JP2007040129A - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
【課題】 途中で二つの分岐通路に分岐している排気通路と、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中のPMを捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、各排気浄化装置における粒子状物質の捕集量をより好適に推定することが可能な技術を提供する。
【解決手段】 排気通路における二つの分岐通路の上流側集合部近傍もしくは二つの分岐通路のいずれかにおける排気浄化装置及び流量制御弁よりも上流側の圧力と、排気通路における二つの分岐通路の下流側集合部近傍もしくは二つの分岐通路のいずれかにおける排気浄化装置及び流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出する差圧センサを備え、二つの分岐通路のうち一方の分岐通路に設けられた流量制御弁が全閉状態に制御されているときの差圧センサの検出値に基づいて、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定する。
【選択図】 図1PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an internal combustion engine provided with an exhaust passage branched into two branch passages on the way and an exhaust purification device provided in each of the two branch passages and having a function of collecting PM in exhaust. In the exhaust gas purification system, a technique capable of more suitably estimating the amount of particulate matter collected in each exhaust gas purification device is provided.
SOLUTION: The pressure upstream of the exhaust gas purifying device and the flow control valve in the vicinity of the upstream side of the two branch passages in the exhaust passage or in the two branch passages, and the downstream of the two branch passages in the exhaust passage Provided in one of the two branch passages with a differential pressure sensor that detects the difference between the exhaust purification device and the pressure downstream of the flow control valve in the vicinity of the side assembly or in the two branch passages Based on the detected value of the differential pressure sensor when the flow rate control valve thus controlled is in the fully closed state, the trapped amount of particulate matter in the exhaust purification device provided in the other branch passage is estimated.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、途中で二つ分岐通路に分岐している排気通路と、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention includes an exhaust passage that is branched into two branch passages, and an exhaust purification device that is provided in each of the two branch passages and has a function of collecting particulate matter in the exhaust. The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
内燃機関の排気浄化システムにおいては、途中で二つの分岐通路に分岐している排気通路と、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中の粒子状物質(以下、PMと称する)を捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えたものがある。 In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine, an exhaust passage branched into two branch passages and a particulate matter (hereinafter referred to as PM) in the exhaust provided in each of the two branch passages are captured. And an exhaust emission control device having a function of collecting.
例えば、特許文献1には、途中で三つの分岐通路に分岐している排気通路を備え、三つの分岐通路のうち二つの分岐通路にPMを捕集するフィルタが排気浄化装置として設けられている内燃機関の排気浄化システムが開示されている。この特許文献1に係る内燃機関の排気浄化システムにおいては、三つの分岐通路の上流側の集合部に排気の流路を調整する調整弁機構が設けられている。 For example, Patent Literature 1 includes an exhaust passage that branches into three branch passages along the way, and a filter that collects PM in two branch passages among the three branch passages is provided as an exhaust purification device. An exhaust purification system for an internal combustion engine is disclosed. In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to Patent Document 1, an adjustment valve mechanism that adjusts the flow path of exhaust gas is provided at the upstream side of the three branch passages.
また、特許文献2には、排気通路にフィルタが設けられている場合において、該フィルタの上流側と下流側との差圧に基づいて、該フィルタにおけるPM捕集量を推定する技術が開示されている。
二つの分岐通路を有する排気通路と、該二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中のPMを捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいては、各排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定する必要がある。 In an exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprising: an exhaust passage having two branch passages; and an exhaust purification device provided in each of the two branch passages and having a function of collecting PM in the exhaust gas, It is necessary to estimate the amount of particulate matter collected in each exhaust purification device.
しかしながら、排気浄化装置の上流側と下流側との差圧検出する差圧センサを二つの分岐通路のそれぞれに設けた場合、製造コストの増加を招く虞がある。また、車両への搭載性も低下する虞がある。 However, if a differential pressure sensor for detecting the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the exhaust purification device is provided in each of the two branch passages, there is a risk of increasing the manufacturing cost. Moreover, there is a possibility that the mounting property on the vehicle may be lowered.
さらに、二つの分岐通路が排気浄化装置より上流側および排気浄化装置より下流側それぞれにおいて互いに連通していると、一方の分岐通路における排気浄化装置より上流側の圧力と他方の分岐通路における排気浄化装置より上流側の圧力との差異や、一方の分岐通路における排気浄化装置より下流側の圧力と他方の分岐通路における排気浄化装置より下流側の圧力との差異が比較的小さくなる。そのため、二つの分岐通路のそれぞれに差圧センサを設けた場合であっても、各差圧センサの検出値の差異が比較的小さくなる。従って、各排気浄化装置のおけるPM捕集量を精度良く推定することが困難となる虞がある。 Further, if the two branch passages communicate with each other upstream of the exhaust purification device and downstream of the exhaust purification device, the pressure upstream of the exhaust purification device in one branch passage and the exhaust purification in the other branch passage The difference between the pressure upstream of the apparatus and the difference between the pressure downstream of the exhaust purification device in one branch passage and the pressure downstream of the exhaust purification device in the other branch passage becomes relatively small. For this reason, even when a differential pressure sensor is provided in each of the two branch passages, the difference in the detected value of each differential pressure sensor becomes relatively small. Therefore, it may be difficult to accurately estimate the amount of PM trapped in each exhaust purification device.
