 前記排気通路と前記微粒子生成装置との
間に配置された制御弁と、 を備え、 前記制御弁を開くこと
路に前記微粒子を供給する。 これにより、 制御信号に対する排気通路への微粒子 放出の応答性の向上を図ることができる。好適な例では、前記微粒子供給装置は、 前記微粒子として炭素微粒子を発生し、 供給する。
本発明の他の観点では、 内燃機関の排気浄化方法は、 内燃機関において発生す るナノ粒子よりも粒径が大きい微粒子を発生させ、 発生した微粒子をナノ粒子が 存在する空間又は移動する経路に供給してナノ粒子を微粒子に吸着させる工程を 有する。
本発明の内燃機関の排気浄化方法によれば、 ナノ粒子が存在する空間又は移動 する経路においてナノ粒子を微粒子に付着させることができるので、 外部に排出 されるナノ粒子の量を低減させることができる。 即ち、 ナノ粒子をナノ粒子より も径の大きレ、微粒子に付着させることで、 ナノ粒子と呼ばれる大きさの粒径で排 出されるナノ粒子の量を低減させることができる。 ナノ粒子よりも径の大きい粒 子状物質は、 例えばセラミックフィルタなどの排気浄化装置で捕集できるので、 内燃機関の下流にこのような排気浄化装置を設けることでナノ粒子の大気中への 排出を抑制することができる。 ナノ粒子が存在する空間とは例えば気筒内などで あり、 ナノ粒子が移動する経路とは例えば内燃機関の排気通路などである。
なお、 本発明において微粒子とは、 ナノ粒子よりも径の大きい粒子状物質のこ とを指し、 例えばスス ( s o o t ) 及び可溶性有機物質 (S O F ) が含まれる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 第 1実施形態に係る内燃機関の制御装置の構成図である。
第 2図、 ナノ粒子低減処理のフローチャートである。
第 3 A図は、 気筒内への燃料供給量とススの生成量との関係を示す図であり、 第 3 B図は、 気筒内への燃料の噴射時期とススの生成量との関係の例を示す図で ある。
第 4図は、 ナノ粒子低減処理の変形例を示すフローチャートである。
第 5図は、 エンジンの減速度と気筒内への燃料供給量との関係の一例を示す図 である。
? 第 6図は、 潤滑油燃焼量低減処理のフローチャートであ
第 7図は、 第 2実施形態による排気浄化装置の概略構成図である。
第 8図は、 排気浄化装置のフィルタの構造を示した図である。
第 9図は、 炭素微粒子発生装置の構成を模式的に示した図である。
第 1 0図は、 排気通路における炭素微粒子発生装置の流出口の拡大図である。 第 1 1図は、 変形例に係る排気浄化装置の概略構成図である。
第 1 2図は、 排気通路における炭素微粒子発生装置の流出口の拡大図である。 第 1 3図は、 第 2実施形態による炭素微粒子発生制御処理のフローチャートで ある。 発明を実施するための最良の形態
本明細書において、 粒子状物質 (P M: Particlate Matter) の語は粒径を問わ ない意味で使用するものとする。 また、 「ナノ粒子」 とは粒径が 5 0 n m程度よ り小さい粒子状物質を意味し、 「微粒子」 とは粒径が 5 0 n m程度より大きい粒 子状物質を意味するものとする。 即ち、 ナノ粒子と微粒子はいずれも粒子状物質 であるが、 微粒子はナノ粒子よりも粒径が大きいものを意味する。 以下の実施形 態における 「スス」 、 「炭素微粒子」 はいずれも上記の微粒子に属するものとす る。
本発明は、 粒径が小さくフィルタによる捕集が難しいナノ粒子を、 それより粒 径が大きい微粒子に吸着させて大径化することにより、 ナノ粒子の排出を抑制す ることを特徴とする。 以下に説明する第 1実施形態では、 ナノ粒子を吸着させる 対象となる微粒子を内燃機関内部で生成する。 これに対し、 第 2実施形態では、 微粒子を内燃機関の排気系で生成する。
[第 1実施形態]
(装置構成)
第 1図は、 本発明の制御装置を内燃機関としてのディーゼルエンジン 1に適用 した実施形態を示している。 エンジン 1は車両に走行用動力源として搭載される もので、 その気筒 2には吸気通路 3及び排気通路 4が接続されている。 吸気通路 3には、 吸入空気量を調整するためのスロッ トルバルブ 5、 ターボチヤ一ジャ 6
o のコンプレッサ 6 a、及び、吸気を冷却するインタ一クーラ
排気通路 4には、 ターボチャージャ 6のタービン 6 b、 排気の流れを絞るための 排気絞り弁 8、 及び、 排気を浄化するための排気浄化装置 9が設けられている。 排気浄化装置 9は、吸蔵還元型 NO X触媒 1 0ノ、 °ティキュレートフィルタ 1 1、 及び、酸化能力を有する排気浄化触媒としての酸化触媒 1 2を備えている。また、 排気浄化装置 9には、 排気ガスの温度に対応した信号を出力する温度センサ 1 3 及び排気ガスの空燃比に対応した信号を出力する AZFセンサ 14が設けられて いる。 排気通路 4と吸気通路 3とは EGR通路 1 5で接続され、 EGR通路 1 5 には EG Rクーラ 16及び EG Rバルブ 1 7が設けられている。
また、 エンジン 1は燃料供給装置 18を備えている。 燃料供給装置 18は、 各 気筒 2内に燃料を噴射する燃料供給手段としてのインジヱクタ 1 9と、 インジェ クタ 1 9から噴射する高圧の燃料を蓄えるコモンレール 20と、 不図示の燃料タ ンクからコモンレール 20に燃料を供給する燃料ポンプ 2 1と、 を備えている。 また、 燃料供給装置 1 8は、 排気通路 4に燃料を供給するための燃料添加インジ ェクタ 22を備えている。
排気絞り弁 8、 £0尺バルブ1 7及び各ィンジヱクタ 1 9の動作はエンジンコ ントロールユニッ ト (ECU) 30により制御されている。 ECU30は、 マイ クロプロセッサ及びその動作に必要な RAM、 ROM等の周辺機器を含んだコン ピュータとして構成され、 エンジン 1の運転状態を制御する周知のコンピュータ ュニッ トである。
