JP6589365B2 - Exhaust gas purification system - Google Patents
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Description
本発明は排出ガス浄化システムに係り、特に複数の気筒を有するエンジンの気筒群ごとに休止運転することが可能な排出ガス浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system, and more particularly, to an exhaust gas purification system capable of performing a pause operation for each cylinder group of an engine having a plurality of cylinders.
ディーゼルエンジンの排気通路には、エンジンの排出ガス中の様々な有害成分を浄化させるため、選択還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）やディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）等が設置されている。 In order to purify various harmful components in engine exhaust gas, a selective reduction type NOx catalyst (SCR: Selective Catalytic Reduction) and a diesel oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) are installed in the exhaust passage of the diesel engine. ing.
これらの触媒等を昇温させる技術としては、エンジンに設けられた複数の気筒のうち、一部の気筒の燃焼を停止させることで、１気筒当たりの負荷を増やして排気温度を上昇させる方法（気筒休止）が有効である（特許文献１を参照）。 As a technique for raising the temperature of these catalysts and the like, a method of increasing the load per cylinder and increasing the exhaust temperature by stopping the combustion of some of the cylinders provided in the engine ( Cylinder deactivation) is effective (see Patent Document 1).
しかしながら、このような気筒休止を用いた場合でも、触媒等の昇温を更に促進させることができる排出ガス浄化システムが望まれる。 However, even when such cylinder deactivation is used, an exhaust gas purification system that can further promote the temperature rise of the catalyst or the like is desired.
本発明は、かかる事情に鑑みて創案され、その目的は、触媒等の昇温を促進させることができる排出ガス浄化システムを提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object thereof is to provide an exhaust gas purification system capable of promoting the temperature rise of a catalyst or the like.
本発明の一の態様によれば、多気筒内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記多気筒内燃機関の第１気筒群もしくは第２気筒群ごとに燃料噴射もしくは噴射停止が可能なインジェクタと、前記第１気筒群に対応して設けられた第１吸気マニホールド及び第１排気マニホールドと、前記第２気筒群に対応して設けられた第２吸気マニホールド及び第２排気マニホールドと、前記第１吸気マニホールドを開閉可能な第１インテークバルブと、前記第２吸気マニホールドを開閉可能な第２インテークバルブと、前記第１排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第１吸気マニホールドに還流させるための第１ＥＧＲ通路を開閉する第１ＥＧＲ弁と、前記第２排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第２吸気マニホールドに還流させるための第２ＥＧＲ通路を開閉する第２ＥＧＲ弁と、前記インジェクタの燃料噴射、前記第１及び第２インテークバルブの開閉、並びに前記第１及び第２ＥＧＲ弁の開閉を制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１気筒群の燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御し、前記第１インテークバルブを閉成するとともに、前記第２ＥＧＲ弁をエンジン負荷に応じて開度制御することを特徴とする排出ガス浄化システムが提供される。 According to one aspect of the present invention, a catalyst provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine and an injector capable of fuel injection or injection stop for each of the first cylinder group or the second cylinder group of the multi-cylinder internal combustion engine A first intake manifold and a first exhaust manifold provided corresponding to the first cylinder group; a second intake manifold and a second exhaust manifold provided corresponding to the second cylinder group; A first intake valve capable of opening and closing one intake manifold; a second intake valve capable of opening and closing the second intake manifold; and a part of exhaust gas from the first exhaust manifold for returning to the first intake manifold. A first EGR valve that opens and closes the first EGR passage; and a first EGR valve for returning a part of the exhaust gas of the second exhaust manifold to the second intake manifold. A second EGR valve that opens and closes an EGR passage; and a control unit that controls fuel injection of the injector, opening and closing of the first and second intake valves, and opening and closing of the first and second EGR valves. Controls the injector so as to stop fuel injection of the first cylinder group when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, closes the first intake valve, and sets the second EGR valve to the engine load. The exhaust gas purification system is characterized in that the opening degree is controlled according to the above.
