JP2009250125A - Exhaust emission control device in internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気ガスに含まれる不浄物質を浄化する後処理装置に燃料を添加する燃料添加手段を備えた内燃機関における排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus in an internal combustion engine provided with a fuel addition means for adding fuel to an aftertreatment device that purifies an unclean substance contained in exhaust gas.
エンジンの排気経路に触媒を配置して排気ガスの浄化を行なう排気ガス浄化装置は、従来より利用されており、その例が特許文献１に開示されている。特許文献１では、ＮＯｘ触媒及びパティキュレートフィルタを内燃機関の排気ガス通路に配置する排気ガス浄化装置が開示されている。ＮＯｘ触媒には、排気ガスの空燃比がリーンであるときにはＮＯｘを吸蔵し、排気ガス中の空燃比が小さく、且つ排気ガス中にＨＣやＣＯ等の還元剤が存在していれば吸蔵したＮＯｘを還元浄化する作用がある。排気経路に配置されたＮＯｘ触媒は、排気ガスの空燃比がリーンの時に排気ガス中のＮＯｘを吸蔵するが、ＮＯｘ吸蔵に伴ってＮＯｘ触媒のＮＯｘ吸蔵効率が低下してゆく。そこで、ＮＯｘ吸蔵効率が低下した時、または低下する前にＮＯｘ触媒の上流において還元剤（燃料）を添加して、ＮＯｘ触媒に吸蔵したＮＯｘを還元浄化することが行なわれる。
2. Description of the Related Art An exhaust gas purification device that arranges a catalyst in an exhaust path of an engine and purifies exhaust gas has been conventionally used, and an example thereof is disclosed in
又、パティキュレートフィルタに捕集されたパティキュレートマター（ＰＭ）がパティキュレートフィルタ上に積層状に堆積してしまうと、この堆積しているＰＭを通常の排気温度で着火燃焼することが難しくなる。そのため、添加ノズルから排気経路へ燃料を添加して燃料の反応によって排気温度を高め、パティキュレートフィルタ上に積層状に堆積しているＰＭを着火燃焼させてパティキュレートフィルタの再生が行われる。 Further, if particulate matter (PM) collected by the particulate filter is deposited on the particulate filter in a laminated form, it becomes difficult to ignite and burn the accumulated PM at a normal exhaust temperature. . Therefore, the fuel is added from the addition nozzle to the exhaust path, the exhaust temperature is raised by the reaction of the fuel, and the PM accumulated in a stacked manner on the particulate filter is ignited and burned to regenerate the particulate filter.
しかし、添加ノズルのノズル先端部の温度が高くなると、ノズル先端部の噴射孔内に残留している燃料が固化したり、あるいは排気ガス中の黒煙がノズル先端部の噴射孔内に付着して堆積したりするため、ノズル先端部の噴射孔内が詰まるおそれがある。 However, when the temperature at the nozzle tip of the additive nozzle becomes high, the fuel remaining in the injection hole at the nozzle tip solidifies, or black smoke in the exhaust gas adheres to the nozzle at the nozzle tip. Or the inside of the injection hole at the nozzle tip may be clogged.
特許文献１では、排気温度を検出し、検出された排気温度の変化量が大きいほど、燃料の添加間隔（詰まり防止用噴射間隔）を短くする補正をして添加ノズルにおける詰まりを防止する対策が開示されている。燃料の詰まり防止用噴射間隔は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて推定されている。
しかし、エンジン回転数とエンジン負荷とは、詰まりの真因を的確に反映していないため、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づく詰まり防止用噴射間隔の推定は、詰まりの程度に精度良く対応した推定とは言えない。そのため、詰まり防止用噴射間隔が短くなり過ぎて燃料消費性能が悪くなるというおそれがある。 However, since the engine speed and engine load do not accurately reflect the cause of clogging, the estimation of the clogging prevention injection interval based on the engine speed and engine load accurately corresponds to the degree of clogging. It's not an estimate. Therefore, there is a possibility that the fuel consumption performance is deteriorated because the injection interval for clogging prevention becomes too short.