ECU30は、 例えばエンジン 1の運転状態に基づいて気筒 2内に供給すべき 燃料量を算出し、 算出された燃料量が気筒 2内に噴射されるように各ィンジェク タ 1 9の動作を制御する。 また、 ECU30は、 エンジン 1の減速時でかつェン ジン 1の回転数が所定の回転数以上の場合は、 気筒 2内への燃料供給が停止され るように各インジェクタ 1 9の動作を制御する。 なお、 £じ1;30がェンジン1 の減速時に気筒 2内への燃料供給を停止させることを以下、 「燃料カット」 と呼 ぶ。 この他、 ECU 30は、 エンジン 1の運転状態に応じて排気通路 4から吸気 通路 3に適切な量の排気ガスが還流されるように E G Rバルブ 1 7の開度を制御 する。 これらの制御を実行する際に参照するセンサとして、 ECU 30には、 例
Q えばエンジン 1の回転数に対応した信号を出力する回転数
サ 1 3、 及び、 AZFセンサ 14が接続されている。 なお、 ECU 30による制 御対象はその他にも種々存在するが、 ここでは図示及びその説明を省略する。 ま た、 エンジン 1には上述したセンサ以外にも各種のセンサが設けられるがそれら の図示及び説明も省略する。
(ナノ粒子低減処理)
エンジン 1の減速時又はアイドル運転時は、 気筒 2内への燃料供給量が減少す るため、 気筒 2内の圧力が低下して気筒 2内に吸引される潤滑油量が増加し、 気 筒 2内において潤滑油に由来するナノ粒子成分が生成されているおそれがある。 そこで、 ECU 30は、 第 2図に示すナノ粒子低減処理を実行し、 エンジン 1の 減速時又はアイ ドル運転時に気筒 2から排出されるナノ粒子の量を低減させる。 ナノ粒子低減処理は、 エンジン 1の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。 ECU 30は、 ナノ粒子低減処理を実行することにより、 本発明の動作制御手段 として機能する。
第 2図に示すナノ粒子低減処理において、 ECU30は、 まずステップ S 1 1 にてエンジン 1の運転状態が減速又はアイ ドル運転であるか否か判断する。 ェン ジン 1の運転状態が減速又はアイ ドル運転であるか否かは、 例えばエンジン 1の 回転数及びアクセル開度に基づいて判定される。 ECU 30は、 エンジン 1の回 転数が所定のアイ ドリング回転数域内で、 かつアクセル開度が 0%、 即ちァクセ ルが踏み込まれていない場合に、 エンジン 1の運転状態がアイドル運転であると 判断する。 また、 ECU30は、 エンジン 1の回転数が所定の回転数 (例えば 1 400 r pm) を超え、 かつアクセル開度が 0 %である場合にエンジン 1の運転 状態が減速状態であると判断する。 また、 ECU30は、 エンジン 1の回転数の 変化量がマイナス、 即ちエンジン 1の回転数が低下している場合に減速している と判断してもよいし、 エンジン 1のトルクの変化量がマイナスの場合にエンジン 1が減速していると判断してもよい。 さらに、 ECU30は、 不図示のブレーキ が踏まれていることを示すブレーキ信号がオンの場合にエンジン 1が減速してい ると判断してもよい。 ECU30は、 エンジン 1が減速状態又はアイ ドル運転状 態ではないと判断した場合は、 処理を終了する。
1 Q 一方、 エンジン 1が減速状態又はアイ ドル運転状態であ
C P U 3 0はステップ S 1 2に進み、 酸化触媒 1 2の温度が所定の判定温度より も低いか否かを判断する。 E C U 3 0は、 酸化触媒 1 2の温度を、 例えば温度セ ンサ 1 3の出力信号を参照して取得してもよいし、 エンジン 1の回転数や負荷な どに基づいて推定してもよい。 所定の判定温度は、 酸化触媒 1 2の触媒活性温度 域に応じて適宜設定され、 例えばこの触媒活性温度域の下限値が設定される。 酸 化触媒 1 2の温度が所定の判定温度よりも低いと E C U 3 0が判断した場合は、 処理はステップ S 1 3をスキップし、 ステップ S 1 4に進む。 一方、 酸化触媒 1 2の温度が所定の判定温度以上であると E C U 3ひが判断した場合は、 処理はス テツプ S 1 3に進み、 E C U 3 0は排気ガス流量が所定の判定流量以上であるか 否か判断する。 排気ガス流量は、 例えばエンジン 1の回転数、 負荷及び E G Rガ スに基づいて推定される。 所定の判定流量には、 例えば酸化触媒 1 2を通過する 排気ガス流量が多く、 酸化触媒 1 2の排気浄化性能を高い状態に維持できないよ うな排気ガス流量が設定される。 排気ガス流量が所定の判定流量未満であると判 断した場合は、 E C U 3 0はナノ粒子低減処理を終了する。
排気ガス流量が所定の判定流量以上であると E C U 3 0が判断した場合は、 処 理はステップ S 1 4に進み、 E C U 3 0は気筒 2内に供給すべき燃料量を増加さ せ、 この増加させた燃料量が供給されるようにインジェクタ 1 9の動作を制御す る。 気筒 2内に供給すべき燃料量は、 上述したようにエンジン 1の運転状態に基 づいて設定されている。 そこで、 この処理では、 まず第 2図に示すナノ粒子低減 処理の実行開始時におけるエンジン 1の運転状態に基づいて燃料供給量を算出し、 次にこの算出した燃料供給量を初期値として E C U 3 0に設けられた R AMに記 憶させるとともに、 この初期値に所定の増加分を加えて気筒 2に供給すべき燃料 量を増加させる。 なお、 所定の増加分は、 例えば増加後の燃料量を気筒 2内に供 給した際、 エンジン 1で発生するトルクがゼロ以下に維持されるように設定され る。
続くステップ S 1 5において E C U 3 0は、 気筒 2内に微粒子としてのススが 生成されたか否か判断する。 ススが生成されたか否かは、 例えば気筒 2内におけ る燃料の燃焼によって判断され、 気筒 2内において燃料が燃焼した場合にススが