本発明の他の態様によれば、多気筒内燃機関の排気通路に設けられた触媒と、前記多気筒内燃機関の第１気筒群もしくは第２気筒群ごとに燃料噴射もしくは噴射停止が可能なインジェクタと、前記第１気筒群に対応して設けられた第１吸気マニホールド及び第１排気マニホールドと、前記第２気筒群に対応して設けられた第２吸気マニホールド及び第２排気マニホールドと、前記第１吸気マニホールドを開閉可能な第１インテークバルブと、前記第２吸気マニホールドを開閉可能な第２インテークバルブと、前記第１排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第２吸気マニホールドに還流させるための第２ＥＧＲ通路を開閉する第２ＥＧＲ弁と、前記第２排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第１吸気マニホールドに還流させるための第１ＥＧＲ通路を開閉する第１ＥＧＲ弁と、前記インジェクタの燃料噴射、前記第１及び第２インテークバルブの開閉、並びに前記第１及び第２ＥＧＲ弁の開閉を制御する制御ユニットと、を備え、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１気筒群の燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御し、前記第１インテークバルブを閉成するとともに、前記第２ＥＧＲ弁をエンジン負荷に応じて開度制御することを特徴とする排出ガス浄化システムが提供される。 According to another aspect of the present invention, a catalyst provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine and an injector capable of fuel injection or injection stop for each of the first cylinder group or the second cylinder group of the multi-cylinder internal combustion engine A first intake manifold and a first exhaust manifold provided corresponding to the first cylinder group; a second intake manifold and a second exhaust manifold provided corresponding to the second cylinder group; A first intake valve capable of opening and closing one intake manifold; a second intake valve capable of opening and closing the second intake manifold; and a part of exhaust gas from the first exhaust manifold for returning to the second intake manifold A second EGR valve that opens and closes the second EGR passage, and a second EGR for returning a part of the exhaust gas of the second exhaust manifold to the first intake manifold. A first EGR valve that opens and closes an EGR passage; and a control unit that controls fuel injection of the injector, opening and closing of the first and second intake valves, and opening and closing of the first and second EGR valves. Controls the injector so as to stop fuel injection of the first cylinder group when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, closes the first intake valve, and sets the second EGR valve to the engine load. The exhaust gas purification system is characterized in that the opening degree is controlled according to the above.
前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１ＥＧＲ弁を閉成するとともに、前記第２インテークバルブを開放するようにしてもよい。 The control unit may close the first EGR valve and open the second intake valve when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
また、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１ＥＧＲ弁を開放するとともに、前記第２インテークバルブを開放するようにしてもよい。 The control unit may open the first intake valve and open the second intake valve when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
更に、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１ＥＧＲ弁を閉成するとともに、前記第２インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御するようにしてもよい。 Furthermore, the control unit may close the first EGR valve and control the opening of the second intake valve according to the engine load when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
また、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１ＥＧＲ弁を開放するとともに、前記第２インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御するようにしてもよい。 The control unit may open the first EGR valve and control the opening of the second intake valve according to an engine load when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature.
加えて、前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１ＥＧＲ弁をエンジン負荷に応じて開度制御するとともに、前記第２インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御するようにしてもよい。 In addition, when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, the control unit controls the opening degree of the first EGR valve according to the engine load and controls the opening degree of the second intake valve according to the engine load. You may make it do.
本発明によれば、気筒休止を用いる排出ガス浄化システムにおいて、触媒等の昇温を促進させることができるという、優れた効果が発揮される。 According to the present invention, in the exhaust gas purification system using cylinder deactivation, an excellent effect that the temperature rise of the catalyst or the like can be promoted is exhibited.