本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであって、途中で二つの分岐通路に分岐している排気通路と、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中のPMを捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、各排気浄化装置におけるPM捕集量をより好適に推定することが可能な技術を提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of the above-described problem, and is provided in each of an exhaust passage branched into two branch passages and two branch passages, and traps PM in the exhaust. It is an object of the present invention to provide a technique capable of more suitably estimating the amount of PM trapped in each exhaust purification device in an exhaust purification system for an internal combustion engine having an exhaust purification device having a function.
本発明は、途中で二つ分岐通路に分岐している排気通路と、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中のPMを捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、排気通路に差圧センサを一つ設け、該差圧センサの検出値に基づいて各排気浄化装置におけるPM捕集量を推定するものである。 The present invention provides an internal combustion engine comprising: an exhaust passage that is branched into two branch passages; and an exhaust purification device that is provided in each of the two branch passages and has a function of collecting PM in the exhaust. In an engine exhaust gas purification system, one differential pressure sensor is provided in an exhaust passage, and the amount of PM trapped in each exhaust gas purification device is estimated based on a detection value of the differential pressure sensor.
より詳しくは、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
途中で二つの分岐通路に分岐しており、且つ、該二つの分岐通路がその下流側で集合している排気通路と、
前記二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する排気浄化装置と、
前記二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気の流量を制御する流量制御弁と、
所定条件が成立したときに流量制御弁を全閉状態に制御する全閉手段と、
前記排気通路における前記二つの分岐通路の上流側集合部近傍もしくは前記二つの分岐通路のいずれかにおける前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも上流側の圧力と、前記排気通路における前記二つの分岐通路の下流側集合部近傍もしくは前記二つの分岐通路のいずれかにおける前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出する差圧センサと、
前記各排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定する捕集量推定手段と、を備え、
前記捕集量推定手段は、前記二つの分岐通路のうち一方の分岐通路に設けられた前記流量制御弁が前記全閉手段によって全閉状態に制御されているときの前記差圧センサの検出値に基づいて、他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定することを特徴とする。
More specifically, the exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention is:
An exhaust passage branched into two branch passages on the way, and the two branch passages gathered downstream thereof;
An exhaust purification device provided in each of the two branch passages and having a function of collecting particulate matter in the exhaust;
A flow rate control valve that is provided in each of the two branch passages and controls the flow rate of the exhaust;
A fully closing means for controlling the flow control valve to a fully closed state when a predetermined condition is satisfied;
A pressure upstream of the exhaust purification device and the flow control valve in the vicinity of the upstream side of the two branch passages in the exhaust passage or in the two branch passages; and the two branches in the exhaust passage. A differential pressure sensor that detects a difference between the pressure on the downstream side of the exhaust purification device and the flow rate control valve in the vicinity of the downstream collecting portion of the passage or in either of the two branch passages;
A collection amount estimating means for estimating the collection amount of particulate matter in each exhaust purification device,
The collected amount estimating means is a detection value of the differential pressure sensor when the flow control valve provided in one of the two branch passages is controlled to a fully closed state by the fully closing means. Based on the above, the amount of trapped particulate matter in the exhaust emission control device provided in the other branch passage is estimated.
本発明では、排気通路の途中が二つの分岐通路に分岐している。そして、各分岐通路に排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する排気浄化装置と流量制御弁が設けられている。本発明に係る排気浄化装置としては、パティキュレートフィルタやモノリス型の触媒を含んで構成されたものを例示することが出来る。 In the present invention, the middle of the exhaust passage branches into two branch passages. Each branch passage is provided with an exhaust purification device having a function of collecting particulate matter in the exhaust gas and a flow rate control valve. As an exhaust emission control device according to the present invention, an exhaust purification device including a particulate filter or a monolith type catalyst can be exemplified.
流量制御弁は、所定条件が成立した場合に全閉手段によって全閉状態に制御される。ここで、全閉状態とは、流量制御弁の開度が可及的に小さい状態のことである。また、所定条件とは、分岐通路における排気の流量を可及的に少なくする必要があると判断出来る条件である。 The flow control valve is controlled to be fully closed by the fully closing means when a predetermined condition is satisfied. Here, the fully closed state is a state in which the opening degree of the flow control valve is as small as possible. Further, the predetermined condition is a condition for determining that it is necessary to reduce the flow rate of the exhaust gas in the branch passage as much as possible.
また、本発明では、排気通路に差圧センサが1つ設けられている。この差圧センサは、二つの分岐通路の上流側集合部の近傍もしくは二つの分岐通路のうちのいずれかにおける排気浄化装置及び流量制御弁よりも上流側の圧力と、二つの分岐通路の下流側集合部の近傍もしくは二つの分岐通路のうちのいずれかにおける排気浄化装置及び流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出する。 In the present invention, one differential pressure sensor is provided in the exhaust passage. This differential pressure sensor has a pressure upstream of the exhaust gas purification device and the flow control valve in the vicinity of the upstream collecting portion of the two branch passages or in one of the two branch passages, and the downstream side of the two branch passages. The difference between the exhaust purification device and the pressure downstream of the flow rate control valve in the vicinity of the collecting portion or in one of the two branch passages is detected.