本発明は、添加ノズルにおける詰まりを防止しつつ燃料消費量の抑制を図ることができる内燃機関における排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying device in an internal combustion engine that can suppress fuel consumption while preventing clogging in an addition nozzle.
そのために本発明は、排気ガスに含まれる不浄物質を浄化する後処理装置に燃料を添加する添加ノズルを備えた燃料添加手段と、前記添加ノズルにおける詰まり防止のために前記添加ノズルから前記燃料を噴射させる詰まり防止用噴射のタイミングを制御する制御手段とを備えた内燃機関における排気ガス浄化装置を対象とし、請求項１の発明では、排気エネルギーを推定する排気エネルギー推定手段と、内燃機関の燃料の燃焼によって生じるパティキュレート・マターの排出量を推定するＰＭ排出量推定手段とを備え、前記制御手段は、前記排気エネルギー推定手段によって得られた排気エネルギー推定情報と、前記ＰＭ排出量推定手段によって得られたパティキュレート・マター排出量推定情報とに基づいて、詰まり防止用噴射タイミングを特定する。
To this end, the present invention provides a fuel addition means having an addition nozzle for adding fuel to a post-treatment device that purifies unclean substances contained in exhaust gas, and the fuel from the addition nozzle to prevent clogging in the addition nozzle. The present invention is directed to an exhaust gas purifying apparatus in an internal combustion engine having control means for controlling the timing of injection for clogging to be injected. In the invention of
推定されたパティキュレート・マターの排出量と推定された排気エネルギーとから特定された詰まり防止用燃料の噴射タイミングが、従来よりも適時となるため、詰まり防止性能が向上し、燃料消費性能も良くなる。 The injection timing of the clog prevention fuel specified from the estimated particulate matter emissions and the estimated exhaust energy is more timely than before, so the clog prevention performance is improved and the fuel consumption performance is also better. Become.
好適な例では、前記排気エネルギー推定手段は、内燃機関に取り込まれる吸気の流量を検出する吸気流量検出手段と、内燃機関に取り込まれる吸気の温度を検出する吸気温度検出手段と、排気ガスの温度を特定する排気温度特定手段とを備え、前記排気エネルギー推定手段は、前記吸気流量検出手段によって得られた吸気流量検出情報と、前記吸気温度検出手段によって得られた吸気温検出情報と、前記排気温度特定手段によって特定された排気温度情報とに基づいて、排気エネルギーを推定する。 In a preferred example, the exhaust energy estimating means includes an intake flow rate detecting means for detecting a flow rate of intake air taken into the internal combustion engine, an intake air temperature detecting means for detecting the temperature of intake air taken into the internal combustion engine, and a temperature of the exhaust gas. The exhaust gas energy estimation means includes an intake air flow rate detection information obtained by the intake air flow rate detection means, an intake air temperature detection information obtained by the intake air temperature detection means, and the exhaust gas The exhaust energy is estimated based on the exhaust temperature information specified by the temperature specifying means.
排気エネルギーは、空気の比熱と、空気の重量と、温度差（吸気温度と排気温度との差）の積によって表される。 Exhaust energy is represented by the product of the specific heat of air, the weight of air, and the temperature difference (difference between intake temperature and exhaust temperature).
本発明は、添加ノズルにおける詰まりを防止しつつ燃料消費量の抑制を図ることができるという優れた効果を奏する。 The present invention has an excellent effect that fuel consumption can be suppressed while preventing clogging in the addition nozzle.