生成されたと判断される。 例えば、 ECU 30により燃料
場合、 即ち燃料供給量がゼロに設定されている場合は、 気筒 2内への燃料供給量 を徐々に増加させ、 気筒 2内において燃料が燃焼した場合にススが生成されたと 判断する。 具体的には、 エンジン 1の回転数と気筒 2内において燃料が燃焼する 燃料供給量の最小値との関係を予め実験などにより求めて、 例えば ECU30に 設けられた ROMにマップとして記憶させておく。 ECU30は、 このマップを 参照してススが生成されたか否かを判断する。
ススの生成量は、 気筒 2内への燃料供給量及び噴射時期とそれぞれ相関関係を 有している。 第 3A図は気筒 2内への燃料供給量とススの生成量との関係の一例 を、 第 3 B図は気筒 2内への燃料の噴射時期とススの生成量との関係の一例をそ れぞれ示している。 なお、 第 3 B図では、 燃料の噴射時期をクランク角度で示し ている。 よって、 第 3A図及び 3 (b) に示した関係を ECU30に設けられた ROMにマップとして記憶させておき、 ECU 30はこれらのマップを参照して ススが生成されたか否かを判断してもよい。 その他、 排気中のススの量に応じた 信号を出力するセンサを排気通路 4に設け、 このセンサの出力信号を参照して気 筒 2内にススが生成されたか否かを判断してもよい。 なお、 このようなセンサと しては、 例えばレーザー誘起白熱センサ (L I I、 L a s e r I n d u c e d I n c a n d e s c e n c e) 、 フォトァコースティックセンサ (P AS、 P h o t o Ac o u s t i c s p e c t r o s c o p y; など力ある。
気筒 2内にススが生成されていないと判断した場合、 処理はステップ S 14に 戻り、 ECU 30はステップ S 14及び S 1 5を繰り返す。 一方、 気筒 2内にて ススが生成されたと判断した場合は、 処理はステップ S 1 6に進み、 ECU30 は気筒 2内への燃料噴射量を増加する前の初期値に戻す。 その後、 ECU30は ナノ粒子低減処理を終了する。
以上に説明したように、 第 2図に示すナノ粒子低減処理では、 エンジン 1の減 速時に気筒 2内に微粒子としてススを生成させるので、 気筒 2内のナノ粒子をこ のススに付着させることで、 気筒 2から排出されるナノ粒子の量を低減させるこ とができる。 また、 気筒 2内で燃料を燃焼させることにより、 気筒 2内の圧力を 上昇させることができるので、 気筒 2内に吸引される潤滑油量を減少させること
ができる。 そのため、 潤滑油に由来するナノ粒子成分の発
ができる。 第 2図に示すナノ粒子低減処理では、 排気ガス流量が所定の判定流量 以上の場合、 又は、 酸化触媒 1 2の温度が所定の判定温度よりも低い場合の少な くとも一方の場合に気筒 2内に燃料を噴射するので、 燃料の消費量を抑えつつ、 気筒 2から排出されるナノ粒子の量を低減させることができる。
なお、 ステップ S 1 1の処理を実行し、 気筒 2内において潤滑油に由来するナ ノ粒子成分が生成されているか否か判断することによって、 E C U 3 0は本発明 の状態判定手段として機能する。 また、 インジヱクタ 1 9から気筒 2内に燃料を 供給して気筒 2内にススを生成することで、 インジェクタ 1 9は本発明の筒内微 粒子生成手段として機能する。
(ナノ粒子低減処理の変形例)
第 4図は、 第 2図のナノ粒子低減処理の変形例を示している。 気筒 2内に吸引 される潤滑油の量が増加すると、 この潤滑油に由来するナノ粒子成分の発生量が 増加し、気筒 2内で発生するナノ粒子の量が増加するおそれがある。このように、 気筒 2内で発生するナノ粒子の量は気筒 2内に吸引された潤滑油の量と相関関係 を有しており、 さらに気筒 2内に吸引された潤滑油の量はエンジン 1の減速度と 相関関係を有している。 そこで、 この変形例では、 エンジン 1の減速時に気筒 2 内に供給する燃料供給量を、 エンジン 1の減速度に応じて変化させる。 なお、 第 4図において第 2図と同一の処理には同一の参照符号を付し、 説明を省略する。 第 4図に示すナノ粒子低減処理の変形例において、 E C U 3 0は、 まずステツ プ S 1 1 S 1 3までは第 2図に示すナノ粒子低減処理と同様の処理を行う。 続 くステップ S 2 1において E C U 3 0は、 減速時におけるエンジン 1の回転数の 変化に基づいてエンジン 1の減速度を取得する。 次のステップ S 2 2において E C U 3 0は、 取得したエンジン 1の減速度に基づいて、 気筒 2内に供給する燃料 供給量を取得する。 エンジン 1の減速度が大きいほど気筒 2内の圧力が低下し易 いため、 気筒 2内に潤滑油が吸引され易い。 そのため、 気筒 2内に吸引される潤 滑油量が増加し、 潤滑油に由来するナノ粒子成分の発生量が増加すると推定され る。 そこで、 E C U 3 0は例えば第 5図に示したマップを参照し、 エンジン 1の 減速度に応じた燃料供給量を取得する。 第 5図は、 エンジン 1の減速度と気筒 2
„
13 内に供給する燃料供給量との関係の一例を示している。 こ
実験などによって求め、 E C U 3 0に設けられた R OMにマップとして記憶させ ておく。 E C U 3 0は、 第 5図のマップを参照し、 エンジン 1の減速度が大きい ほど気筒 2内に潤滑油が吸引され易い状態であると判断し、 気筒 2内において潤 滑油に由来するナノ粒子成分が多く発生していると推定する。 そこで、 E C U 3 0は、 第 5図のマップを参照し、 エンジン 1の減速度が大きいほど気筒 2に供給 される燃料供給量を増加させる。 すなわち、 エンジン 1の減速度が大きいほど気 筒 2内に生成するススの量を増加させる。