そして、本発明において、捕集量推定手段は、二つの分岐通路のうち一方の分岐通路に設けられた流量制御弁が全閉手段によって全閉状態に制御されているときの差圧センサの検出値に基づいて、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量を推定する。 In the present invention, the collection amount estimating means detects the differential pressure sensor when the flow control valve provided in one of the two branch passages is controlled to the fully closed state by the fully closing means. Based on the value, the amount of PM trapped in the exhaust emission control device provided in the other branch passage is estimated.
一方の分岐通路に設けられた流量制御弁が全閉状態に制御された場合、排気通路を流れる排気のほとんどは他方の分岐通路を流れる。そのため、差圧センサが上記のうちいずれの位置の差圧を検出するものであっても、一方の分岐通路に設けられた流量制御弁が全閉状態に制御されているときは、差圧センサは他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置の上流側と下流側との差圧を検出することになる。これにより、他方の分岐通路に設けられ
た排気浄化装置におけるPM捕集量を推定することが出来る。
When the flow control valve provided in one branch passage is controlled to a fully closed state, most of the exhaust flowing through the exhaust passage flows through the other branch passage. Therefore, even if the differential pressure sensor detects the differential pressure at any of the above positions, if the flow control valve provided in one branch passage is controlled to be fully closed, the differential pressure sensor Detects the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the exhaust gas purification device provided in the other branch passage. Thereby, it is possible to estimate the amount of PM trapped in the exhaust purification device provided in the other branch passage.
また、捕集量推定手段は、前記と同様、二つの分岐通路のうち他方の分岐通路に設けられた流量制御弁が全閉手段によって全閉状態に制御されているときの差圧センサの検出値に基づいて、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量を推定する。 In addition, the collected amount estimating means detects the differential pressure sensor when the flow control valve provided in the other of the two branch passages is controlled to the fully closed state by the fully closing means, as described above. Based on the value, the amount of PM trapped in the exhaust emission control device provided in one branch passage is estimated.
従って、本発明によれば、一つの差圧センサの検出値に基づいて各排気浄化装置におけるPM捕集量を推定することが可能となる。また、差圧センサが上記の位置のうちいずれかの差圧を検出することが出来れば、各排気浄化装置におけるPM捕集量を推定することが可能であるため、差圧センサの設置位置の自由度が比較的大きい。その結果、車両への搭載性がより向上することになる。 Therefore, according to the present invention, it is possible to estimate the amount of PM trapped in each exhaust purification device based on the detection value of one differential pressure sensor. Further, if the differential pressure sensor can detect any differential pressure among the above positions, it is possible to estimate the amount of PM trapped in each exhaust purification device, and therefore the installation position of the differential pressure sensor. The degree of freedom is relatively large. As a result, the mountability on the vehicle is further improved.
また、本発明によれば、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置のPM捕集量を推定する場合、一方の分岐通路は流路制御弁によってほぼ遮断された状態となっている。そのため、差圧センサの検出値に基づいて各排気浄化装置におけるPM捕集量をより精度良く推定することが出来る。 In addition, according to the present invention, when estimating the amount of PM collected by the exhaust gas purification device provided in the other branch passage, one branch passage is substantially blocked by the flow path control valve. Therefore, it is possible to estimate the PM collection amount in each exhaust purification device more accurately based on the detection value of the differential pressure sensor.
以上のように、本発明によれば、各排気浄化装置におけるPM捕集量をより好適に推定することが出来る。 As described above, according to the present invention, it is possible to more suitably estimate the amount of PM trapped in each exhaust purification device.
上述したように、本発明においては、差圧センサが、一方の分岐通路における排気浄化装置及び流量制御弁よりも上流側の圧力と、該一方の分岐通路における排気浄化装置及び流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出するものであっても良い。また、差圧センサが、排気通路における二つの分岐通路の上流側集合部近傍の圧力と、一方の分岐通路における排気浄化装置及び流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出するものであっても良い。また、差圧センサが、一方の分岐通路における排気浄化装置及び流量制御弁よりも上流側の圧力と、排気通路における二つの分岐通路の下流側集合部近傍の圧力との差を検出するものであっても良い。 As described above, in the present invention, the differential pressure sensor has a pressure upstream of the exhaust purification device and the flow control valve in one branch passage, and more than the exhaust purification device and the flow control valve in the one branch passage. A difference from the downstream pressure may be detected. The differential pressure sensor detects the difference between the pressure in the vicinity of the upstream collecting portion of the two branch passages in the exhaust passage and the pressure downstream of the exhaust purification device and the flow control valve in one branch passage. There may be. The differential pressure sensor detects the difference between the pressure upstream of the exhaust purification device and the flow control valve in one branch passage and the pressure in the vicinity of the downstream gathering portion of the two branch passages in the exhaust passage. There may be.