以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態に係る排出ガス浄化システムの概略図である。第１実施形態に係る排出ガス浄化システム１００において、エンジン（内燃機関）１は、車両に搭載された多気筒の圧縮着火式内燃機関、即ちディーゼルエンジンである。本実施形態では、６気筒のディーゼルエンジンを例示して説明する。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic view of an exhaust gas purification system according to the first embodiment of the present invention. In the exhaust
エンジン１は、エンジン本体２と、エンジン本体２に接続された吸気通路３及び排気通路４と、燃料噴射装置５とを備える。エンジン本体２は、周知のように、シリンダヘッド、シリンダブロック、クランクケース等の構造体と、構造体の内部に収容されたピストン、クランクシャフト、動弁機構等とを含む。
The engine 1 includes an
燃料噴射装置５は、コモンレール式燃料噴射装置からなり、各気筒に設けられた燃料噴射弁、即ちインジェクタ７と、インジェクタ７に接続されたコモンレール８とを備える。インジェクタ７は、シリンダ９内に燃料を直接噴射する。コモンレール８は、インジェクタ７から噴射される燃料を高圧状態で貯留する。
The
吸気通路３は、エンジン本体２（特に、シリンダヘッド）に接続された第１吸気マニホールド１１及び第２吸気マニホールド１２と、第１吸気マニホールド１１及び第２吸気マニホールド１２の上流端に接続された吸気管１３とにより主に画成される。
The
第１吸気マニホールド１１は、吸気管１３から送られてきた吸気を第１気筒群（例えば、前３気筒）２１の吸気ポートに分配供給する。第２吸気マニホールド１２は、吸気管１３から送られてきた吸気を第２気筒群（例えば、後３気筒）２２の吸気ポートに分配供給する。
The
吸気管１３には、上流側から順に、図示しないエアクリーナ、エアフローメータ、ターボチャージャ１４のコンプレッサ、インタークーラが設けられる。第１吸気マニホールド１１の上流端部（吸気集合部）には、第１吸気マニホールド１１を開閉する電子制御式の第１インテークバルブ１５が設けられる。また、第２吸気マニホールド１２の上流端部（吸気集合部）には、第２吸気マニホールド１２を開閉する電子制御式の第２インテークバルブ１６が設けられる。
The
排気通路４は、エンジン本体２（特に、シリンダヘッド）に接続された第１排気マニホールド３１及び第２排気マニホールド３２と、第１排気マニホールド３１及び第２排気マニホールド３２の下流側に配置された排気管３３とにより主に画成される。第１排気マニホールド３１は、第１気筒群（前３気筒）２１の排気ポートから送られてきた排出ガスを集合する。第２排気マニホールド３２は、第２気筒群（後３気筒）２２の排気ポートから送られてきた排出ガスを集合する。
The
排気管３３、もしくは第１排気マニホールド３１及び第２排気マニホールド３２と排気管３３の間には、ターボチャージャ１４のタービン１４Ｔが設けられる。タービン１４Ｔより下流側の排気管３３には、上流側から順に、ディーゼル酸化触媒３４及びＮＯｘ触媒３５が設けられる。
A
ディーゼル酸化触媒（ＤＯＣ：Diesel Oxidation Catalyst）３４は、排出ガス中の未燃成分（炭化水素ＨＣ及び一酸化炭素ＣＯ）を酸化して浄化する。ディーゼル酸化触媒３４は、ＨＣ，ＣＯの酸化時に生じた熱で排出ガスを加熱、昇温する機能を有する。また、ディーゼル酸化触媒３４は、排気中のＮＯをＮＯ2に酸化する機能をも有する。
A diesel oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 34 oxidizes and purifies unburned components (hydrocarbon HC and carbon monoxide CO) in the exhaust gas. The
ＮＯｘ触媒３５は、選択触媒還元型ＮＯｘ触媒（ＳＣＲ：Selective Catalytic Reduction）からなり、還元剤が添加されたときに、排気中の窒素酸化物ＮＯｘを連続的に還元する。ＮＯｘ触媒３５の上流側、特に入口近傍の排気通路４には、還元剤としての尿素水をＮＯｘ触媒３５に添加する添加弁３６が設けられる。ＮＯｘ触媒３５は、その触媒温度（触媒床温）が活性温度域（例えば２００〜４００℃）にあり、且つ、尿素水が添加されているときにＮＯｘを還元浄化する。尿素水が添加されると、触媒上で尿素水が加水分解され、アンモニアが生成される。このアンモニアが触媒内でＮＯｘと反応してＮＯｘが還元される。
The
なお、ディーゼル酸化触媒３４の下流側で且つＮＯｘ触媒３５の上流側には、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）を設けるのが好ましい。ＤＰＦは、排気中に含まれる粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）を捕集して除去するものである。ＤＰＦは、その内壁にＰｔ等の貴金属（触媒物質）を担持させた所謂連続再生式触媒付きＤＰＦからなるのが好ましい。
A diesel particulate filter (DPF: Diesel Particulate Filter) is preferably provided downstream of the