次のステップ S 1 5において、 E C U 3 0は気筒 2内にススが生成されたか否 か判断する。この判定方法は第 2図に示すナノ粒子低減処理のものと同様である。 気筒 2内にススが生成されていないと判断した場合は、 E C U 3 0はステップ S 2 1に戻り、 ステップ S 2 1、 S 2 2及び S 1 5の処理を繰り返す。 一方、 スス が生成されたと判断した場合は、 E C U 3 0はステップ S 2 3に進み、 気筒 2に 供給する燃料供給量をエンジン 1の回転数などに基づいて設定する。 その後、 第 4図に示すナノ粒子低減処理を終了する。
第 4図に示すナノ粒子低減処理では、 エンジン 1の減速度に応じて気筒 2内に 供給する燃料供給量を設定するため、 ナノ粒子の発生量に応じてススの生成量を 調整することができる。 そのため、 ススの過剰な生成を抑制し、 気筒 2から排出 されるススの量を低減させることができる。 なお、 第 4図のステップ S 2 2の処 理では、 E C U 3 0がエンジン 1の減速度を判定し、 この減速度が大きい場合に 気筒 2内に潤滑油が吸引され易い状態であると判断している。 そのかわりに、 例 えば各気筒 2に気筒 2内の圧力に対応した信号を出力する圧力センサを設け、 こ の圧力センサの出力信号に基づいて、 気筒 2内に潤滑油が吸引され易い状態であ るか否かを判断してもよい。
(潤滑油燃焼量低減処理)
第 6図は、 E C U 3 0が気筒 2内にて燃焼する潤滑油の量を低減させるために 実行する潤滑油燃焼量低減処理を示している。 潤滑油は気筒 2内の圧力が低いほ ど、 気筒 2内へ吸引され易い。 そこで、 この処理では、 気筒 2内の圧力を上昇さ せて気筒 2内に吸引される潤滑油量を低減させる。 なお、 第 6図において第 2図
と同一の処理には同一の参照符号を付し、 説明を省略する
ジン 1の運転中に所定の周期で繰り返し実行される。
第 6図の処理において E C U 3 0は、 まずステップ S 1 1〜S 1 3までは、 第 2図のナノ粒子低減処理同様の処理を行う。 続くステップ S 3 1において E C U 3 0は、 排気絞り弁 8の開度を閉じ側に制御する。 この際、 排気絞り弁 8は、 ェ ンジン 1の運転状態が急に変化しないような開度分閉じ側に制御される。 次のス テツプ S 3 2において E C U 3 0は、 排気絞り弁 8よりも上流側の排気通路 4の 圧力が所定の判定圧力以上に上昇したか否か判断する。 所定の判定圧力には、 例 えば気筒 2内に吸引される潤滑油の量が略ゼロになるような圧力が設定される。 吸引される潤滑油が略ゼロになるような圧力は、 エンジン 1の運転状態に応じて 変化するため、 例えばエンジン 1の回転数に応じて所定の判定圧力を変化させて もよい。 排気通路 4の圧力は、 例えば排気通路 4の圧力に対応した信号を出力す るセンサを設けて検出してもよいし、 エンジン 1の回転数及び気筒 2内への燃料 供給量に基づいて推定してもよレ、。
排気通路 4の圧力が所定の判定圧力未満であると判断した場合は、 E C U 3 0 はステップ S 3 1に戻り、 ステップ S 3 1及び S 3 2の処理を繰り返す。 一方、 排気通路 4の圧力が所定の判定圧力以上であると判断した場合は、 E C U 3 0は ステップ S 3 3に進み、 排気絞り弁 8の開度を開き側に制御し、 排気絞り弁 8の 開度を閉じ側に制御する前の開度 (初期値) に戻す。 その後、 E C U 3 0は第 6 図に示す処理を終了する。
第 6図の潤滑油燃焼量低減処理では、 エンジン 1の減速時に排気絞り弁 8を閉 じ側に制御して排気通路 4の圧力を上昇させ、 気筒 2内の圧力を上昇させる。 こ れにより、 気筒 2内に吸引される潤滑油の量を低減させることができるので、 潤 滑油に由来するナノ粒子成分の発生量を低減させてナノ粒子の発生量を低減させ ることができる。 このようにエンジン 1の減速時に排気絞り弁 8を閉じ側に制御 し、 気筒 2内において燃焼する潤滑油量を低減させることで、 排気絞り弁 8は本 発明の潤滑油燃焼量低減手段として機能する。
なお、 気筒 2内の圧力を上昇させる方法は、 上述した排気絞り弁 8の開度を閉 じ側に制御する方法に限定されない。 例えば、 E G Rバルブ 1 7を開いて吸気通
15 路 3と排気通路 4とを連通させることで吸気通路 3の圧力
きるので、 気筒 2内の圧力の低下を抑制することができる。 また、 例えば減速時 に、 各気筒 2に設けられる吸気弁及び排気弁のうちの少なくとも一方を開状態に 維持して気筒 2内の圧力の低下を抑制してもよい。 ターボチャージャ 6のタービ ン 6 bに可変ノズルが設けられている場合は、 この可変ノズルを閉じ側に制御し て排気通路 4の圧力を上昇させてもよい。 このようにして気筒 2内の圧力の低下 を抑制した場合は、 E G Rバルブ 1 7、 吸気弁、 排気弁、 及び可変ノズルがそれ ぞれ本発明の潤滑油燃焼量低減手段として機能する。
また、 エンジン 1が、 ピストンに潤滑油を供給するためのオイルジェット装置 を備えている場合、 E C U 3 0はエンジン 1の減速時にこのオイルジェット装置 の動作を停止させてもよい。 このようにエンジン 1の減速時にオイルジェット装 置を停止させることで、 気筒 2内に吸引される潤滑油量をさらに低減させること ができる。
本発明における第 2図や第 4図に示したナノ粒子低減処理及び第 6図に示した 潤滑油燃焼量低減処理は、 各々個別に実行してもよいし、 並列的に実行してもよ い。 これらの処理を並列的に実行することで、 エンジン 1の減速時におけるェン ジンブレーキの効きの低下を抑制しつつ、 ナノ粒子の排出量を減少させることが できる。