これらのいずれの場合であっても、一方の分岐通路に設けられた流量制御弁が閉弁状態となっているときの差圧センサの検出値に基づいて、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量を推定する。また、他方の分岐通路に設けられた流量制御弁が閉弁状態となっているときの差圧センサの検出値に基づいて、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量を推定する。 In any of these cases, the exhaust gas provided in the other branch passage is based on the detected value of the differential pressure sensor when the flow control valve provided in one branch passage is in the closed state. The amount of PM collected in the purification device is estimated. Further, based on the detected value of the differential pressure sensor when the flow control valve provided in the other branch passage is closed, the amount of PM trapped in the exhaust purification device provided in the one branch passage is determined. presume.
しかしながら、差圧センサが上記のような位置の差圧を検出するものであって、上記のような方法で各排気浄化装置の上流側と下流側との差圧を検出する場合、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量と他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量とが同一であっても、それぞれの排気浄化装置に対する圧力の検出位置が異なるため差圧センサの検出値が異なった値となる。 However, when the differential pressure sensor detects the differential pressure at the position as described above and detects the differential pressure between the upstream side and the downstream side of each exhaust purification device by the above-described method, Even if the PM collection amount in the exhaust purification device provided in the passage is the same as the PM collection amount in the exhaust purification device provided in the other branch passage, the pressure detection position for each exhaust purification device is different. Therefore, the detection value of the differential pressure sensor becomes a different value.
つまり、それぞれの排気浄化装置におけるPM堆積量が同一である場合、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置の上流側と下流側の差圧を検出したときの差圧センサの検出値の方が、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置の上流側と下流側の差圧を検出したときの差圧センサの検出値よりも大きくなる。 That is, when the PM accumulation amount in each exhaust purification device is the same, the detected value of the differential pressure sensor when the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the exhaust purification device provided in one branch passage is detected. However, it becomes larger than the detected value of the differential pressure sensor when the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the exhaust purification device provided in the other branch passage is detected.
そこで、差圧センサが上記のような位置の差圧を検出するものである場合、捕集量推定手段は、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量を推定するときの差圧センサの検出値と、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量を推定するときの差圧センサの検出値とが同様の値である場合は、他方の分岐通路に設けら
れた排気浄化装置におけるPM捕集量の方が一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量よりも多いと推定しても良い。
Therefore, when the differential pressure sensor is for detecting the differential pressure at the position as described above, the collection amount estimation means is configured to estimate the PM collection amount in the exhaust purification device provided in one branch passage. If the detected value of the differential pressure sensor and the detected value of the differential pressure sensor when estimating the amount of PM trapped in the exhaust purification device provided in the other branch passage are the same value, It may be estimated that the amount of collected PM in the provided exhaust purification device is larger than the amount of collected PM in the exhaust purification device provided in one branch passage.
これにより、差圧センサが上記のような位置の差圧を検出するものであっても、各排気浄化装置におけるPM捕集量をより精度よく推定することが出来る。 Thereby, even if a differential pressure sensor detects the differential pressure | voltage of the above positions, PM collection amount in each exhaust gas purification apparatus can be estimated more accurately.
本発明においては、捕集量推定手段によって推定された排気浄化装置におけるPM捕集量が所定捕集量以上となると、該当する排気浄化装置に捕集されたPMを酸化・除去するPM除去制御を実行するPM除去制御実行手段をさらに備えても良い。 In the present invention, when the PM collection amount in the exhaust purification device estimated by the collection amount estimating means is equal to or greater than a predetermined collection amount, PM removal control for oxidizing and removing the PM collected in the corresponding exhaust purification device PM removal control execution means for executing the above may be further provided.
そして、このような構成の場合、一方もしくは他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置に対してのみPM除去制御が連続して実行された場合、該当する分岐通路に異常が発生したと判断しても良い。 In such a configuration, when PM removal control is continuously executed only for the exhaust purification device provided in one or the other branch passage, it is determined that an abnormality has occurred in the corresponding branch passage. May be.
本発明においては、通常、各排気浄化装置にほぼ同等にPMが捕集されることなる。そして、上記構成の場合、PM捕集量が所定捕集量以上となると該当する排気浄化装置に対してPM除去制御が実行されPMが酸化・除去される。 In the present invention, usually, PM is collected almost equally in each exhaust purification device. And in the case of the said structure, when PM collection amount will be more than predetermined collection amount, PM removal control will be performed with respect to the applicable exhaust gas purification device, and PM will be oxidized and removed.
従って、各分岐通路において排気浄化装置および流量制御弁等が正常な状態であれば、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置に対してPM除去制御が実行された場合、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置に対してもPM除去制御が実行されることになる。つまり、各排気浄化装置に対して交互にPM除去制御が実行されることになる。そのため、一方または他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置に対してのみPM除去制御が連続して実行された場合、該当する分岐通路に異常が発生したと判断することが出来る。 Therefore, if the exhaust purification device and the flow control valve are in a normal state in each branch passage, when PM removal control is performed on the exhaust purification device provided in one branch passage, the other branch passage PM removal control is also executed for the provided exhaust purification device. That is, PM removal control is executed alternately for each exhaust purification device. Therefore, when PM removal control is continuously executed only for the exhaust purification device provided in one or the other branch passage, it can be determined that an abnormality has occurred in the corresponding branch passage.