以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１（ａ）に示すように、ディーゼルエンジン１０（内燃機関）は、図示しないピストンを収容する複数の気筒１１，１２，１３，１４を備えており、ピストンは、気筒１１，１２，１３，１４内に燃焼室を区画する。シリンダヘッド１５には気筒１１，１２，１３，１４毎に燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９が取り付けられている。燃料（軽油）は、燃料ポンプ２０及びコモンレール２１を経由して燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９へ供給され、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９は、各気筒１１，１２，１３，１４内の燃焼室に燃料を噴射する。燃料ポンプ２０及び燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９は、気筒１１〜１４へ燃料を供給するための燃料供給手段を構成する。
Hereinafter, an embodiment embodying the present invention will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 1 (a), the diesel engine 10 (internal combustion engine) includes a plurality of
シリンダヘッド１５にはインテークマニホールド２２が接続されている。インテークマニホールド２２には吸気管２３が接続されており、吸気管２３にはエアクリーナ２４が接続されている。吸気管２３の途中には過給機２５のコンプレッサ部２５１が設けられている。過給機２５は、排気ガス流によって作動される公知の可変ノズル式ターボチャージャーである。
An
吸気管２３の途中にはスロットル弁２６が設けられている。スロットル弁２６は、エアクリーナ２４を経由して吸気管２３に吸入される空気流量を調整するためのものである。スロットル弁２６は、ステッピングモータ２７によって開度変更される。ステッピングモータ２７は、制御コンピュータＣの制御を受ける。
A
シリンダヘッド１５にはエキゾーストマニホールド２８が接続されている。エキゾーストマニホールド２８には排気管２９が接続されている。排気管２９上には後処理装置３０が設けられている。後処理装置３０としては、吸蔵還元型ＮＯｘ触媒又は選択還元型ＮＯｘ触媒が使用されている。気筒１１，１２，１３，１４から排出される排気ガスは、エキゾーストマニホールド２８、過給機２５のタービン部２５２、排気管２９及び後処理装置３０を経由して大気に放出される。
An
シリンダヘッド１５には吸気ポート３１及び排気ポート３２が燃焼室に通じるように形成されている。吸気ポート３１にはインテークマニホールド２２の枝管部３３が接続されており、排気ポート３２，３２にはエキゾーストマニホールド２８の枝管部３４が接続されている。
An
制御コンピュータＣには、クランク角度検出器３５及びアクセルセンサ３６が信号接続されている。クランク角度検出器３５は、図示しないクランク軸の回転角度（クランク角度）を検出する。クランク角度検出器３５によって検出されたクランク角度情報は、制御コンピュータＣへ送られる。制御コンピュータＣは、クランク角度検出器３５によって検出されたクランク角度の情報に基づいて、エンジン回転数Ｎを算出する。
A
アクセルセンサ３６は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量を検出する。アクセルセンサ３６によって検出された踏み込み量検出情報は、制御コンピュータＣに送られる。制御コンピュータＣは、踏み込み量検出情報及びエンジン回転数情報に基づいて、燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９における燃料噴射量を算出して制御する。制御コンピュータＣは、算出した燃料噴射量をエンジン負荷Ｆとして把握する。
The
制御コンピュータＣ、クランク角度検出器３５及びアクセルセンサ３６は、エンジン回転数Ｎとエンジン負荷Ｆとによって表される運転状態を検出する運転状態検出手段を構成する。
The control computer C, the
又、制御コンピュータＣは、把握したエンジン負荷Ｆとエンジン回転数Ｎとに基づいて、スロットル弁２６の開度を指定してステッピングモータ２７の回転位置を制御する。
シリンダヘッド１５には添加ノズル３７が設けられている。添加ノズル３７は、気筒１１の排気ポート３２に臨むように設けられている。添加ノズル３７には添加ポンプ３８が接続されている。添加ポンプ３８は、添加ノズル３７に燃料を供給する。添加ノズル３７は、供給された燃料を気筒１１の排気ポート３２内に噴射する。添加ポンプ３８の作動は、制御コンピュータＣの制御を受ける。添加ポンプ３８及び添加ノズル３７は、後処理装置３０へ燃料を添加する燃料添加手段を構成する。
Further, the control computer C controls the rotational position of the stepping
The
燃料噴射ノズル１６，１７，１８，１９の噴射を制御する制御コンピュータＣは、添加ポンプ３８の作動を制御する。制御コンピュータＣは、エンジン負荷Ｆとエンジン回転数Ｎとで表される運転状態の積算に基づいて、後処理装置３０へ燃料を添加するための添加ポンプ３８の作動タイミングを推定する。
A control computer C that controls the injection of the
制御コンピュータＣには吸気温度検出器３９及びエアフローメータ４０が信号されている。吸気温度検出手段としての吸気温度検出器３９は、内燃機関に取り込まれる吸気の温度θを検出する。吸気流量検出手段としてのエアフローメータ４０は、吸気管２３内の吸気流量を検出する。
An intake
制御コンピュータＣは、排気エネルギーＧとパティキュレートマター排出量（ＰＭ排出量）Ｐとに基づいて、添加ノズル３７における詰まり量（ノズル先端部の噴射孔内における燃料の固化物及び排気ガス中の黒煙の堆積量）を把握する。 Based on the exhaust energy G and the particulate matter emission amount (PM emission amount) P, the control computer C clogs the addition nozzle 37 (solidified fuel in the injection hole at the tip of the nozzle and black in the exhaust gas). Know the amount of smoke).
