JP6011504B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
また、添加弁の温度が高いときほど、添加弁に付着した還元剤の気化が促進されるため、デポジットの発生は抑制されるようになる。そこで、上記排気浄化装置において、制御部は、添加弁の温度に基づいて添加量の減少量を変更することが好ましい。
上記排気浄化装置において、制御部は、還元剤の添加量を制限する上限量を設定するとともに、上述した減量処理として、排気再循環処理の実行禁止中における上限量を減量補正することにより還元剤の添加量を減少させるようにしてもよい。なお、同構成においては、排気温度が高いときほど上限量の減量補正量を少なくすることが望ましい。
以下、内燃機関の排気浄化装置を具体化した第1実施形態について、図1〜図6を参照して説明する。
エンジン1には複数の気筒#1〜#4が設けられている。シリンダヘッド2には複数の燃料噴射弁4a〜4dが各気筒#1〜#4に対応して取り付けられている。これら燃料噴射弁4a〜4dは各気筒#1〜#4の燃焼室に燃料を噴射する。また、シリンダヘッド2には新気を気筒内に導入するための吸気ポートと、燃焼ガスを気筒外へ排出するための排気ポート6a〜6dとが各気筒#1〜#4に対応して設けられている。
排気通路26の途中には、気筒に導入される吸入空気を排気圧を利用して過給するターボチャージャ11が設けられている。同ターボチャージャ11の吸気側コンプレッサと吸気絞り弁16との間の吸気通路3にはインタークーラ18が設けられている。このインタークーラ18によって、ターボチャージャ11の過給により温度上昇した吸入空気の冷却が図られる。
制御装置80は、そうした排気浄化制御の一つとして、上記EGR弁15の開度調整を通じたEGR処理を行う。
この添加制御では、排気中のNOx量に合わせて尿素水の添加量を調整する当量比制御によって尿素添加量QEが算出される。
図3に示すように、制御装置80は、本処理を開始すると、EGR処理の禁止中であるか否かを判定する(S100)。このステップS100では、機関運転状態が上記EGR禁止領域内にあるときに肯定判定される。そして、EGR処理の実行中であるときには(S100:NO)、制御装置80は、本処理を一旦終了する。
基本添加上限量QEMAXBは、尿素添加量QEを制限する上限量の基本値であり、予め設定された標準状態において、尿素添加弁230でのデポジット発生を抑えることのできる最大添加量が設定されている。なお、上記標準状態とは、例えば冷却水温THWが規定温度(例えば80°C程度)であり、外気温度THoutが規定温度(例えば25°C程度)であり、大気圧PAが規定圧力(例えば1013hPa程度)になっている状態をいう。
図4に、水温係数K1の設定態様を示す。水温係数K1も、基本添加上限量QEMAXBを減量補正するための乗算係数であり、「0」よりも大きく「1」以下の範囲内で可変設定される。そして、冷却水温THWが高いときほど、水温係数K1の値は大きくされる。この水温係数K1の値が小さいほど、補正後の基本添加上限量QEMAXBは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、水温係数K1の値が小さいほど、基本添加上限量QEMAXBの減量補正量は大きくなる。
図5に、外気温度係数K2の設定態様を示す。外気温度係数K2も、基本添加上限量QEMAXBを減量補正するための乗算係数であり、「0」よりも大きく「1」以下の範囲内で可変設定される。そして、外気温度THoutが高いほど、外気温度係数K2の値は大きくされる。この外気温度係数K2の値が小さいほど、補正後の基本添加上限量QEMAXBは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、外気温度係数K2の値が小さいほど、基本添加上限量QEMAXBの減量補正量は大きくなる。
図6に、大気圧係数K3の設定態様を示す。大気圧係数K3も、基本添加上限量QEMAXBを減量補正するための乗算係数であり、「0」よりも大きく「1」以下の範囲内で可変設定される。そして、大気圧が低いほど、大気圧係数K3の値は大きくされる。この大気圧係数K3の値が小さいほど、補正後の基本添加上限量QEMAXBは、補正前の量に比べて少なくなる。換言すれば、大気圧係数K3の値が小さいほど、基本添加上限量QEMAXBの減量補正量は大きくなる。
EGR処理の実行禁止中には(S100:YES)、添加上限量QEMAXによって尿素添加量QEが制限される(S170)。従って、当量比制御によって算出された尿素添加量QEが添加上限量QEMAXを超えているときには、尿素添加量QEが添加上限量QEMAXにまで減量される。このようにしてEGR処理の実行が禁止されているときの尿素添加量QEは、当量比制御によって設定される尿素添加量よりも減少されるようになる。そのため、EGR処理の実行が禁止される状況であって、NOxの発生量が多くなりやすい状態において、尿素水の添加量は減少するようになり、積算添加量の増大が抑えられるようになるため、尿素添加弁230でのデポジットの生成が抑えられるようになる。
(1)EGR処理の実行禁止中における尿素添加量QEを、当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行うようにしている。従って、尿素添加弁230でのデポジットの生成を抑えることができるようになる。
(3)減量処理による尿素添加量QEの減少量を、排気温度が高いときほど少なくするようにしている。従って、デポジットの発生しやすさに応じて尿素添加量QEの減少量を適切に設定することができる。