本実施形態に係る排出ガス浄化システム１００は、第１ＥＧＲ装置４１及び第２ＥＧＲ装置４２を備える。第１ＥＧＲ装置４１は、第１排気マニホールド３１内の排出ガスの一部（ＥＧＲガス）を第１吸気マニホールド１１内に還流させるための第１ＥＧＲ通路４３と、第１ＥＧＲ通路４３を流れるＥＧＲガスと熱交換する第１ＥＧＲクーラ４４と、ＥＧＲガスの流量を調節するための第１ＥＧＲ弁４５とを備える。第２ＥＧＲ装置４２は、第２排気マニホールド３２内の排出ガスの一部（ＥＧＲガス）を第２吸気マニホールド１２内に還流させるための第２ＥＧＲ通路４６と、第２ＥＧＲ通路４６を流れるＥＧＲガスと熱交換する第２ＥＧＲクーラ４７と、ＥＧＲガスの流量を調節するための第２ＥＧＲ弁４８とを備える。
The exhaust
また、本実施形態に係る排出ガス浄化システム１００は、制御ユニットもしくはコントローラをなす電子制御ユニット（以下、ＥＣＵと称する）６０を備える。ＥＣＵ６０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入出力ポート及び記憶装置等を含む。ＥＣＵ６０は、インジェクタ７、第１インテークバルブ１５、第２インテークバルブ１６、第１ＥＧＲ弁４５、及び第２ＥＧＲ弁４８を制御する。
In addition, the exhaust
センサ類に関しては、上述のエアフローメータの他、エンジンの回転速度（ｒｐｍ）を検出するための回転速度センサ５１、アクセル開度を検出するためのアクセル開度センサ５２が設けられる。また、ディーゼル酸化触媒３４及びＮＯｘ触媒３５の上流側と入口近傍の排気温度を検出するための排気温センサ５３，５４がそれぞれ設けられている。これらセンサ類の出力信号はＥＣＵ６０に送られる。
Regarding the sensors, in addition to the air flow meter described above, a
ＥＣＵ６０は、排気温センサ５３，５４により検出された排気温に基づきディーゼル酸化触媒３４及びＮＯｘ触媒３５の温度をそれぞれ推定する。なお、ディーゼル酸化触媒３４及びＮＯｘ触媒３５の各々に設けられた温度センサにより各温度を直接検出しても構わないし、推定と検出を組み合わせてもよい。これら推定と検出を総称して取得という。
The
ここで、例えば、ＮＯｘ触媒３５のＮＯｘ浄化率を十分に高い一定値以上とするには、ＮＯｘ触媒３５の温度を最低でも活性開始温度以上にする必要がある。活性開始温度とは、ＮＯｘ触媒３５の活性温度域（例えば２００〜４００℃）のうちの最小温度（例えば２００℃）をいう。この活性開始温度は予め実験的に求められ、ＥＣＵ６０に記憶される。
Here, for example, in order to set the NOx purification rate of the
ＥＣＵ６０は、ＮＯｘ触媒３５の温度が所定の活性開始温度未満のときには、以下のような第１から第３制御を実行する。なお、ＥＣＵ６０は、ブースト圧、空気過剰率、燃料噴射量及びＥＧＲ率等を判断基準として、インジェクタ７、第１及び第２インテークバルブ１５，１６、並びに、第１及び第２ＥＧＲ弁４５，４８を制御する。
When the temperature of the
まず、第１実施形態における第１制御を図２の作動図を参照して説明する。第１制御において、ＥＣＵ６０は、第１気筒群（前３気筒）２１の燃料噴射を停止させるようにインジェクタ７を制御する。また、ＥＣＵ６０は、第１気筒群（前３気筒）２１に対応する第１インテークバルブ１５を閉成するとともに、第１ＥＧＲ弁４５を閉成する。
First, the first control in the first embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the first control, the
第１インテークバルブ１５を閉成しても、第１気筒群（前３気筒）２１への吸気は完全に遮断されず、第１インテークバルブ１５の周囲の隙間を少量の吸気が流れる。第１インテークバルブ１５を通過した少量の吸気は、第１吸気マニホールド１１からシリンダ９内に吸い込まれるが、第１気筒群（前３気筒）２１では燃料噴射が停止されているので、燃焼行程を経ず単に圧縮されて、第１排気マニホールド３１へ低温のまま排出される。また、第１ＥＧＲ弁４５は閉成されているため、第１排気マニホールド３１内の排出ガスは、第１吸気マニホールド１１に還流されずに排気管３３に導入される。
Even if the
一方、第２気筒群（後３気筒）２２に対応する第２インテークバルブ１６は、ＥＣＵ６０の電子制御によって開放（全開）され、第２インテークバルブ１６を通過した吸気が第２吸気マニホールド１２に流れる。
On the other hand, the
また、ＥＣＵ６０は、第２ＥＧＲ弁４８をエンジン負荷に応じて開度制御する。これにより、第２排気マニホールド３２内の排出ガスの一部（ＥＧＲガス）は、第２ＥＧＲ通路４６を通じて第２吸気マニホールド１２に還流される。
The
本制御において、ＥＣＵ６０は、第１気筒群（前３気筒）２１の燃料噴射が停止されている分のエンジン出力とフリクションロス増加分を第２気筒群（後３気筒）２２で補うため、仮に両方の気筒群（２１，２２）にて燃料噴射したときの合計の燃料噴射量よりも多くの燃料を第２気筒群（後３気筒）２２のインジェクタ７から噴射させる。
In this control, the
これにより、第２気筒群（後３気筒）２２から排出されるガスの温度は著しく上昇される。この第２気筒群（後３気筒）２２からの高温の排出ガスは、第２排気マニホールド３２を通じて排気管３３に導入される。