制御コンピュータＣは、図５にフローチャートで示す詰まり防止制御プログラムに基づいて詰まり防止制御を遂行する。以下、図５のフローチャートに基づいて詰まり防止制御を説明する。 The control computer C performs clogging prevention control based on the clogging prevention control program shown in the flowchart of FIG. Hereinafter, the clogging prevention control will be described based on the flowchart of FIG.
制御コンピュータＣは、エンジン回転数Ｎと、エンジン負荷Ｆと、図３に示すマップＭａｐ４とに基づいて、排気温度を特定する（ステップＳ１）。
Ｍａｐ４におけるＮ（ｃ），Ｎ（ｃ＋１）は、エンジン回転数を表し、ｃは、正の整数を表す。Ｎ（ｃ）は、ｃ番目のエンジン回転数を表し、Ｎ（ｃ＋１）は、（ｃ＋１）番目のエンジン回転数を表す。Ｆ（ｄ），Ｆ（ｄ＋１）は、エンジン負荷を表し、ｄは、正の整数を表す。Ｆ（ｄ）は、ｄ番目のエンジン負荷を表し、Ｆ（ｄ＋１）は、（ｄ＋１）番目のエンジン負荷を表す。Θ（ｃ，ｄ）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ）とエンジン負荷Ｆ（ｄ）とに対応して設定された排気温度を表し、Θ（ｃ，ｄ＋１）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ）とエンジン負荷Ｆ（ｄ＋１）とに対応して設定された排気温度を表す。Θ（ｃ＋１，ｄ）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ＋１）とエンジン負荷Ｆ（ｄ）とに対応して設定された排気温度を表し、Θ（ｃ＋１，ｄ＋１）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ＋１）とエンジン負荷Ｆ（ｄ＋１）とに対応して設定された排気温度を表す。例えば、エンジン回転数がＮ（ｃ）であってエンジン負荷がＦ（ｄ）であれば、制御コンピュータＣは、排気温度としてΘ（ｃ，ｄ）を選択する。
The control computer C specifies the exhaust temperature based on the engine speed N, the engine load F, and the map Map4 shown in FIG. 3 (step S1).
N (c) and N (c + 1) in Map4 represent the engine speed, and c represents a positive integer. N (c) represents the c-th engine speed, and N (c + 1) represents the (c + 1) -th engine speed. F (d) and F (d + 1) represent engine loads, and d represents a positive integer. F (d) represents the dth engine load, and F (d + 1) represents the (d + 1) th engine load. Θ (c, d) represents the exhaust temperature set corresponding to the engine speed N (c) and the engine load F (d), and Θ (c, d + 1) represents the engine speed N (c). And the exhaust temperature set corresponding to the engine load F (d + 1). Θ (c + 1, d) represents the exhaust temperature set corresponding to the engine speed N (c + 1) and the engine load F (d), and Θ (c + 1, d + 1) represents the engine speed N (c + 1). And the exhaust temperature set corresponding to the engine load F (d + 1). For example, if the engine speed is N (c) and the engine load is F (d), the control computer C selects Θ (c, d) as the exhaust temperature.
