JP4498831B2 - 内燃機関の排気循環装置 - Google Patents
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Description
この触媒は劣化によりその酸化能力が低下すると、排気中の未燃燃料を酸化させることができなくなる。これにより、触媒を通過した未燃燃料がEGRクーラに付着して該EGRクーラの冷却効率を低下させる。これに対し、EGRクーラよりも上流側に備えた前記触媒の劣化を判定する技術が知られている。例えば、触媒活性がどのくらい低下しているかということを、車両の走行距離若しくは走行時間等の運転状態との関係として推測する技術が知られている(例えば、特許文献1参照。)。
内燃機関の排気系と吸気系とを接続し排気の一部を排気系から吸気系へ導入するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられた酸化能力を有する触媒と、
前記触媒よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を低下させるEGRガス冷却手段と、
前記EGRガス冷却手段によるEGRガスの温度の低下を抑制するEGRガス温度低下抑制手段と、
前記EGRガス温度低下抑制手段により温度の低下が抑制される箇所よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を検出するEGRガス温度検出手段と、
前記EGRガス温度低下抑制手段によりEGRガスの温度の低下が抑制されているときに前記EGRガス温度検出手段により検出されるEGRガスの温度が第1所定温度未満の場合には前記触媒が劣化していると判定する触媒劣化判定手段と、
を具備することを特徴とする。
本発明においては、前記EGRガス冷却手段は、前記触媒よりも吸気系側のEGR通路に備わり該EGR通路を流通するEGRガスと他の熱媒体とで熱交換をして該EGRガスの温度を低下させるEGRクーラからなり、
前記EGRガス温度低下抑制手段は、前記触媒と前記EGRクーラとの間のEGR通路と前記EGRクーラよりも吸気系側のEGR通路とを接続するEGR迂回路、および前記EGR迂回路と前記EGRクーラとを通過するEGRガスの流量割合を変更する流量割合変更弁からなり、該EGRガス温度低下抑制手段は、EGRガス温度の低下を小さくするほど、前記EGR迂回路を通過するEGRガスの流量割合を多くすることができる。
本発明においては、前記EGRガス冷却手段は、前記触媒よりも吸気系側のEGR通路に備わり該EGR通路を流通するEGRガスと他の熱媒体とで熱交換をして該EGRガスの温度を低下させるEGRクーラからなり、
前記EGRガス温度低下抑制手段は、前記EGRクーラにおけるEGRガスと他の熱媒体との熱交換量を変更する熱交換量変更手段からなり、該EGRガス温度低下抑制手段は、EGRガス温度の低下を小さくするほど、前記EGRクーラによる熱交換量を小さくすることができる。
本発明においては、前記触媒劣化判定手段により前記触媒が劣化していると判定されたときに前記流量割合変更弁により前記EGR迂回路を流通するEGRガス量を前記触媒が劣化していないときと比べて多くする流量割合変更弁制御手段をさらに備えることができる。
前記内燃機関に吸入される新気の量の目標量を設定する目標新気量設定手段と、
前記機関運転状態検出手段により検出される機関運転状態に基づいて排気中の未燃燃料量が所定量以上であるか否かを判定する未燃燃料量判定手段と、
前記触媒劣化判定手段により前記触媒が劣化したと判定され且つ前記未燃燃料量判定手段により排気中の未燃燃料量が所定量未満と判定され、さらに前記EGRガス冷却手段によりEGRガスが冷却されているときは、前記触媒が劣化していないと判定されたときと比べて内燃機関に吸入される新気の量の目標量を増加させる吸入新気量増加手段と、
をさらに備えることができる。
なお、触媒が劣化していると判定された場合であって排気中の未燃燃料が少ない場合には、EGRガス温度検出手段により検出されるEGRガス温度が、触媒が劣化していないときに検出される温度と等しくなるように、すなわち吸気系に供給されるEGRガス量が変化しないように、EGRガス温度低下抑制手段による温度低下の抑制度合いを変更するようにしてもよい。これは、EGRクーラの熱交換率(クーラ効率)やEGRクーラおよびEGR迂回路に流すEGRガスの割合を変更することにより可能となる。
内燃機関の排気系と吸気系とを接続し排気の一部を排気系から吸気系へ導入するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられた酸化能力を有する触媒と、
前記触媒よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を低下させるEGRガス冷却手段と、
前記触媒よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を検出するEGRガス温度検出手段と、
前記EGRガス温度検出手段により検出されるEGRガスの温度が第3所定温度未満の場合には前記触媒が劣化していると判定する触媒劣化判定手段と、
を具備することを特徴としてもよい。
系の概略構成を示す図である。
図1に示す内燃機関1は、水冷式の4サイクル・ディーゼルエンジンである。
また、内燃機関1には、吸気通路4が接続されている。吸気通路4には、該吸気通路4内を流通する吸気の流量を調節する吸気絞り弁5が設けられている。また、吸気絞り弁5よりも上流の吸気通路4の途中には、該吸気通路4を通過する空気の流量に応じた信号を出力するエアフローメータ12が取り付けられている。このエアフローメータ12の出力信号により内燃機関1の吸入新気量を得ることができる。
また、内燃機関1には、排気再循環装置13(以下、EGR装置13という。)が備えられている。このEGR装置13は、排気再循環通路14(以下、EGR通路14という。)、クーラ前触媒15、EGR迂回路16、EGRクーラ17、流量割合変更弁18、流量調整弁19(以下、EGR弁19という。)、およびEGRガス温度センサ20を備えて構成されている。EGR通路14は、排気通路6と吸気通路4とを接続している。このEGR通路14を通って、排気通路6内を流通する排気の一部(以下、EGRガスという。)が吸気通路4へ再循環される。
調整できる。
くなる。