以上に説明したように、 第 1実施形態によれば、 筒内で微粒子を生成し、 この 微粒子にナノ粒子を付着させることで、 筒内から排出されるナノ粒子の量を低減 させることができる。 そのため、 大気中へのナノ粒子の放出を抑制することがで さる。
上述した実施形態では、 ナノ粒子を付着させるスス等の微粒子を気筒 2内にて 生成させているが、 本発明において粒子状物質を生成する場所や供給する場所は エンジン 1の気筒 2内に限定されない。 例えばエンジン 1の排気系の外部で微粒 子を生成し、 この微粒子をエンジン 1の排気系に供給してもよい。 なお、 これに ついては以下の第 2実施形態にて詳しく説明する。
[第 2実施形態]
(装置構成)
,
lb 次に、 本発明の第 2実施形態に係る排気浄化装置につい
形態に係る排気浄化装置は、 内燃機関の排気系において微粒子を発生させ、 これ にナノ粒子を吸着させることにより、 ナノ粒子の排出を抑制するものである。 第 7図は、 本発明に係る排気浄化装置を内燃機関に適用した実施形態の概略構 成を示している。 内燃機関 1 0 1は、 4つの気筒 1 0 2が一列に並べられた直列 4気筒型のディーゼルエンジンで、 吸気通路 1 0 3、 排気通路 1 0 4、 及び内燃 機関 1 0 1に対して過給を行うターボ過給機 1 0 5をそれぞれ備えている。 吸気 通路 1 0 3には、 エアーフィルター 1 1 3と、 吸気流量を計測するエアフロメ一 タ 1 1 4と、 ターボ過給機 1 0 5のコンプレッサ 1 0 5 a と、 コンプレッサ 1 0 5 aにて圧縮された吸気を冷却するインタークーラ 1 0 7と、が設けられている。 排気通路 1 0 4には、 ターボ過給機 1 0 5のタービン 1 0 5 bと、 排気ガス中の 有害物質を低減するための排気浄化装置 1 2 0と、 が設けられている。
吸気通路 1 0 3と排気通路 1 0 4とは E G R通路 1 0 6にて接続されており、 排気ガスの一部が排気通路 1 0 4から吸気通路 1 0 3へ還流される。 E G R通路 1 0 6には、 吸気通路 1 0 3に還流させるべき排気ガスを冷却する E G Rクーラ 1 1 7と、 排気ガスの還流量を調整するための E G Rバルブ 1 0 8と、 がそれぞ れ設けられている。 また、 内燃機関 1 0 1には、 各気筒 1 0 2に対応させて 4つ のィンジェクタ 1 0 9が設けられている。 4つのィンジェクタ 1 0 9はコモンレ ール 1 1 0に接続される。 コモンレール 1 1 0は、 燃料タンク (不図示) から燃 料を汲み上げてコモンレール 1 1 0に圧送するサプライポンプ 1 1 1に接続され る。
排気浄化装置 1 2 0は、 N O X吸蔵還元触媒 1 1 9と、 内燃機関 1 0 1の排気 ガス中の P Mを捕集する機能を有するフィルタ 1 2 2と、 炭素微粒子発生装置 1 2 1と、酸化触媒 1 2 3と、エンジンコントロールュニット (E C U) 1 2 4と、 により構成される。
炭素微粒子発生装置 1 2 1は、 フィルタ 1 2 2の上流側に設けられており、 ナ ノ粒子よりも粒径が大きい炭素微粒子を発生させ、 発生させた炭素微粒子を流出 口 1 5 0より排気通路 1 0 4に放出する。
炭素微粒子発生装置 1 2 1によって発生された炭素微粒子は、 エンジンの燃焼
丄? 過程で発生した P Mと極めてよく似たエアロゾルとして排
れる。 エアロゾルとは、 分散媒が気体 (例:排気ガス) で分散相が固体 (例:炭 素微粒子) または液体の分散系の状態を示す。 分散相 (固体) の微粒子は、 非常 に活発なブラウン運動によって凝集しやすく、 一般には不安定な分散系で、 時間 と共に重力によって沈降する性質を持つ。 このような炭素微粒子を排気通路へ導 くことで、 ナノ粒子を炭素微粒子に吸着させて凝集させることができる。 また、 炭素微粒子発生装置 1 21の流出口 1 50の下流側にフィルタ 1 22を配置する ことで、 ナノ粒子が吸着した炭素微粒子をナノ粒子ごとフィルタ 1 22で容易に 捕集することができる。 炭素微粒子発生装置 1 2 1は、 本発明における微粒子供 給装置として機能する。
酸化触媒 1 23は、 フィルタ 122の下流側に設けられており、 フイノレタ 1 2 2において処理しきれずに通過した PMを酸ィヒする。
フィルタ 1 22と酸化触媒 1 23との間には排気ガスの空燃比を検出する A/ Fセンサ 132が設けられ、 A/Fセンサ 1 32の検出信号 S 10は ECU 12 4に入力される。 また、 排気浄化装置 1 20は、 NO X吸蔵還元触媒 1 1 9によ つて吸蔵された NOxを還元させるために、 還元剤 (燃料) を排気通路 104に 添加する燃料添加インジェクタ 128を備えている。 燃料添加インジェクタ 1 2 8はサプライポンプ 1 1 1と接続される。 燃料添加インジェクタ 128による燃 料の添加は、 NOx吸蔵還元触媒 1 19に吸蔵された NOxを還元させる必要に 応じ、 A/Fセンサ 1 32からの入力信号 S 10に基づいて ECU 124にて制 御される。
ECU 1 24は、 図示しない CPU、 ROM, RAM, A/D変換器及び入出 力インタフェイスなどを含んで構成され、 アクセルセンサ 1 31、 ブレーキセン サ 1 32、 回転速度センサ 1 33、 排気ブレーキセンサ 1 34と電気的に接続さ れている。 アクセルセンサ 1 31は、 アクセルペダル (図示なし) が踏み込まれ たことを示す検出信号 S 1を、 ブレーキセンサ 1 32は、 ブレーキペダル (図示 なし) が踏み込まれたことを示す検出信号 S 2を、 回転速度センサ 1 33は、 内 燃機関 101の機関回転速度を示す検出信号 S 3を、 排気ブレーキセンサ 1 34 は、 排気ブレーキが作動したことを示す検出信号 S 4を、 それぞれ、 ECU 1 2