次に、制御コンピュータＣは、排気エネルギーＧを特定する（ステップＳ２）。排気エネルギーＧは、空気の比熱ρと、エアフローメータ４０によって得られた吸気流量から把握される吸気重量ｇと、排気温度Θと、吸気温度θとから算出して特定される。排気エネルギーＧは、式（１）で表される。
Next, the control computer C specifies the exhaust energy G (step S2). The exhaust energy G is specified by calculating from the specific heat ρ of air, the intake weight g obtained from the intake flow rate obtained by the
Ｇ＝ρ×ｇ×（Θ−θ）・・・（１）
又、制御コンピュータＣは、エンジン回転数Ｎと、エンジン負荷Ｆと、図２（ａ），（ｂ）に示すマップＭａｐ２，Ｍａｐ３又は図示しない他の同類のマップとに基づいて、ＰＭ排出量Ｐを特定する（ステップＳ２）。
G = ρ × g × (Θ−θ) (1)
Further, the control computer C determines the PM emission amount P based on the engine speed N, the engine load F, and the maps Map2 and Map3 shown in FIGS. 2A and 2B or other similar maps not shown. Is specified (step S2).
Ｍａｐ２は、吸気流量Ａ（ｎ）のときのマップであり、Ｍａｐ３は、吸気流量Ａ（ｎ＋１）のときのマップである。ｎは、正の整数を表す。マップＭａｐ２，Ｍａｐ３及び前記した他の同類のマップは、ｎの最大値分だけ用意されている。 Map2 is a map at the intake flow rate A (n), and Map3 is a map at the intake flow rate A (n + 1). n represents a positive integer. The maps Map2 and Map3 and other similar maps described above are prepared for the maximum value of n.
Ｍａｐ２におけるＰ（ｃ，ｄ，ｎ）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ）とエンジン負荷Ｆ（ｄ）と吸気流量Ａ（ｎ）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。Ｐ（ｃ，ｄ＋１，ｎ）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ）とエンジン負荷Ｆ（ｄ＋１）と吸気流量Ａ（ｎ）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。Ｐ（ｃ＋１，ｄ，ｎ）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ＋１）とエンジン負荷Ｆ（ｄ）と吸気流量Ａ（ｎ）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。Ｐ（ｃ＋１，ｄ＋１，ｎ）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ＋１）とエンジン負荷Ｆ（ｄ＋１）と吸気流量Ａ（ｎ）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。
P (c, d, n) in
Ｍａｐ３におけるＰ（ｃ，ｄ，ｎ＋１）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ）とエンジン負荷Ｆ（ｄ）と吸気流量Ａ（ｎ＋１）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。Ｐ（ｃ，ｄ＋１，ｎ＋１）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ）とエンジン負荷Ｆ（ｄ＋１）と吸気流量Ａ（ｎ＋１）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。Ｐ（ｃ＋１，ｄ，ｎ＋１）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ＋１）とエンジン負荷Ｆ（ｄ）と吸気流量Ａ（ｎ＋１）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。Ｐ（ｃ＋１，ｄ＋１，ｎ＋１）は、エンジン回転数Ｎ（ｃ＋１）とエンジン負荷Ｆ（ｄ＋１）と吸気流量Ａ（ｎ＋１）とに対応して設定されたＰＭ排出量を表す。 P (c, d, n + 1) in Map 3 represents the PM emission amount set corresponding to the engine speed N (c), the engine load F (d), and the intake flow rate A (n + 1). P (c, d + 1, n + 1) represents the PM exhaust amount set corresponding to the engine speed N (c), the engine load F (d + 1), and the intake flow rate A (n + 1). P (c + 1, d, n + 1) represents the PM discharge amount set in correspondence with the engine speed N (c + 1), the engine load F (d), and the intake flow rate A (n + 1). P (c + 1, d + 1, n + 1) represents the PM discharge amount set corresponding to the engine speed N (c + 1), the engine load F (d + 1), and the intake air flow rate A (n + 1).