As a result, the temperature of the gas discharged from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is significantly increased. High-temperature exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is introduced into the exhaust pipe 33 through the
上述のとおり、排気管３３には第１気筒群（前３気筒）２１から排出された低温の排出ガスが導入される。従って、第２気筒群（後３気筒）２２から排出された高温の排出ガスは、この低温の排出ガスによって冷却される。 As described above, the low-temperature exhaust gas discharged from the first cylinder group (front three cylinders) 21 is introduced into the exhaust pipe 33. Accordingly, the high temperature exhaust gas discharged from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is cooled by this low temperature exhaust gas.
しかしながら、本制御では、第１インテークバルブ１５が閉成されていることから、低温の排出ガスの量を極少量に止めることができ、第２気筒群（後３気筒）２２からの排出ガスの冷却を最小限に止めることができる。
However, in this control, since the
従って、本実施形態の第１制御によれば、第２気筒群（後３気筒）２２から排気管３３に導入される高温の排出ガスの冷却を抑制し、ＮＯｘ触媒３５を早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。
Therefore, according to the first control of the present embodiment, the cooling of the high-temperature exhaust gas introduced from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 into the exhaust pipe 33 is suppressed, and the
次に、第１実施形態における第２制御を図３の作動図を参照して説明する。第２制御は、第１ＥＧＲ弁４５を開放（全開）するように制御したものであり、その他の部分は第１制御と同じなので、同一の制御内容及び作用については説明を省略する。 Next, the second control in the first embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the second control, the first EGR valve 45 is controlled to be opened (fully opened), and the other parts are the same as those in the first control. Therefore, the description of the same control contents and operations is omitted.
第１制御と同様に、第１インテークバルブ１５の周囲の隙間を通過して第１吸気マニホールド１１へ流入した少量の吸気は、シリンダ９内で燃焼行程を経ずに、第１排気マニホールド３１へ低温のまま排出される。
Similar to the first control, a small amount of intake air that has flowed into the
但し、第１制御と異なり、第１ＥＧＲ弁４５が開放（全開）されているため、第１排気マニホールド３１内の排出ガスの一部（ＥＧＲガス）が第１吸気マニホールド１１に還流される。このとき、第１ＥＧＲ通路４３を流れた低温のＥＧＲガスは、第１ＥＧＲクーラ４４によって熱交換されて加温される。第１ＥＧＲクーラ４４は、吸気よりも高温のエンジン冷却水を熱媒体とするからである。
However, unlike the first control, since the first EGR valve 45 is opened (fully opened), a part of the exhaust gas (EGR gas) in the first exhaust manifold 31 is returned to the
そして、加温されたＥＧＲガスは、再度、第１気筒群（前３気筒）２１のシリンダ９内で圧縮され、昇温されて排出される。また、これに伴い、排気管３３に導入される第１気筒群（前３気筒）２１からの排出ガスが第１制御のときよりも高い温度となる。
The heated EGR gas is compressed again in the
従って、本実施形態の第２制御によれば、第２気筒群（後３気筒）２２からの高温の排出ガスの冷却を更に抑制し、ＮＯｘ触媒３５をより早く活性開始温度以上に昇温させることができる。
Therefore, according to the second control of the present embodiment, the cooling of the high-temperature exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is further suppressed, and the