。
lo
4に供給する。 E CU 1 24は、アクセルセンサ 1 31、ブ
回転速度センサ 133、 排気ブレーキセンサ 1 34からの検出信号 S 1、 S 2、 S 3、 S 4を基に、 内燃機関 101が、 アクセルオフの状態、 エンジン回転変化 量が負となる状態、 ブレーキオンの状態、 排気ブレーキオンの状態となるときを 検出する。その理由は、内燃機関 10 1の運転状態が、このようなアイ ドル状態、 または車両減速状態となる場合にナノ粒子が特に多く発生する傾向があるからで ある。 従って、 ECU 1 24は、 内燃機関 101の運転状態が、 このようなアイ ドル状態、 または車両減速状態であると判定すると、 排気ガス中にナノ粒子が発 生していると推測し、 炭素微粒子を排気通路 104に放出するために、 炭素微粒 子発生装置 1 2 1に制御信号 S 5を供給する。 よって、 アクセルセンサ 1 31、 ブレーキセンサ 1 32、 回転速度センサ 1 33、 排気ブレーキセンサ 134は、 本発明における運転状態検出手段として機能する。
第 8図は、 フィルタ 1 22の断面図を示す。 フィルタ 1 22は、多数のセル(貫 通孔) 1 51を有するハュカム状に形成されている。 セル 1 5 1はそれぞれ両端 のうち一方においてプラグ 1 52で栓詰めがされている。 プラグ 152は、 入口 端 151 i nにおいて栓詰めされているセル 1 51と、 出口端 1 51 o u tにお いて栓詰めされているセル 1 51が交互に配列されるように設けられている。 互 いに隣り合うセル 1 51の間には、 隔壁 1 53が設けられ、 微細な孔 1 54が多 数形成されている。 フィルタ 1 21の入口端 1 5 1 i nに導かれた微粒子 155 およびナノ粒子 1 56を含む排気ガスは、 矢印 1 6 1で示すように、 隔壁 1 53 を通過して、 出口端 1 51 o u tに導かれる。 排気ガスが隔壁 1 53を通過する 際、 排気ガス中に含まれる微粒子 1 55は、 その慣性力により破線矢印 1 6 1 a に示す経路を迪り、 隔壁 1 53に衝突する。 このように慣性衝突によって、 微粒 子 1 55は隔壁 1 53で捕集される。 隔壁 1 53には、 白金 (P t) や酸化セリ ゥム (C e O2) 等の酸化触媒物質が担持されており、 フィルタ 1 22は、 酸化 触媒物質の作用により捕集した微粒子 1 55の酸化を促進する機能を有する。 し かし、 ナノ粒子 156は、 微粒子 1 55と較べて質量が小さいので、 その慣性力 も小さレ、。 よって、 矢印 162に示すように、 ナノ粒子 1 56は、 隔壁 1 53で 捕集されず、 排気ガスとともに出口端 1 51 o u tに導かれて、 結局、 フィルタ
^
1 22を通り抜けてしまうことがある。 そこで、 本発明の
ィルタ 1 22の上流側において、 炭素微粒子発生装置 121より放出された炭素 微粒子にナノ粒子を吸着させることにより、 ナノ粒子の大気拡散を抑制すると同 時に、 炭素微粒子と共にナノ粒子をフィルタ 122で捕集させることを可能とす る。
第 9図は、 炭素微粒子発生装置 1 21の内部構造を示す断面図である。 炭素微 粒子発生装置 1 21は、 容器 142の内部に黒鉛電極 141 a、 141 bを有す る構造とされる。 炭素微粒子発生装置 1 2 1は、 黒鉛電極 141 a、 141 bの 間に高電圧を印加して、コロナ放電を発生させることにより、黒鉛電極 141 a、 141 bにおいて炭素微粒子 C nを生成する。 また、 炭素微粒子発生装置 1 21 は、 外部より流入されたキャリアガスによって、 排気通路に通じるガスの流れを 有している。 黒鉛電極 14 1 a、 14 1 bで生成された炭素微粒子 Cnは、 この キャリアガスに乗せられて、 排気通路 104へと運ばれる。 ここで、 キャリアガ スとしては、 例えばアルゴン (Ar) が用いられる。 黒鉛電極 14 1 a、 141 bの間に印加される電圧の大きさは、 第 7図に示す ECU 1 24からの制御信号 S 5により制御される。 炭素微粒子発生装置 1 21は、 制御信号 S 5が供給され ると、 黒鉛電極 141 a、 14 1 bの間に電圧を印加して、 炭素微粒子 Cnの生 成を開始し、 制御信号 S 5に従って印加される電圧の大きさを変化させることに より、 炭素微粒子 Cnの生成量を調節する。 即ち、 炭素微粒子発生装置 1 2 1に よる炭素微粒子 Cnの発生の有無は ECU 1 24からの制御信号 S 5により制御 される。
第 10図は、 炭素微粒子発生装置 1 21の流出口 1 50の拡大図である。 炭素 微粒子発生装置 1 2 1によって生成された炭素微粒子 Cnは、 キャリアガスに乗 つて、 排気通路 104まで運ばれた後、 排気通路 104を流れる排気ガス中に放 出される。 炭素微粒子は、 ナノ粒子を吸着する性質があるので、 排気ガス中のナ ノ粒子 P aは、 放出された炭素微粒子 Cnに吸着する。 ここで、 炭素微粒子発生 装置 1 21によって生成される炭素微粒子 Cnの大きさは、 5 O nmよりも大き レ、。 一方、 炭素微粒子 Cnに吸着するナノ粒子 P aの大きさは、 炭素微粒子の大 きさよりも小さく、 一般的には、 炭素微粒子の 10分の 1程度の大きさのものが
„
20 多い。 よって、 1つの炭素微粒子 Cnに、 複数のナノ粒子
できる。 こうして、 炭素微粒子によって、 特に 10 nm以下の極小のナノ粒子を 効果的に凝集することができる。
ナノ粒子 P aが吸着した炭素微粒子 Cnは、 排気ガスと共に、 下流側のフィル タ 1 22に流入する。 炭素微粒子 Cnの大きさは、 50 nmよりも大きいことか ら、 フィルタ 1 22は、 炭素微粒子 Cnを捕集することができる。 このとき、 ナ ノ粒子 P aは、 炭素微粒子 Cnに吸着しているので、 フィルタ 1 22は、 炭素微 粒子 Cnと共にナノ粒子 P aもフィルタ 1 22で捕集することができる。