本発明では、各排気浄化装置が酸化機能を有する触媒を含んで構成されていても良い。また、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、排気浄化装置に捕集されたPMを酸化・除去するPM除去制御を実行するPM除去制御実行手段と、をさらに備えても良い。 In the present invention, each exhaust purification device may include a catalyst having an oxidation function. Also, a reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the catalyst provided in each of the two branch passages, and PM removal control execution for executing PM removal control for oxidizing and removing the PM collected in the exhaust purification device And a means.
この場合、PM除去制御手段は、流量制御弁を閉弁方向に制御すると共に還元剤供給手段によって触媒に還元剤を供給することでPM除去制御を実行する。つまり、流量制御弁を閉弁方向に制御することで排気浄化装置を流れる排気の流量を減少させ、さらに、触媒に還元剤を供給することで該還元剤を酸化させる。このときに発生する酸化熱によって排気浄化装置を昇温させ、PMを酸化・除去する。この場合、流量制御弁の開度および還元剤の供給量を制御することで排気浄化装置の温度を目標とする温度に制御する。 In this case, the PM removal control means executes the PM removal control by controlling the flow rate control valve in the valve closing direction and supplying the reducing agent to the catalyst by the reducing agent supply means. That is, by controlling the flow rate control valve in the valve closing direction, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust purification device is decreased, and further, the reducing agent is supplied to the catalyst to oxidize the reducing agent. The exhaust gas purification device is heated by the oxidation heat generated at this time to oxidize and remove PM. In this case, the temperature of the exhaust emission control device is controlled to a target temperature by controlling the opening degree of the flow control valve and the supply amount of the reducing agent.
ここで、本発明においては、一方の分岐通路を流れる排気の流量は、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量によって変化する。 Here, in the present invention, the flow rate of the exhaust gas flowing through one branch passage varies depending on the amount of PM trapped in the exhaust gas purification device provided in the other branch passage.
そこで、上記構成の場合、PM除去制御実行手段が、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置に捕集されたPMを酸化・除去すべくPM除去制御を実行する場合、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量に基づいて、一方の分岐通路における流量制御弁の開度および/または還元剤供給手段による還元剤供給量を制御しても良い。 Therefore, in the case of the above configuration, when the PM removal control execution means executes the PM removal control to oxidize and remove the PM collected in the exhaust gas purification device provided in one branch passage, Based on the amount of collected PM in the provided exhaust purification device, the opening degree of the flow control valve in one branch passage and / or the reducing agent supply amount by the reducing agent supply means may be controlled.
これにより、PM除去制御の対象となる排気浄化装置の温度をより精度良く目標とする温度に制御することが出来る。 As a result, the temperature of the exhaust gas purification device that is subject to PM removal control can be controlled to a target temperature with higher accuracy.
本発明においては、各排気浄化装置が吸蔵還元型NOx触媒(以下、単にNOx触媒と称する)を含んで構成されていても良い。また、二つの分岐通路のそれぞれに設けられて
おりNOx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、NOx触媒に吸蔵されたSOxを還元するSOx被毒再生制御を実行するSOx被毒再生制御実行手段と、をさらに備えても良い。
In the present invention, each exhaust purification device may include an NOx storage reduction catalyst (hereinafter simply referred to as a NOx catalyst). Further, a reducing agent supply means for supplying a reducing agent to the NOx catalyst provided in each of the two branch passages, and an SOx poisoning regeneration control for executing SOx poisoning regeneration control for reducing SOx stored in the NOx catalyst. Execution means.
この場合、SOx被毒再生制御実行手段は、流量制御弁を閉弁方向に制御すると共に前記還元剤供給手段によってNOx触媒に還元剤を供給することでSOx被毒再生制御を実行する。つまり、流量制御弁を閉弁方向に制御することでNOx触媒を流れる排気の流量を減少させ、さらに、NOx触媒に還元剤を供給することで、NOx触媒の周囲雰囲気を還元雰囲気とする。これにより、SOxを還元させる。この場合、流量制御弁の開度および還元剤の供給量を制御することで、NOx触媒の温度を目標とする温度に制御し、且つ、NOx触媒の周囲雰囲気の空燃比を目標とする空燃比に制御する。 In this case, the SOx poisoning regeneration control execution unit controls the flow rate control valve in the valve closing direction and supplies the reducing agent to the NOx catalyst by the reducing agent supply unit, thereby executing the SOx poisoning regeneration control. That is, by controlling the flow rate control valve in the valve closing direction, the flow rate of the exhaust gas flowing through the NOx catalyst is decreased, and further, the reducing agent is supplied to the NOx catalyst, whereby the ambient atmosphere of the NOx catalyst is made the reducing atmosphere. Thereby, SOx is reduced. In this case, by controlling the opening of the flow control valve and the supply amount of the reducing agent, the temperature of the NOx catalyst is controlled to a target temperature, and the air-fuel ratio in the ambient atmosphere of the NOx catalyst is set as a target. To control.