次に、第１実施形態における第３制御を図４の作動図を参照して説明する。第３制御は、第２インテークバルブ１６をエンジン負荷に応じて開放（半開放）するように制御したものであり、その他の部分は第２制御と同じなので、同一の制御内容及び作用については説明を省略する。
Next, the third control in the first embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the third control, the
ＥＣＵ６０は、第２インテークバルブ１６をエンジン負荷に応じて開放（半開放）する。このため、第２インテークバルブ１６を通過する吸気は、全開のときに比べて絞られて減少する。
The
このように吸気が減少すると、エンジン出力が落ちることになるが、ＥＣＵ６０は、その分のエンジン出力を補うために、更に多くの燃料を第２気筒群（後３気筒）２２で噴射するようにインジェクタ７を制御する。これにより、第２気筒群（後３気筒）２２から排出されるガスの排気温度が上昇することになる。
When the intake air decreases in this way, the engine output decreases. However, the
従って、本実施形態における第３制御によれば、第２気筒群（後３気筒）２２からの排出ガスを更に昇温させることができ、ＮＯｘ触媒３５をより早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。なお、本制御においては、第１制御のように第１ＥＧＲ弁４５を閉成してもよい。
Therefore, according to the third control in the present embodiment, the exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 can be further heated, and the
（第２実施形態）
図５は、本発明の第２実施形態に係る排出ガス浄化システムの概略図である。図５に示すように、本実施形態に係る排出ガス浄化システム２００は、第１実施形態とＥＧＲ通路の接続経路が異なるのみで他の部分は同じである。よって、同一の構成要素については同一の符号を用い、それらの詳細な説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 5 is a schematic view of an exhaust gas purification system according to the second embodiment of the present invention. As shown in FIG. 5, the exhaust
本実施形態に係る排出ガス浄化システム２００において、第１ＥＧＲ装置２４１の第１ＥＧＲ通路２４３は、一端が第２排気マニホールド３２に接続され、他端が第１吸気マニホールド１１に接続される。また、第２ＥＧＲ装置２４２の第２ＥＧＲ通路２４６は、一端が第１排気マニホールド３１に接続され、他端が第２吸気マニホールド１２に接続される。
In the exhaust
なお、第１実施形態と同様に、第１ＥＧＲ通路２４３には、第１ＥＧＲクーラ２４４と第１ＥＧＲ弁２４５が設けられ、また、第２ＥＧＲ通路２４６には、第２ＥＧＲクーラ２４７と第２ＥＧＲ弁２４８が設けられる。
As in the first embodiment, the
このようなＥＧＲ構造の排出ガス浄化システム２００において、ＥＣＵ６０は、例えば、ＮＯｘ触媒３５の温度が所定の活性開始温度未満のときに、以下のような第４制御または第５制御を実行する。
In the exhaust
第２実施形態における第４制御を図６の作動図を参照して説明する。第４制御において、ＥＣＵ６０は、第１気筒群（前３気筒）２１の燃料噴射を停止するようにインジェクタ７を制御するとともに、第１気筒群（前３気筒）２１に対応する第１インテークバルブ１５を閉成する。
The fourth control in the second embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the fourth control, the
また、ＥＣＵ６０は、第２気筒群（後３気筒）２２に対応する第２インテークバルブ１６を開放（全開）するとともに、第１ＥＧＲ弁２４５を開放（全開）し、且つ、第２ＥＧＲ弁２４８をエンジン負荷に応じて開度制御する。但し、第１ＥＧＲ弁２４５は、エンジン負荷に応じて開度制御されてもよいものとする。
In addition, the
本制御において、ＥＣＵ６０は、第１気筒群（前３気筒）２１の燃料噴射が停止されている分のエンジン出力とフリクションロス増加分を第２気筒群（後３気筒）２２で補うため、仮に両方の気筒群（２１，２２）にて燃料噴射したときの合計の燃料噴射量よりも多くの燃料を第２気筒群（後３気筒）２２で噴射するようにインジェクタ７を制御する。
In this control, the
これにより、第２気筒群（後３気筒）２２から排出されるガスの温度は著しく上昇し、この高温の排出ガスが排気管３３に導入される。 As a result, the temperature of the gas discharged from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 significantly increases, and this high-temperature exhaust gas is introduced into the exhaust pipe 33.