(排気浄化装置の変形例)
次に、 本発明の第 2実施形態の変形例に係る排気浄化装置について説明する。 第 1 1図は、 変形例に係る排気浄化装置 1 20 aを内燃機関に適用した第 2実施 形態の概略構成を示している。 第 12図は、 炭素微粒子発生装置 121の流出口 150 aの拡大図である。 第 1 1図に示す排気浄化装置 1 20では、 炭素微粒子 発生装置 1 21は、 ECU 124からの制御信号 S 5によって、 炭素微粒子の生 成の有無を制御している。これに対し、変形例に係る排気浄化装置 1 20 aでは、 炭素微粒子発生装置 1 2 1を常時作動させておいて、 炭素微粒子を常に生成して 放出可能な状態とし、 炭素微粒子発生装置 1 21の流出口 1 50 aに排気通路 1 04へ流入する炭素微粒子の量を調節する制御弁 1 26が設けられる。 制御弁 1 26が閉弁状態のとき、 炭素微粒子発生装置 1 21で発生した炭素微粒子は制御 弁 1 26で留められることにより流出口 1 50 aへの放出が制限され、その結果、 制御弁 1 26よりも炭素微粒子発生装置 1 21側に蓄えられる。
制御弁 126は、 ECU 1 24からの制御信号 S 6によって制御される。 EC U 1 24からの炭素微粒子 Cnの排気通路への放出を指示する制御信号 S 6が制 御弁 1 26に供給されると、 制御弁 1 26が開弁され、 制御弁 1 26により放出 が制限されていた炭素微粒子 Cnが排気通路 104に放出される。 従って、 変形 例に係る排気浄化装置 1 20 aでは、 制御弁 126を開くだけで、 予め生成され 蓄積されていた炭素微粒子 C nを即座に排気通路 104へ放出することができる。 よって、 第 7図に示す排気浄化装置 1 20と比較して、 炭素微粒子 Cnを排気通 路へ放出するまでに要する時間を短縮することができる。 つまり、 変形例に係る
丄 排気浄化装置 1 20 aでは、 E CU 1 24からの制御信号
子放出の応答性を向上させることができる。
(炭素微粒子発生制御処理)
次に、 本実施形態の排気浄化装置における炭素微粒子発生制御処理の詳細につ いて、 第 7図に示す排気浄化装置 1 20を例に、 第 1 3図を用いて具体的に説明 する。 なお、 ECU 1 24は、 ROMなどのメモリに記憶されているプログラム に従って、 炭素微粒子発生制御処理を行う。
第 1 3図は、 炭素微粒子発生制御処理のフローチャートである。 本発明の炭素 微粒子発生制御処理は、 内燃機関 101がアイ ドル状態もしくは車両減速状態と なるときに発生するナノ粒子を、 炭素微粒子に吸着させることにより凝集し大径 化する。
まず、 ECU124は、 アクセルセンサ 1 31、 ブレーキセンサ 132、 回転 速度センサ 1 33、 排気ブレーキセンサ 1 34のそれぞれより供給される検出信 号 S l、 S 2、 S 3、 S4を基に、 内燃機関 101の運転状態を検出する (ステ ップ S 101) 。 次に、 ECU 1 24は、 検出された運転状態を基に、 内燃機関 101がアイ ドル状態もしくは車両減速状態であるかの判定を行う (ステップ S 102) 。 具体的には、 ECU 124は、 検出信号 S 1、 S 2、 S 3、 S 4を基 に、アクセルオフの状態、エンジン回転変化量が負の状態、ブレーキオンの状態、 排気ブレーキオンの状態のうち、 いずれかの状態を検出したときに、 内燃機関 1 01が、 アイ ドル状態もしくは車両減速状態であると判定する。 内燃機関 101 、 アイ ドル状態もしくは車両減速状態であるならば (ステップ S 102 : Ye s ) 、 E CU 1 24は、 炭素微粒子発生装置 121に作動のための制御信号 S 5 を供給する (ステップ S 103) 。 これにより、 炭素微粒子発生装置 1 21は、 作動を開始し、 炭素微粒子を生成して排気通路に炭素微粒子を放出する。
このようにして、 排気通路に放出された炭素微粒子は、 ナノ粒子を吸着するこ とで、 ナノ粒子を凝集する。 一方、 検出された内燃機関 101の運転状態がアイ ドル状態もしくは車両減速状態のどちらでもない場合(ステップ S 102: No), ECU 1 24は、 炭素微粒子発生装置 1 2 1に制御信号 S 5を供給することで、 炭素微粒子発生装置 1 21を停止させる (ステップ S 104) 。 即ち、 ECU1
2 4は、 既に炭素微粒子発生装置 1 2 1が動作中であれば
炭素微粒子発生装置 1 2 1が動作中でなければ作動させない。
なお、 上記の炭素微粒子発生制御処理において、 変形例に係る排気浄化装置 1 2 0 aを使用する場合の処理が、 第 1 3図に示すフローチャートのステップ S 1 0 3及び S 1 0 4の括弧内に示されている。 即ち、 ステップ S 1 0 3では、 E C U 1 2 4は、 制御信号 S 6を供給して制御弁 1 2 6を開弁することにより、 予め 生成されている炭素微粒子を放出する。 また、 ステップ S 1 0 4では、 E C U 1 2 4は、 制御信号 S 6を供給して制御弁 1 2 6を閉弁することにより、 炭素微粒 子の放出を停止する。 なお、 既に閉弁状態である場合は、 制御弁 1 2 6を開弁せ ず、 閉弁状態を維持する。
以上のように、 第 2実施形態によれば、 ナノ粒子を、 微粒子供給装置から供給 される微粒子に吸着させて凝集することで大径化させることができ、 大気拡散を 抑制すると同時に、 フィルタで容易に捕集させることが可能となる。
[変形例]
