JP5440753B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
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Description
また、エンジンの窒素酸化物(NOX)を低減するために、排気ガスの一部を吸気通路に還流させて、燃焼を緩慢にさせるエンジンの排気還流装置(EGR装置)が設けられている。
この特許文献1のエンジンの排気浄化装置においては、さらに、排気微粒子によりフィルタが目詰まりした場合には、燃料の筒内噴射や排気管内へ噴射し、それにより、排気温度を上昇させて、フィルタに捕獲されている排気微粒子を燃焼除去して、フィルタを再生するようにしている。
この問題を解決するため、本発明者らは、排気通路のEGR装置よりも下流側に新たに排気燃料噴射弁を設け、この排気燃料噴射弁から燃料を噴射することにより、フィルタを再生することを案出した(図1参照)。これにより、未燃燃料の吸気通路への還流が防止され、フィルタ再生中であっても、EGRガスを吸気通路へ還流させてエンジンの窒素酸化物(NOX)を低減することが可能となる。
エンジンの排気通路内の排気ガスを浄化するエンジンの排気浄化装置であって、
排気通路に設けられエンジンから排出される排気ガスを浄化する浄化手段と、
前記浄化手段よりも排気通路の上流側に設けられた酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流側の排気通路に設けられ燃料を噴射する排気燃料噴射弁と、
前記エンジンの減速燃料カット運転領域を検出する運転領域検出手段と、
前記酸化触媒の温度に関連するパラメータ値を検出するパラメータ値検出手段と、
前記酸化触媒での酸素消費量を算出する酸素消費量算出手段と、
前記パラメータ値検出手段により検出されたパラメータ値が所定の閾値以上であり且つ排気通路の酸素濃度が大気酸濃度状態である前記減速燃料カット運転領域にあるとき、噴射指令値に対応する目標噴射量の燃料を前記排気燃料噴射弁から噴射させて前記酸素消費量算出手段により前記酸化触媒における酸素消費量を算出し、前記酸素消費量算出手段により算出された酸素消費量から推定される実際の噴射量と前記目標噴射量とのずれを学習する学習手段と、を有し、
前記浄化手段は、前記排気ガスに同伴された排気微粒子を捕獲するフィルタであって、更に、前記フィルタに捕獲された排気微粒子を燃焼させて再生するフィルタ再生手段を有し、このフィルタ再生手段は、フィルタの再生を実行するとき、前記学習手段により学習された噴射量のずれを反映させて排気燃料噴射弁の噴射量を制御する、
ことを特徴としているエンジンの排気浄化装置である。
このように構成された本発明においては、酸化触媒の上流側の排気通路に燃料を噴射する排気燃料噴射弁設け、酸化触媒の温度に関連するパラメータ値が所定の閾値以上で且つ減速燃料カット運転領域にあるとき、噴射指令値により排気燃料噴射弁から燃料を噴射させ、学習手段により、噴射指令値に対応する目標噴射量と酸素消費量算出手段により算出された酸素消費量から推定される実際の噴射量とのずれを学習するようになっている。この結果、本発明によれば、排気燃料噴射弁の噴射量の学習を容易に行うことができ、排気燃料噴射弁の固体差や噴射量のばらつきを無くすることができる。更に、排気微粒子を捕獲するフィルタを再生する場合、排気燃料噴射弁の噴射量は学習されているので、フィルタ再生を効率的に行うことができる。
このように構成された本発明においては、酸化触媒の劣化が進んでも、排気燃料噴射弁の噴射量の学習を正確に実行することができる。
吸気通路6には、上流側から、エアクリーナ10、インタークーラ12、吸気制御弁14、サージタンク16等が設けられている。
ここで、本実施形態においては、酸化触媒18に限定されず、三元触媒等の酸化触媒系触媒であれば良い。
さらに、排気通路8のフィルタ20の上流側及び下流側には、ぞれぞれ、排気ガスの圧力(P1,P2)を検出する上流側排気圧力センサ34と下流側排気圧力センサ36が設けられ、詳細は後述するように、これらのセンサ34,36により得られた排気ガスの差圧(P1−P2)から、フィルタ20により捕獲された微粒子の量を推定するようになっている。なお、フィルタ20による排気微粒子の捕獲量を算出するために、一つの差圧センサを設けるようにしても良い。