また、第２排気マニホールド３２内の排出ガスの一部（ＥＧＲガス）は、第１ＥＧＲ通路２４３を通じて第１吸気マニホールド１１に還流される。第１気筒群（前３気筒）２１では燃料噴射が停止されているので、この還流されたＥＧＲガスは、シリンダ９内で燃焼行程を経ず単に圧縮されて、第１排気マニホールド３１に排出され、その一部が排気管３３に導入される。
Further, a part of the exhaust gas (EGR gas) in the
また残部は、第２ＥＧＲ通路２４６を通じて、第２吸気マニホールド１２に還流され、第２気筒群（後３気筒）２２での燃焼行程を経て、第２排気マニホールド３２、排気管３３へと排出される。これにより、第２気筒群（後３気筒）２２から排出されるガスを再燃焼させることができる。
The remaining portion is recirculated to the
ここで、第１実施形態と同様、第１インテークバルブ１５が閉成されていることから、低温の排出ガスの量を極少量に止めることができ、第２気筒群（後３気筒）２２からの排出ガスの冷却を最小限に止めることができる。
Here, as in the first embodiment, since the
以上の通り、本実施形態の第４制御によれば、第２気筒群（後３気筒）２２から排気管３３に導入された高温の排出ガスの冷却を抑制し、ＮＯｘ触媒３５を早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。
As described above, according to the fourth control of the present embodiment, cooling of the high-temperature exhaust gas introduced from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 into the exhaust pipe 33 is suppressed, and the
次に、第２実施形態における第５制御を図７の作動図を参照して説明する。第５制御は、第２インテークバルブ１６をエンジン負荷に応じて開放（半開放）するように制御したものである。なお、その他の部分は第４制御と同じなので、同一の制御内容及び作用については説明を省略する。
Next, the fifth control in the second embodiment will be described with reference to the operation diagram of FIG. In the fifth control, the
第５制御では、第１実施形態の第３制御と同様に、第２インテークバルブ１６を通過する吸気を絞ることにより、第２気筒群（後３気筒）２２からの排出ガスの温度を更に上昇させる。
In the fifth control, similarly to the third control of the first embodiment, the temperature of exhaust gas from the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is further increased by restricting the intake air passing through the
従って、本実施形態の第５制御によれば、第２気筒群（後３気筒）２２において更に高温となった排出ガスが排気管３３に導入されるため、ＮＯｘ触媒３５をより早期に活性開始温度以上に昇温させることができる。
Therefore, according to the fifth control of the present embodiment, the exhaust gas having a higher temperature in the second cylinder group (rear three cylinders) 22 is introduced into the exhaust pipe 33, so that the
以上、本発明の基本実施形態を詳細に述べたが、本発明は以下のような他の実施形態も可能である。 Although the basic embodiment of the present invention has been described in detail above, the present invention can be applied to other embodiments as described below.
例えば、第１及び第２実施形態では、ＮＯｘ触媒３５の温度が所定の活性開始温度未満のときに第１から第５制御を実行したが、ＮＯｘ触媒３５の脱離（パージ）制御の際に、これらの制御を実行してもよい。パージ制御は、燃料に含まれる硫黄成分に起因してＮＯｘ触媒に付着した硫黄や、尿素水に起因してＮＯｘ触媒及び排気管内部に付着した固体尿素を、ＮＯｘ触媒及び排気管内部から強制的に脱離（パージ）させ、ＮＯｘ触媒のＮＯｘ浄化能力を回復させる目的で行われる。
For example, in the first and second embodiments, the first to fifth controls are executed when the temperature of the
また、連続再生式触媒付きＤＰＦを設けた場合には、このＤＰＦを再生制御する際に、これらの制御を実行してもよい。ＤＰＦの再生制御は、ＤＰＦにおけるＰＭ堆積量が所定量を超えたとき、その堆積ＰＭを強制的に燃焼除去してＰＭ捕集能を回復させる目的で行われる。 Further, when a DPF with a continuously regenerative catalyst is provided, these controls may be executed when performing regeneration control of the DPF. The regeneration control of the DPF is performed for the purpose of forcibly burning and removing the accumulated PM to recover the PM collecting ability when the PM accumulation amount in the DPF exceeds a predetermined amount.