ここで、本発明においては、PM除去制御の場合と同様、一方の分岐通路を流れる排気の流量は、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量によって変化する。 Here, in the present invention, as in the case of PM removal control, the flow rate of the exhaust gas flowing through one branch passage varies depending on the amount of PM trapped in the exhaust gas purification device provided in the other branch passage.
そこで、上記構成の場合、SOx被毒再生制御実行手段が、一方の分岐通路に設けられた排気浄化装置のNOx触媒に吸蔵されたSOxを還元すべくSOx被毒再生制御を実行する場合、他方の分岐通路に設けられた排気浄化装置におけるPM捕集量に基づいて、一方の分岐通路における流量制御弁の開度および/または還元剤供給手段による還元剤供給量を制御しても良い。 Therefore, in the case of the above configuration, when the SOx poisoning regeneration control execution means executes SOx poisoning regeneration control to reduce the SOx occluded in the NOx catalyst of the exhaust purification device provided in one branch passage, Based on the amount of PM collected in the exhaust gas purification device provided in the branch passage, the opening of the flow control valve in the one branch passage and / or the reducing agent supply amount by the reducing agent supply means may be controlled.
これにより、SOx被毒再生制御の対象となるNOx触媒の温度をより精度良く目標とする温度に制御することが可能となる。また、該NOx触媒の周囲雰囲気の空燃比をより精度良く目標とする空燃比に制御することが可能となる。 Thereby, it becomes possible to control the temperature of the NOx catalyst to be subjected to SOx poisoning regeneration control to a target temperature with higher accuracy. In addition, the air-fuel ratio of the atmosphere surrounding the NOx catalyst can be controlled to the target air-fuel ratio with higher accuracy.
本発明によれば、途中で二つの分岐通路に分岐している排気通路と、二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中のPMを捕集する機能を有する排気浄化装置と、を備えた内燃機関の排気浄化システムにおいて、各排気浄化装置におけるPM捕集量をより好適に推定することが出来る。 According to the present invention, there are provided an exhaust passage that is branched into two branch passages, and an exhaust purification device that is provided in each of the two branch passages and has a function of collecting PM in the exhaust. In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine, the amount of PM trapped in each exhaust gas purification device can be estimated more suitably.
以下、本発明に係る内燃機関の排気浄化システムの具体的な実施の形態について図面に基づいて説明する。 Hereinafter, specific embodiments of an exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to the present invention will be described with reference to the drawings.
<内燃機関の吸排気系の概略構成>
ここでは、本発明を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明する。図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。
<Schematic configuration of intake and exhaust system of internal combustion engine>
Here, the case where the present invention is applied to a diesel engine for driving a vehicle will be described as an example. FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
内燃機関1は車両駆動用のディーゼル機関である。この内燃機関1には、吸気通路3および排気通路2が接続されている。吸気通路3には、エアフロメータ4が設けられている。
The internal combustion engine 1 is a diesel engine for driving a vehicle. An intake passage 3 and an
排気通路2は、途中で二つの分岐通路に分岐しており、さらに、これらの分岐通路がその下流側で集合する構成となっている。本実施例では、2つの分岐通路のうち、一方を第一分岐通路2aとし、他方を第二分岐通路2bとする。また、排気通路2における第一および第二分岐通路2a、2bの上流側集合部より上流側の部分を上流側通路2cとする。また、排気通路2における第一および第二分岐通路2a、2bの下流側集合部より下流側
の部分を下流側通路2dとする。
The
第一分岐通路2aには、排気中のPMを捕集するフィルタ6aが設けられている。また、第一分岐通路2aにおけるフィルタ6aより上流側には酸化触媒5aが設けられている。尚、酸化触媒5aは酸化機能を有する触媒であれば良く、例えば、NOx触媒であっても良い。
The
酸化触媒5aより上流側の第一分岐通路2aには排気中に還元剤として燃料を添加する燃料添加弁7aが設けられている。また、フィルタ6aより下流側の第一分岐通路2aには該第一分岐通路2aを流れる排気の流量を制御する流量制御弁8aが設けられている。
The