次に、制御コンピュータＣは、特定した排気エネルギーＧと、ＰＭ排出量Ｐと、図１（ｂ）に示すマップＭａｐ１とに基づいて、詰まり量の増加分ｔ（ｋ）を特定する（ステップＳ３）。ｋは、正の整数である。 Next, the control computer C specifies the increase t (k) of the clogging amount based on the specified exhaust energy G, the PM emission amount P, and the map Map1 shown in FIG. 1B (step S3). ). k is a positive integer.
Ｍａｐ１におけるＧ（ａ），Ｇ（ａ＋１）は、排気エネルギーＧを表し、ａは、正の整数を表す。Ｇ（ａ）は、ａ番目の排気エネルギーを表し、Ｇ（ａ＋１）は、（ａ＋１）番目の排気エネルギーを表す。Ｐ（ｂ），Ｐ（ｂ＋１）は、ＰＭ排出量を表し、ｂは、正の整数を表す。Ｐ（ｂ）は、ｂ番目のＰＭ排出量を表し、Ｐ（ｂ＋１）は、（ｂ＋１）番目のＰＭ排出量を表す。ｔ（ａ，ｂ）は、排気エネルギーＧ（ａ）とＰＭ排出量Ｐ（ｂ）とに対応して設定された増加分を表し、ｔ（ａ，ｂ＋１）は、排気エネルギーＧ（ａ）とＰＭ排出量Ｐ（ｂ＋１）とに対応して設定された増加分を表す。ｔ（ａ＋１，ｂ）は、排気エネルギーＧ（ａ＋１）とＰＭ排出量Ｐ（ｂ）とに対応して設定された増加分を表し、ｔ（ａ＋１，ｂ＋１）は、排気エネルギーＧ（ａ＋１）とＰＭ排出量Ｐ（ｂ＋１）とに対応して設定された増加分を表す。例えば、排気エネルギーがＧ（ａ）であってＰＭ排出量がＰ（ｂ）であれば、制御コンピュータＣは、増加分としてｔ（ａ，ｂ）を選択する。 G (a) and G (a + 1) in Map1 represent exhaust energy G, and a represents a positive integer. G (a) represents the a-th exhaust energy, and G (a + 1) represents the (a + 1) -th exhaust energy. P (b) and P (b + 1) represent the PM emission amount, and b represents a positive integer. P (b) represents the bth PM emission amount, and P (b + 1) represents the (b + 1) th PM emission amount. t (a, b) represents an increase set corresponding to the exhaust energy G (a) and the PM emission amount P (b), and t (a, b + 1) represents the exhaust energy G (a) and This represents an increase set in correspondence with the PM emission amount P (b + 1). t (a + 1, b) represents an increment set corresponding to the exhaust energy G (a + 1) and the PM emission amount P (b), and t (a + 1, b + 1) represents the exhaust energy G (a + 1) and This represents an increase set in correspondence with the PM emission amount P (b + 1). For example, if the exhaust energy is G (a) and the PM emission amount is P (b), the control computer C selects t (a, b) as the increment.
次に、制御コンピュータＣは、増加分ｔ（ｋ）の積算値Ｔ〔次式（２）で表され、以下においては、詰まり量Ｔと記す〕と限界値Ｔｉとの大小比較を行なう（ステップＳ４）。 Next, the control computer C performs a magnitude comparison between the integrated value T of the increment t (k) (represented by the following equation (2), hereinafter referred to as clogging amount T) and the limit value Ti (step). S4).