本発明は、 上述した実施形態に限定されることなく、 種々の形態にて実施して ょレ、。例えば、本発明が適用される内燃機関はディ一ゼルェンジンに限定されず、 ガソリンその他の燃料を利用する各種の内燃機関に適用してもよい。 産業上の利用可能性
本発明は、 粒子状物質を発生する内燃機関を備える車両その他の装置に利用す ることができる。
Claims
1 . 内燃機関において発生するナノ粒子よりも粒径が大きい微粒子を発生させ、 発生した微粒子をナノ粒子が存在する空間又は移動する経路に供給してナノ粒子 を微粒子に吸着させる微粒子制御手段を備えることを特徴とする内燃機関の制御 装置。 冃
2 . 前記微粒子制御手段は、 前記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に、 前記 内燃機関の気筒内に微粒子を生成する筒内微粒子生成手段を備えることを特徴と する請求の範囲第 1項に記載の内燃機関の制御装置。 囲
3 . 前記筒内微粒子生成手段は、
前記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に前記気筒内において潤滑油に由来 するナノ粒子成分が生成されているか否かを判定する状態判定手段と、
前記状態判定手段が前記気筒内において潤滑油に由来するナノ粒子成分が生成 されていると判断した場合に、 前記気筒内に前記微粒子が生成されるように前記 筒内微粒子生成手段を動作させる動作制御手段と、 を備えることを特徴とする請 求の範囲第 2項に記載の内燃機関の制御装置。
4 . 前記状態判定手段は、 前記内燃機関の減速時における前記内燃機関の回転数 の変化に基づいて前記内燃機関の減速度を判定し、
前記動作制御手段は、 前記状態判定手段により判定された減速度が大きいほど 前記気筒内に前記微粒子が多く生成されるように前記筒内微粒子成手段を動作さ せることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の内燃機関の制御装置。
5 . 前記状態判定手段は、 前記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に前記気筒 内の状態が前記気筒内に潤滑油が吸引され易い状態か否か判断し、 前記気筒内に 潤滑油が吸引され易い状態であると判断した場合に、 前記気筒内において潤滑油 に由来するナノ粒子成分が多く生成されていると推定することを特徴とする請求
の範囲第 3項に記載の内燃機関の制御装置。
6 . 前記筒内微粒子生成手段は、 前記気筒内に燃料を供給する燃料供給手段を備 えることを特徴とする請求の範囲第 2項に記載の内燃機関の制御装置。
7 . 前記気筒内において燃焼する潤滑油量を低減させる潤滑油燃焼量低減手段を さらに備え、
前記動作制御手段は、 前記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に前記気筒内 において燃焼する潤滑油量が低減するように前記潤滑油燃焼量低減手段の動作を 制御することを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の内燃機関の制御装置。
8 .前記内燃機関の排気通路には酸化能を有する排気浄化触媒が設けられており、 前記動作制御手段は、 前記内燃機関の減速時又はアイ ドル運転時に、 前記排気 浄化触媒を通過する排気ガスの流量が予め設定された判定流量よりも多い場合、 及び、 前記排気浄化触媒の温度が前記排気浄化触媒の触媒活性温度域に基づいて 予め設定された判定温度よりも低い場合のうちの少なくともいずれか一方の場合 に、 前記気筒内に前記粒子状物質が生成されるように前記筒内微粒子生成手段を 動作させることを特徴とする請求の範囲第 3項に記載の内燃機関の制御装置。
9 . 前記微粒子制御手段は、 前記内燃機関の排気通路に設けられ、 排気ガス中に 含まれるナノ粒子に対して吸着能を有する微粒子を前記排気通路に供給する微粒 子供給装置を備えることを特徴とする請求の範囲第 1項に記載の内燃機関の制御 装置。
1 0 . 前記微粒子は、 ナノ粒子を凝集する作用を有することを特徴とする請求の 範囲第 9項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
1 1 . 前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段をさらに備え、 前記微粒子供給装置は、 前記運転状態検出手段が所定の運転状態を検出したと
きに、 前記排気通路に前記微粒子を供給することを特徴と
に記載の内燃機関の制御装置。
1 2 . 前記運転状態検出手段は、 車両減速状態、 アクセルオフの状態、 エンジン 回転変化量が負となる状態、 ブレーキオンの状態、 排気ブレーキオンの状態のう ち、 いずれかの状態を前記所定の運転状態として検出することを特徴とする請求 の範囲第 1 1項に記載の内燃機関の制御装置。
1 3 . 前記微粒子供給装置は、 前記微粒子を常時生成する微粒子生成装置と、 前 記排気通路と前記微粒子生成装置との間に配置された制御弁と、 を備え、 前記制 御弁を開くことによって、 前記排気通路に前記微粒子を供給することを特徴とす る請求の範囲第 9項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
1 4 . 前記微粒子供給装置は、 前記微粒子として炭素微粒子を発生し、 供給する ことを特徴とする請求の範囲第 9項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
1 5 .内燃機関において発生するナノ粒子よりも粒径が大きい微粒子を発生させ、 発生した微粒子をナノ粒子が存在する空間又は移動する経路に供給してナノ粒子 を微粒子に吸着させる工程を有することを特徴とする内燃機関の排気浄ィヒ方法。
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