例えば、ＥＣＵ６０は、ＮＯｘ触媒のパージ制御の実行要求があるときに、ＮＯｘ触媒３５の温度が所定のパージ温度（例えば、５００〜６００℃程度の値）未満である場合や、ＤＰＦの再生制御の実行要求があるときに、ＤＰＦの温度を所定の再生温度（例えば５００〜６００℃程度の値）未満である場合に、第１から第５制御を実行する。
For example, when there is a request for execution of purge control of the NOx catalyst, the
更に、上述の各実施形態の構成は、特に矛盾が無い限り、部分的にまたは全体的に組み合わせることが可能である。本発明の実施形態は上述の実施形態のみに限らず、特許請求の範囲によって規定される本発明の思想に包含されるあらゆる変形例や応用例、均等物が本発明に含まれる。従って本発明は、限定的に解釈されるべきではなく、本発明の思想の範囲内に帰属する他の任意の技術にも適用することが可能である。 Furthermore, the configurations of the above-described embodiments can be combined partially or wholly unless there is a particular contradiction. The embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and includes all modifications, applications, and equivalents included in the concept of the present invention defined by the claims. Therefore, the present invention should not be construed as being limited, and can be applied to any other technique belonging to the scope of the idea of the present invention.
１ エンジン
４ 排気通路
７ インジェクタ
１１ 第１吸気マニホールド
１２ 第２吸気マニホールド
１５ 第１インテークバルブ
１６ 第２インテークバルブ
２１ 第１気筒群
２２ 第２気筒群
３１ 第１排気マニホールド
３２ 第２排気マニホールド
３５ ＮＯｘ触媒
４３ 第１ＥＧＲ通路
４５ 第１ＥＧＲ弁
４６ 第２ＥＧＲ通路
４８ 第２ＥＧＲ弁
６０ 電子制御ユニット（ＥＣＵ）
１００、２００ 排出ガス浄化システム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
100, 200 Exhaust gas purification system
Claims (1)
前記多気筒内燃機関の第１気筒群もしくは第２気筒群ごとに燃料噴射もしくは噴射停止が可能なインジェクタと、
前記第１気筒群に対応して設けられた第１吸気マニホールド及び第１排気マニホールドと、
前記第２気筒群に対応して設けられた第２吸気マニホールド及び第２排気マニホールドと、
前記第１吸気マニホールドを開閉可能な第１インテークバルブと、
前記第２吸気マニホールドを開閉可能な第２インテークバルブと、
前記第１排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第２吸気マニホールドに還流させるための第２ＥＧＲ通路を開閉する第２ＥＧＲ弁と、
前記第２排気マニホールドの排出ガスの一部を前記第１吸気マニホールドに還流させるための第１ＥＧＲ通路を開閉する第１ＥＧＲ弁と、
前記インジェクタの燃料噴射、前記第１及び第２インテークバルブの開閉、並びに前記第１及び第２ＥＧＲ弁の開閉を制御する制御ユニットと、を備え、
前記制御ユニットは、前記触媒の温度が所定の温度未満のとき、前記第１気筒群の燃料噴射を停止するようにインジェクタを制御し、前記第１インテークバルブを閉成するとともに、前記第２ＥＧＲ弁をエンジン負荷に応じて開度制御し、且つ、前記第１ＥＧＲ弁をエンジン負荷に応じて開度制御するとともに、前記第２インテークバルブをエンジン負荷に応じて開度制御することを特徴とする排出ガス浄化システム。 A catalyst provided in an exhaust passage of a multi-cylinder internal combustion engine;
An injector capable of fuel injection or injection stop for each of the first cylinder group or the second cylinder group of the multi-cylinder internal combustion engine;
A first intake manifold and a first exhaust manifold provided corresponding to the first cylinder group;
A second intake manifold and a second exhaust manifold provided corresponding to the second cylinder group;
A first intake valve capable of opening and closing the first intake manifold;
A second intake valve capable of opening and closing the second intake manifold;
A second EGR valve that opens and closes a second EGR passage for returning a part of the exhaust gas of the first exhaust manifold to the second intake manifold;
A first EGR valve that opens and closes a first EGR passage for recirculating a part of the exhaust gas of the second exhaust manifold to the first intake manifold;
A control unit for controlling fuel injection of the injector, opening and closing of the first and second intake valves, and opening and closing of the first and second EGR valves,
The control unit controls an injector to stop fuel injection of the first cylinder group when the temperature of the catalyst is lower than a predetermined temperature, closes the first intake valve, and controls the second EGR valve. The opening is controlled according to the engine load, the opening of the first EGR valve is controlled according to the engine load, and the opening of the second intake valve is controlled according to the engine load. Gas purification system.
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