詰まり量Ｔが限界値Ｔｉに達しない場合（ステップＳ４においてＮＯ）、制御コンピュータＣは、ステップＳ１へ移行する。詰まり量Ｔが限界値Ｔｉに達した場合（ステップＳ４においてＹＥＳ）、制御コンピュータＣは、詰まり防止用に添加ポンプ３８を所定時間作動させて所定量の燃料を添加ノズル３７から噴射させる（ステップＳ５）。この噴射は、添加ノズル３７の噴射孔内の堆積物の一部を除去して添加ノズル３７における詰まりを防止する。
If clogging amount T does not reach limit value Ti (NO in step S4), control computer C proceeds to step S1. When the clogging amount T reaches the limit value Ti (YES in step S4), the control computer C operates the addition pump 38 for a predetermined time to prevent clogging and injects a predetermined amount of fuel from the addition nozzle 37 (step S5). ). This injection removes a part of the deposit in the injection hole of the
図４のグラフにおける波形Ｅ１は、排気エネルギーＧの変化の一例を示し、波形Ｅ２は、ＰＭ排出量Ｐの変化の一例を示す。波形Ｋは、添加ノズル３７における詰まり量の変化の一例を示す。詰まり量Ｔｉは、限界値として設定された値を示し、制御コンピュータＣは、排気エネルギーＧとＰＭ排出量Ｐとに基づいて把握した詰まり量Ｔが限界値Ｔｉに達すると、添加ポンプ３８を所定時間作動させて所定量の燃料を添加ノズル３７から噴射させる。図４における波形Ｚは、詰まり防止用噴射を表す。
A waveform E1 in the graph of FIG. 4 shows an example of a change in the exhaust energy G, and a waveform E2 shows an example of a change in the PM emission amount P. A waveform K shows an example of a change in the clogging amount in the
制御コンピュータＣ及び運転状態検出手段は、排気温度を特定する排気温度特定手段を構成する。制御コンピュータＣ、排気温度特定手段、吸気温度検出手段及び吸気流量検出手段は、排気エネルギー推定手段を構成する。制御コンピュータＣ、運転状態検出手段及びエアフローメータ４０は、ＰＭ排出量推定手段を構成する。制御コンピュータＣは、排気エネルギー推定手段によって得られた排気エネルギー推定情報と、ＰＭ排出量推定手段によって得られたパティキュレート・マター排出量推定情報とに基づいて、詰まり防止用噴射タイミングを特定する制御手段である。
The control computer C and the operation state detecting means constitute exhaust temperature specifying means for specifying the exhaust temperature. The control computer C, the exhaust gas temperature specifying means, the intake air temperature detecting means, and the intake air flow rate detecting means constitute exhaust energy estimating means. The control computer C, the operation state detection means, and the
第１の実施形態では以下の効果が得られる。
（１）パティキュレート・マターの排出量Ｐ及び排気エネルギーＧから推定される添加ノズル３７における詰まり量Ｔは、エンジン回転数とエンジン負荷とから推定される詰まり量に比べて、実際の詰まり量を精度良く反映する。つまり、ＰＭ排出量及び排気エネルギーが添加ノズル３７における詰まりの真因であるので、詰まりの真因であるＰＭ排出量Ｐ及び排気エネルギーＧから推定される添加ノズル３７における詰まり量Ｔは、実際の詰まり量を精度良く反映する。
In the first embodiment, the following effects can be obtained.
(1) The clogging amount T in the
推定される詰まり量Ｔの推定精度が高くなければ、添加ノズル３７における詰まりの限界値Ｔｉを下げざるを得ないが、推定される詰まり量Ｔの推定精度が高ければ、添加ノズル３７における詰まりの限界値Ｔｉを上げることができる。従って、ＰＭ排出量Ｐ及び排気エネルギーＧから添加ノズル３７における詰まり量を推定する本実施形態では、添加ノズル３７における詰まりの限界値Ｔｉを上げることができる。これは、推定される詰まり量が限界値Ｔｉに達するまでの時間（詰まり防止用噴射の時間間隔）が長くなることを意味する。その結果、推定されたパティキュレート・マターの排出量及び推定された排気エネルギーから特定された詰まり防止用噴射タイミングの間隔（詰まり防止用噴射の時間間隔）は、従来よりも長くなり、燃料消費性能が良くなる。
If the estimated accuracy of the estimated clogging amount T is not high, the clogging limit value Ti in the adding
本発明では、以下のような実施形態も可能である。
○大気圧検出手段によって検出された大気圧の情報を用いて図３のマップにおける排気温度を補正したり、水温検出手段によって検出された水温（内燃機関を冷却する冷却水の温度）の情報を用いて図３のマップにおける排気温度を補正してもよい。このようにすれば、排気温度の推定精度が更に高くなる。
In the present invention, the following embodiments are also possible.
