JP6229488B2 - 車載内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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Description
以下、車載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4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、排気圧を利用して気筒に導入される吸入空気を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。
この他、エンジン1には排気再循環装置(以下、EGR装置という)が備えられている。このEGR装置は、排気の一部を吸入空気に導入することで気筒内の燃焼温度を低下させ、NOxの発生量を低減させる装置である。このEGR循環装置は、吸気通路3とエキゾーストマニホールド8とを連通するEGR通路13、同EGR通路13に設けられたEGR弁15、及びEGRクーラ14等により構成されている。EGR弁15の開度が調整されることにより排気通路26から吸気通路3に導入される排気再循環量、すなわちEGR量が調量される。また、EGRクーラ14によってEGR通路13内を流れる排気の温度が低下される。
図3に示すように、燃料添加量QFは、設定された目標再生温度PFTが高いときほど多くなるように、同目標再生温度PFTに基づいて可変設定される。なお、同図3に示す最低再生温度PFTLとは、フィルタ32の再生を継続することの可能なフィルタ32の最低温度である。
一方、第2排気温度TH2が閾値Aを超えているときには(S150:YES)、制御装置80は、排気温度を低下させるために燃料添加量の減量処理を実行して(S200)、本処理を一旦終了する。なお、ステップS200での減量処理は、第2排気温度TH2が閾値Aよりもやや低い温度に低下するまで実行される。
フィルタ32の再生処理が実行されているときに、車両が停止状態で且つエンジン1がアイドル運転状態であるときには(S140:YES)、第2排気温度TH2と閾値Aとが比較される(S150)。そして、第2排気温度TH2が閾値Aを超えているときには(S150:YES)、燃料添加量の減量処理が実行される(S200)。この減量処理では、目標再生温度PFTが最低再生温度PFTLにまで低下されることにより(図4のS210)、燃料添加量QFは、機関運転状態に応じて設定された量から最低再生温度PFTLに対応した量にまで減量される(図4のS220)。このようにして再生処理実行中の燃料添加量QFが減量されると、再生処理実行中において、フィルタ32での微粒子の燃焼は緩慢になるため、排気通路26内の排気温度は、燃料添加量QFの減量前と比較して低くなる。従って、車両停止中にフィルタ32の再生処理を行う際、フィルタ32の再生を継続させつつ、排気の温度上昇を抑えることができる。
(1)車両停止中でのフィルタ32の再生処理実行中に、第2排気温度TH2が閾値Aを超える場合には、燃料添加量QFが減量される。従って、車両停止中でのフィルタ32の再生処理による排気の温度上昇を抑えることができる。
次に、車載内燃機関の排気浄化装置を具体化した第2実施形態について、図5〜図8を参照して説明する。
一方、第2排気温度TH2が閾値Dを超えているときには(S160:YES)、制御装置80は、排気温度を低下させるための尿素添加である冷却添加処理を実行して(S300)、本処理を一旦終了する。なお、ステップS300での冷却添加処理は、第2排気温度TH2が閾値Dよりもやや低い温度に低下するまで実行される。
こうして尿素噴射圧NP及び冷却添加量CLが設定されると、制御装置80は、冷却用の尿素添加を実行する(S330)。このステップS330において、制御装置80は、尿素添加弁230から添加される尿素水の噴射圧が、ステップS310にて設定された尿素噴射圧NPとなるようにポンプ220の回転速度を制御するとともに、冷却添加量CLに相当する量の尿素水が添加されるように尿素添加弁230の駆動を制御する。そして、制御装置80は、この冷却添加処理に関する処理手順を終了する。
フィルタ32の再生処理が実行されているときに、車両が停止状態で且つエンジン1がアイドル運転状態であるときには(図5のS140:YES)、第2排気温度TH2と閾値Dとが比較される(S160)。そして、第2排気温度TH2が閾値Dを超えているときには(S160:YES)、尿素水を使った冷却添加処理が実行されることにより(S300)、排気通路26内には尿素水が添加される。添加された尿素水は、排気通路26内で気化して周囲の熱を奪うため、排気通路26内の排気温度は低くなる。従って、車両停止中にフィルタ32の再生処理を行う際、フィルタ32の再生を継続させつつ、排気の温度上昇を抑えることができる。
(3)車両停止中でのフィルタ32の再生処理実行中に、第2排気温度TH2が閾値Dを超える場合には、尿素添加弁230から排気冷却用の尿素水が添加される。従って、車両停止中でのフィルタ32の再生処理による排気の温度上昇を抑えることができる。
・第1実施形態では、機関運転状態に基づいて設定された目標再生温度PFTを最低再生温度PFTLにまで低下させることにより、燃料添加によるフィルタ32の再生を継続させつつ、排気温度を下げるようにした。この他、燃料添加量の減量処理として、再生処理の実行を禁止するようにしてもよい。
図10に、この変形例における排気温度低下処理の手順についてその一例を示す。この図10に示すように、第2実施形態で説明した排気温度低下処理のステップS140において、第2排気温度TH2が閾値Dを超えていると判定されるときには(S140:YES)、制御装置80は、第1実施形態で説明した燃料添加量の減量処理を実行する(S200)。また、制御装置80は、第2実施形態で説明した冷却添加処理も実行して(S300)、本処理を終了する。
・尿素噴射圧NPを排気流量に基づいて可変設定するようにしたが、より簡易的には、尿素噴射圧NPを予め設定された固定値としてもよい。なお、こうした固定値にする場合でも、冷却添加処理時の尿素噴射圧NPは、排気浄化用に尿素水を添加する場合と比較して高圧にすることが望ましい。
・NOx浄化触媒として、選択還元型NOx触媒とは異なる触媒を用いてもよい。
Claims (4)
- 排気通路に設けられて微粒子を捕集するフィルタと、前記フィルタの排気下流に設けられて排気通路内に排気浄化用の還元液を添加する還元液添加弁とを備えており、前記フィルタよりも排気上流の排気通路内に燃料を添加することにより同フィルタを再生する再生処理を実施する車載内燃機関の排気浄化装置であって、
車両停止中での前記再生処理の実行中に、排気温度が、車両から排出される排気の温度に対する規制値よりも低い温度に設定されている規定の温度を超える場合には、前記還元液添加弁から還元液を添加し、
車両停止中での前記再生処理の実行中に、排気温度が前記規定の温度を超えることにより前記還元液添加弁から還元液を添加する場合には、排気浄化用に還元液を添加する場合と比較して還元液の噴射圧を高くする
ことを特徴とする車載内燃機関の排気浄化装置。 - 前記噴射圧は、前記内燃機関の機関回転速度が低いときほど高くされる
請求項1に記載の車載内燃機関の排気浄化装置。 - 車両停止中での前記再生処理の実行中に、排気温度が前記規定の温度を超える場合には、そうでない場合に比較して前記燃料の添加量を減量する
請求項1または2に記載の車載内燃機関の排気浄化装置。 - 前記フィルタの温度が、同フィルタの再生を継続することのできる最低温度にまで低下するように前記燃料の添加量を減量する
請求項3に記載の車載内燃機関の排気浄化装置。
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