(第2実施形態)
次に、内燃機関の排気浄化装置の第2実施形態について、図7を参照して説明する。
図7に示すステップS200において、制御装置80は、添加弁温度THJに基づき、添加弁温度係数K4を設定する。
次に、本実施形態によって得られる特有の作用を説明する。
(5)添加弁温度THJに基づき、基本添加上限量QEMAXBの補正係数である添加弁温度係数K4を可変設定することにより、尿素添加量QEの減少量を変更するようにしている。そのため、デポジットの発生しやすさに応じて尿素添加量QEの減少量をより一層適切に設定することができる。
(第3実施形態)
次に、内燃機関の排気浄化装置の第3実施形態について、図9を参照して説明する。
図9に示すステップS300において、制御装置80は、アンモニアの吸着要求があるか否かを判定する(S300)。このステップS300では、SCR触媒41のアンモニア吸着量NHRが所定の下限値以下になっているときに、アンモニアの吸着要求があると判定される。なお、アンモニア吸着量NHRは、適宜の方法で算出される。例えば尿素水の添加量、排気温度、排気流量等といったアンモニア吸着量NHRに相関するパラメータに基づいてアンモニア吸着量NHRは算出される。また、上記下限値には、NOxの還元を適切に行う上で必要となるアンモニア吸着量の最小値が予め設定されている。
まず、アンモニアの吸着要求がないときには、ステップS210で算出された添加上限量QEMAXが最終添加上限量QEMAXFとして設定される。そして、実質的には、ステップS210で算出された添加上限量QEMAXによって尿素添加量QEは制限される。従って、第2実施形態と同様な態様にて、EGR処理の実行禁止中における尿素添加量QEは、当量比制御によって設定される尿素添加量よりも減少される。
(6)アンモニア吸着量NHRが所定の下限値以下のときには、上述した減量処理の実行中であってもアンモニア吸着量NHRが増大するように尿素水の添加量を調整するようにしている。そのため、減量処理による添加量の減量よりも、SCR触媒41でのアンモニア吸着が優先されるようになるため、アンモニア吸着量NHRの不足に起因したNOx浄化率の低下を抑えることができる。
・EGR処理の実行禁止中における尿素添加量QEを、当量比制御によって設定される添加量よりも減少させるために、添加上限量QEMAXを設定するようにした。しかし、この他の態様にて、EGR処理の実行禁止中における尿素添加量QEを減少させるようにしてもよい。例えば、EGR処理の実行禁止中には、当量比制御によって設定された尿素添加量QEに対して適宜の減量補正を行って、尿素添加量QEを直接減量補正するようにしてもよい。なお、この場合には、排気温度が高いときほど尿素添加量QEの減量補正量が少なくなるようにすることが望ましい。
Claims (7)
- 還元剤の添加により排気中のNOxを浄化する触媒と、
排気通路に還元剤を添加する添加弁と、
前記還元剤の添加量を排気中のNOx量に合わせて調整する当量比制御を行う制御部と、
排気の一部を吸入空気に導入する排気再循環処理を行う排気再循環装置と、を備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御部は、前記排気再循環処理の実行禁止中における還元剤の添加量を、前記当量比制御によって設定される添加量よりも減少させる減量処理を行うとともに、同減量処理による前記添加量の減少量を、排気温度が高いときほど少なくする
ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 - 前記制御部は、機関冷却水温及び外気温度及び大気圧の少なくとも1つに基づいて前記減少量を変更する
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記制御部は、前記排気再循環処理の実行禁止が所定時間以上継続しているときに前記減量処理を行う
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 当該排気浄化装置は、車両に搭載される装置であり、
前記制御部は、前記排気再循環処理の実行禁止が所定時間以上継続しており、かつ車両が所定速度以上の高速走行中のときに、前記減量処理を行う
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記制御部は、前記添加弁の温度に基づいて前記減少量を変更する
請求項1〜4のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記制御部は、還元剤の添加量を制限する上限量を設定するとともに、前記減量処理として、前記排気再循環処理の実行禁止中における前記上限量を減量補正することにより前記添加量を減少させる
請求項1〜5のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。 - 前記触媒は、前記還元剤由来のアンモニアを吸着する触媒であり、
前記制御部は、前記触媒のアンモニア吸着量が所定値以下のときには、前記減量処理の実行中であっても前記アンモニア吸着量が増大するように前記添加量を調整する
請求項1〜6のいずれか1項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (4)
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