第一分岐通路2aにおける酸化触媒5aより下流側且つフィルタ6aより上流側には上流側排気温度センサ10aが設けられている。また、第一分岐通路2aにおけるフィルタ6aより下流側且つ流量制御弁8aより上流側には下流側排気温度センサ11aが設けられている。
An upstream
また、第二分岐通路2bにも、第一分岐通路2aと同様の配置で、フィルタ6bおよび酸化触媒5b、燃料添加弁7b、流量制御弁8b、上流側排気温度センサ10b、下流側排気温度センサ11bが設けられている。このように、本実施例においては、本発明に係る排気浄化装置が酸化触媒5a、5bおよびフィルタ6a、6bによって構成されている。
Also, the
上流側通路2cには機関側排気温度センサ12が設けられている。さらに、排気通路2には、上流側通路2cにおける第一および第二分岐通路2a、2bの上流側集合部近傍の圧力と、下流側通路2dにおける第一および第二分岐通路2a、2bの下流側集合部近傍の圧力との差を検出する差圧センサ9が設けられている。
An engine side
以上述べたように構成された内燃機関1には、この内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU)20が併設されている。このECU20は、内燃機関1の運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関1の運転状態を制御するユニットである。
The internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 20 for controlling the internal combustion engine 1. The
ECU20には、エアフロメータ4および各上流側排気温度センサ10a、10b、各下流側排気温度センサ11a、11b、機関側排気温度センサ12、差圧センサ9、さらに、内燃機関1のクランクシャフトの回転角に対応した電気信号を出力するクランクポジションセンサ13、および、内燃機関1を搭載した車両のアクセル開度に対応した電気信号を出力するアクセル開度センサ14が電気的に接続されている。そして、これらの出力信号がECU20に入力される。
The
ECU20は、クランクポジションセンサ14の検出値に基づいて内燃機関1の回転数を算出し、アクセル開度センサ15の検出値に基づいて内燃機関1の負荷を算出する。また、ECU20は、上流側排気温度センサ10a、10bそれぞれの検出値に基づいて酸化触媒5a、5bそれぞれの温度を推定する。また、ECU20は、下流側排気温度センサ11a、11bそれぞれの検出値に基づいてフィルタ6a、6bそれぞれの温度を推定する。
The
また、ECU10には、各燃料添加弁7a、7bおよび各流量制御弁8a、8bが電気的に接続されている。ECU10によってこれらが制御される。
Further, the ECU 10 is electrically connected to the
<フィルタ再生制御>
本実施例では、フィルタ6aまたは6bにおけるPM捕集量が第一規定捕集量以上とな
ったときに、該当するフィルタに捕集されたPMを酸化・除去するフィルタ再生制御が実行される。本実施例においては、このフィルタ再生制御が、本発明に係るPM除去制御に相当する。
<Filter regeneration control>
In the present embodiment, when the amount of PM trapped in the
例えば、フィルタ6aに捕集されたPMを酸化・除去する場合、流量制御弁8aを閉弁方向に制御すると共に燃料添加弁7aから燃料を添加することでフィルタ再生制御が実行される。流量制御弁8aが閉弁方向に制御されることで酸化触媒5aおよびフィルタ6aを流れる排気の流量が減少する。また、燃料添加弁7aから燃料が添加されることで酸化触媒5aに燃料が供給される。該燃料が酸化触媒5aで酸化することで発生する酸化熱によってフィルタ6aが昇温され、PMが酸化・除去される。
For example, when the PM collected by the
このとき、流量制御弁8aの開度および燃料添加弁7aによる燃料添加量を制御することでフィルタ6aの温度を目標フィルタ温度に制御する。ここで、目標フィルタ温度は、PMを酸化することが可能な温度であって且つフィルタ6aの劣化を抑制することが可能な温度である。この目標フィルタ温度は実験等によって予め定められている。
At this time, the temperature of the
フィルタ6bに捕集されたPMを酸化・除去する場合も、前記と同様、流量制御弁8bを閉弁方向に制御すると共に燃料添加弁7bから燃料を添加することでフィルタ再生制御が実行される。
Also in the case of oxidizing and removing the PM collected by the
<PM捕集量推定方法>
次に、フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量の推定方法について説明する。本実施例において、流量制御弁8a、8bは所定条件が成立したときに全閉状態に制御される。ここで、全閉状態とは、流量制御弁8a、8bの開度が可及的に小さい状態のことである。また、所定条件とは、第一または第二分岐通路2a、2bにおける排気の流量を可及的に少なくする必要があると判断出来る条件である。
<PM collection amount estimation method>
Next, a method for estimating the amount of collected PM in the
本実施例においては、内燃機関1が低負荷で運転されているときにフィルタ再生制御が実行される場合は、フィルタ再生制御の対象となるフィルタが設けられている方の分岐通路に設けられた流量制御弁が全閉状態に制御されるものとし、このときに所定条件が成立したと判断しても良い。また、本実施例では、流量制御弁8aおよび8bのうち一方が全閉状態に制御されているときは、他方は開弁状態となっている。
In the present embodiment, when the filter regeneration control is executed when the internal combustion engine 1 is operated at a low load, it is provided in the branch passage provided with the filter to be subjected to the filter regeneration control. It is assumed that the flow rate control valve is controlled to be fully closed, and at this time, it may be determined that the predetermined condition is satisfied. In the present embodiment, when one of the
そして、本実施例では、第一分岐通路2aに設けられた流量制御弁8aが全閉状態にあるときの差圧センサ9の検出値に基づいて、第二分岐通路2bに設けられたフィルタ6bにおけるPM捕集量を推定する。また、第二分岐通路2bに設けられた流量制御弁8bが全閉状態にあるときの差圧センサ9の検出値に基づいて、第一分岐通路2aに設けられたフィルタ6aにおけるPM捕集量を推定する。
In this embodiment, the