さらに、本実施例においては、クーラ前触媒15の劣化判定時にEGRガスを全量EGR迂回路16に流していたが、これに代えてクーラ前触媒15の劣化判定時において流量割合変更弁18により所定の割合のEGRガスをEGR迂回路16に流すようにしてもよい。この場合には、触媒が劣化していないとすることのできるEGRガス温度をEGR迂回路16に流すEGRガスの割合に対応させて定めておく。そして、触媒が劣化していないとすることのできるEGRガス温度よりもEGRガス温度センサ20により検出される温度が低い場合にクーラ前触媒15が劣化していると判定することができる。
なお、本実施例においては、内燃機関1に流入するEGRガスの流量をそのときの内燃機関1の運転状態に応じて適正な量となるように、エアフローメータ12の出力値に基づいて吸入空気量のフィードバック制御(以下、吸入空気量フィードバック制御という。)を行う。これは、内燃機関1の運転状態に対して予め設定された目標新気量と、エアフローメータ12から得られる吸入空気量とが等しくなるように吸気絞り弁5やEGR弁19を制御する。
2 気筒
3 燃料噴射弁
4 吸気通路
5 吸気絞り弁
6 排気通路
10 ECU
11 アクセル開度センサ
12 エアフローメータ
13 排気再循環装置(EGR装置)
14 排気再循環通路(EGR通路)
15 クーラ前触媒(酸化能力を有する触媒)
16 迂回路
17 EGRクーラ
18 流量割合変更弁
15 流量調整弁(EGR弁)
20 EGRガス温度センサ(EGRガス温度検出手段)
Claims (5)
- 内燃機関の排気系と吸気系とを接続し排気の一部を排気系から吸気系へ導入するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられた酸化能力を有する触媒と、
前記触媒よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を低下させるEGRガス冷却手段と、
前記EGRガス冷却手段によるEGRガスの温度の低下を抑制するEGRガス温度低下抑制手段と、
前記EGRガス温度低下抑制手段により温度の低下が抑制される箇所よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を検出するEGRガス温度検出手段と、
前記EGRガス温度低下抑制手段によりEGRガスの温度の低下が抑制されているときに前記EGRガス温度検出手段により検出されるEGRガスの温度が第1所定温度未満の場合には前記触媒が劣化していると判定する触媒劣化判定手段と、
を具備し、
前記EGRガス冷却手段は、前記触媒よりも吸気系側のEGR通路に備わり該EGR通路を流通するEGRガスと他の熱媒体とで熱交換をして該EGRガスの温度を低下させるEGRクーラからなり、
前記EGRガス温度低下抑制手段は、前記触媒と前記EGRクーラとの間のEGR通路と前記EGRクーラよりも吸気系側のEGR通路とを接続するEGR迂回路、および前記EGR迂回路と前記EGRクーラとを通過するEGRガスの流量割合を変更する流量割合変更弁からなり、該EGRガス温度低下抑制手段は、EGRガス温度の低下を小さくするほど、前記EGR迂回路を通過するEGRガスの流量割合を多くすることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。 - 内燃機関の排気系と吸気系とを接続し排気の一部を排気系から吸気系へ導入するEGR通路と、
前記EGR通路に設けられた酸化能力を有する触媒と、
前記触媒よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を低下させるE
GRガス冷却手段と、
前記EGRガス冷却手段によるEGRガスの温度の低下を抑制するEGRガス温度低下抑制手段と、
前記EGRガス温度低下抑制手段により温度の低下が抑制される箇所よりも吸気系側の前記EGR通路を流通するEGRガスの温度を検出するEGRガス温度検出手段と、
前記EGRガス温度低下抑制手段によりEGRガスの温度の低下が抑制されているときに前記EGRガス温度検出手段により検出されるEGRガスの温度が第1所定温度未満の場合には前記触媒が劣化していると判定する触媒劣化判定手段と、
を具備し、
前記EGRガス冷却手段は、前記触媒よりも吸気系側のEGR通路に備わり該EGR通路を流通するEGRガスと他の熱媒体とで熱交換をして該EGRガスの温度を低下させるEGRクーラからなり、
前記EGRガス温度低下抑制手段は、前記EGRクーラにおけるEGRガスと他の熱媒体との熱交換量を変更する熱交換量変更手段からなり、該EGRガス温度低下抑制手段は、EGRガス温度の低下を小さくするほど、前記EGRクーラによる熱交換量を小さくすることを特徴とする内燃機関の排気循環装置。 - 前記触媒劣化判定手段により前記触媒が劣化していると判定され且つ前記EGRガス温度検出手段により検出される排気の温度が前記第1所定温度よりも低い第2所定温度未満のときに前記EGRガス温度低下抑制手段に異常があると判定する異常判定手段をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気循環装置。
- 前記触媒劣化判定手段により前記触媒が劣化していると判定されたときに前記流量割合変更弁により前記EGR迂回路を流通するEGRガス量を前記触媒が劣化していないときと比べて多くする流量割合変更弁制御手段をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気循環装置。
- 前記内燃機関の運転状態を検出する機関運転状態検出手段と、
前記内燃機関に吸入される新気の量の目標量を設定する目標新気量設定手段と、
前記機関運転状態検出手段により検出される機関運転状態に基づいて排気中の未燃燃料量が所定量以上であるか否かを判定する未燃燃料量判定手段と、
前記触媒劣化判定手段により前記触媒が劣化したと判定され且つ前記未燃燃料量判定手段により排気中の未燃燃料量が所定量未満と判定され、さらに前記EGRガス冷却手段によりEGRガスが冷却されているときは、前記触媒が劣化していないと判定されたときと比べて内燃機関に吸入される新気の量の目標量を増加させる吸入新気量増加手段と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1または2に記載の内燃機関の排気循環装置。
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