○ Using the atmospheric pressure information detected by the atmospheric pressure detection means, the exhaust temperature in the map of FIG. 3 is corrected, and the information on the water temperature (cooling water temperature for cooling the internal combustion engine) detected by the water temperature detection means It may be used to correct the exhaust temperature in the map of FIG. By doing so, the estimation accuracy of the exhaust temperature is further increased.
○排気温度は、温度検出器を用いて測定してもよい。このようにすれば、排気エネルギーをさらに高い精度で求めることができる。
○不浄物質であるパティキュレートマター（ＰＭ）用の後処理装置や、不浄物質であるイオウ（Ｓ）用の後処理装置を用いたディーゼルエンジンに本発明を適用してもよい。
○ The exhaust temperature may be measured using a temperature detector. In this way, the exhaust energy can be obtained with higher accuracy.
O You may apply this invention to the diesel engine using the post-processing apparatus for particulate matter (PM) which is an unclean substance, and the post-processing apparatus for sulfur (S) which is an unclean substance.
○後処理装置３０として、ＤＰＮＲ（ディーゼル・パティキュレート・ＮＯｘ・リダクション）を用いてもよい。ＤＰＮＲは、ＤＰＲ（ディーゼル・パティキュレート・フィルター）に相当するフィルター基材上にＮＯｘ吸蔵還元型触媒をコーティングして構成されており、ＰＭ（パティキュレート・マター）とＮＯｘとの両方を浄化する機能を有する。
As the
○燃料噴射ノズルから吸気ポート内に燃料を噴射するガソリンエンジンに本発明を適用してもよい。 The present invention may be applied to a gasoline engine that injects fuel from a fuel injection nozzle into an intake port.
１０…内燃機関であるディーゼルエンジン。３０…後処理装置。３７…燃料添加手段を構成する添加ノズル。３８…燃料添加手段を構成する添加ポンプ。３９…吸気温度検出手段としての吸気温度検出器。４０…吸気流量検出手段としてのエアフローメータ。Ｃ…排気エネルギー推定手段、ＰＭ排出量推定手段、排気温度特定手段を構成すると共に、詰まり防止用噴射タイミングを特定する制御手段である制御コンピュータ。Ｇ…排気エネルギー。Ｐ…排出量。 10: A diesel engine which is an internal combustion engine. 30: Post-processing device. 37 ... Addition nozzle constituting fuel addition means. 38 ... An addition pump constituting fuel addition means. 39: An intake air temperature detector as intake air temperature detection means. 40: An air flow meter as intake flow rate detection means. C: A control computer which constitutes exhaust energy estimating means, PM emission amount estimating means, exhaust temperature specifying means and which is control means for specifying the clogging prevention injection timing. G: Exhaust energy. P: Emissions.
Claims (2)
排気エネルギーを推定する排気エネルギー推定手段と、
内燃機関の燃料の燃焼によって生じるパティキュレート・マターの排出量を推定するＰＭ排出量推定手段とを備え、
前記制御手段は、前記排気エネルギー推定手段によって得られた排気エネルギー推定情報と、前記ＰＭ排出量推定手段によって得られたパティキュレート・マター排出量推定情報とに基づいて、詰まり防止用噴射タイミングを特定する内燃機関における排気ガス浄化装置。 Fuel addition means comprising an addition nozzle for adding fuel to a post-treatment device for purifying unclean substances contained in exhaust gas, and clogging prevention injection for injecting the fuel from the addition nozzle to prevent clogging in the addition nozzle An exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine comprising a control means for controlling the timing of
Exhaust energy estimation means for estimating exhaust energy;
PM emission amount estimating means for estimating the emission amount of particulate matter generated by the combustion of fuel of the internal combustion engine,
The control means specifies the injection timing for clogging prevention based on the exhaust energy estimation information obtained by the exhaust energy estimation means and the particulate matter emission amount estimation information obtained by the PM emission amount estimation means. An exhaust gas purification device for an internal combustion engine.
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|---|---|---|---|---|
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-
2008
- 2008-04-07 JP JP2008099429A patent/JP2009250125A/en active Pending
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