また、排気通路8のフィルタ20の直ぐ下流には、酸化触媒下流酸素濃度(Do)を検出する酸度濃度センサ39が設けられている。
さらに、上述したEGRバルブ26の開度、筒内燃料噴射弁30による燃料噴射のタイミング及び噴射量、排気燃料噴射弁32による燃料噴射のタイミング及び噴射量を制御し且つ詳細は後述する排気燃料噴射弁32の目標噴射量と実際の噴射量のずれを学習するためのコントローラ40が設けられている。
一方、S3において、排気微粒子の捕獲量(M)が第1所定値(Y)以下であると判定された場合には、S6に進み、再生実行フラグを「0」とする。
さらに、S4において、排気微粒子の捕獲量(M)が第2所定値(X)より少ないと判定された場合には、S7に進み、再生実行フラグが「1」か否かを判定する。
ここで、排気燃料噴射弁32による第2後噴射の噴射タイミングは、エンジン1の各気筒の排気行程で排出される排気ガスが排気燃料噴射弁32を通過するタイミングとなるように制御されるのが好ましい。これにより、排気燃料噴射弁32による第2後噴射がエンジン1から排出された排気ガスと混合され、酸化触媒18において、良好な酸化反応が可能となる。
なお、この排気燃料噴射噴射弁32の目標噴射量と実際の噴射量のずれを学習するための条件として、この酸化触媒上流排気温度(Tu)以外の酸化触媒の温度に関連するパラメータである酸化触媒下流排気温度や、酸化触媒の上流側と下流側の両方の排気温度の閾値を算出するようにしても良い。
これらのS15、S16、S17は、エンジンが「減速燃料カット運転領域」か否かを判定するためのステップである。即ち、学習実行中の排気通路8の酸素濃度の状態を大気酸素濃度状態にしておく必要があるからである。
その後、S22に進み、学習完了フラグを「1」に設定する。
6 吸気通路
8 排気通路
18 酸化触媒
20 フィルタ
23 EGR装置
24 EGR通路
26 EGRバルブ
30 筒内燃料噴射弁
32 排気燃料噴射弁
33 エンジン速度センサ
34 上流側排気圧力センサ
36 下流側排気圧力センサ
37 第1排気ガス温度センサ
38 第2排気ガス温度センサ
39 酸素濃度センサ
40 コントローラ
Claims (2)
- エンジンの排気通路内の排気ガスを浄化するエンジンの排気浄化装置であって、
排気通路に設けられエンジンから排出される排気ガスを浄化する浄化手段と、
前記浄化手段よりも排気通路の上流側に設けられた酸化触媒と、
前記酸化触媒の上流側の排気通路に設けられ燃料を噴射する排気燃料噴射弁と、
前記エンジンの減速燃料カット運転領域を検出する運転領域検出手段と、
前記酸化触媒の温度に関連するパラメータ値を検出するパラメータ値検出手段と、
前記酸化触媒での酸素消費量を算出する酸素消費量算出手段と、
前記パラメータ値検出手段により検出されたパラメータ値が所定の閾値以上であり且つ排気通路の酸素濃度が大気酸濃度状態である前記減速燃料カット運転領域にあるとき、噴射指令値に対応する目標噴射量の燃料を前記排気燃料噴射弁から噴射させて前記酸素消費量算出手段により前記酸化触媒における酸素消費量を算出し、前記酸素消費量算出手段により算出された酸素消費量から推定される実際の噴射量と前記目標噴射量とのずれを学習する学習手段と、を有し、
前記浄化手段は、前記排気ガスに同伴された排気微粒子を捕獲するフィルタであって、更に、前記フィルタに捕獲された排気微粒子を燃焼させて再生するフィルタ再生手段を有し、このフィルタ再生手段は、フィルタの再生を実行するとき、前記学習手段により学習された噴射量のずれを反映させて排気燃料噴射弁の噴射量を制御する、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。 - 更に、前記酸化触媒の劣化度合を推定する劣化度合推定手段と有し、この劣化度合推定手段により推定された酸化触媒の劣化度合が進むにつれて前記パラメータ値の閾値を増大させる、
請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
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