本実施例においては、第一および第二分岐通路2a、2bのうち一方の分岐通路に設けられた流量制御弁8aまたは8bが全閉状態に制御された場合、排気通路2を流れる排気のほとんどは他方の分岐通路を流れる。そのため、一方の分岐通路に設けられた流量制御弁8aまたは8bが全閉状態に制御されているときは、差圧センサ9は他方の分岐通路に設けられたフィルタ6aまたは6bの上流側と下流側との差圧を検出することになる。従って、上記のような方法で各フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量を推定することが出来る。
In the present embodiment, when the
ここで、フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量を推定するPM捕集量推定制御の制御ルーチンについて図2に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、第一分岐通路2aに設けられたフィルタ6aにおけるPM捕集量Qpmaを推定する場合の制御
ルーチンを例に挙げて説明する。本ルーチンは、ECU20に予め記憶されおり、内燃機関1の運転中、所定間隔毎に実行されるルーチンである。
Here, a control routine of PM collection amount estimation control for estimating the PM collection amount in the
本ルーチンでは、先ずS101において、ECU20は、第二分岐通路2bに設けられた流量制御弁8bが全閉状態であるか否かを判別する。このS101において、肯定判定された場合、ECU20はS102に進み、否定判定された場合、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In this routine, first, in S101, the
S102において、ECU20は、差圧センサ9の検出値ΔPfを読み込む。
In S102, the
次に、ECU20は、差圧センサ9の検出値ΔPfに基づいてフィルタ6aにおけるPM捕集量Qpmaを導出する。差圧センサ9の検出値ΔPfとPM捕集量Qpmaとの関係はマップとしてECU20に予め記憶されている。PM捕集量Qpmaを導出した後、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
Next, the
第二分岐通路2bに設けられたフィルタ6bにおけるPM捕集量を推定するための制御ルーチンも同様の制御ルーチンとなる。
A control routine for estimating the amount of PM trapped in the
<差圧センサの設置位置>
次に、本実施例に係る差圧センサ9の設置位置の変形例について図3に基づいて説明する。
<Differential pressure sensor installation position>
Next, a modified example of the installation position of the differential pressure sensor 9 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
本実施例においては、図3の(a)に示すように、第一分岐通路2aにおける酸化触媒5aより上流側の圧力と、第一分岐通路2aにおける流量制御弁8aより下流側の圧力との差を検出するような位置に差圧センサ9を設置しても良い。
In the present embodiment, as shown in FIG. 3A, the pressure upstream of the
差圧センサ9をこのような位置に設置した場合であっても、第一分岐通路2aに設けられた流量制御弁8aが全閉状態であるときは、差圧センサ9はフィルタ6bの上流側と下流側との差圧を検出することになる。また、第二分岐通路2bに設けられた流量制御弁8bが全閉状態であるときは、差圧センサ9はフィルタ6aの上流側と下流側との差圧を検出することになる。
Even when the differential pressure sensor 9 is installed at such a position, when the
同様に、第二分岐通路2bにおける酸化触媒5bより上流側の圧力と、第二分岐通路2bにおける流量制御弁8bより下流側の圧力との差を検出するような位置に差圧センサ9を設置しても良い。
Similarly, the differential pressure sensor 9 is installed at a position that detects the difference between the pressure upstream of the
また、本実施例においては、図3の(b)に示すように、上流側通路2cにおける第一および第二分岐通路2a、2bの上流側集合部近傍の圧力と、第一分岐通路2aにおける流量制御弁8aより下流側の圧力との差を検出するような位置に差圧センサ9を設置しても良い。
Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 3B, the pressure in the vicinity of the upstream gathering portion of the first and
差圧センサ9をこのような位置に設置した場合であっても、前記と同様、第一分岐通路2aに設けられた流量制御弁8aが全閉状態であるときは、差圧センサ9はフィルタ6bの上流側と下流側との差圧を検出することになる。また、第二分岐通路2bに設けられた流量制御弁8bが全閉状態であるときは、該差圧センサ9はフィルタ6aの上流側と下流側との差圧を検出することになる。
Even when the differential pressure sensor 9 is installed at such a position, as described above, when the
同様に、上流側通路2cにおける第一および第二分岐通路2a、2bの上流側集合部近傍の圧力と、第二分岐通路2bにおける流量制御弁8bより下流側の圧力との差を検出するような位置に差圧センサ9を設置しても良い。また、第一分岐通路2aにおける酸化触
媒5aより上流側の圧力と、下流側通路2dにおける第一および第二分岐通路2a、2bの下流側集合部近傍の圧力との差を検出するような位置に差圧センサ9を設置しても良い。また、第二分岐通路2bにおける酸化触媒5bより上流側の圧力と、下流側通路2dにおける第一および第二分岐通路2a、2bの下流側集合部との接続部近傍の圧力との差を検出するような位置に差圧センサ9を設置しても良い。
Similarly, the difference between the pressure in the
本実施例によれば、一つの差圧センサ9の検出値に基づいて各フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量を推定することが可能となる。また、差圧センサ9が上記の位置のうちいずれかの差圧を検出することが出来れば、各フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量を推定することが可能であるため、差圧センサ9の設置位置の自由度が比較的大きい。その結果、車両への搭載性がより向上することになる。
According to this embodiment, it is possible to estimate the amount of PM trapped in each of the
また、本実施例によれば、第一分岐通路2aに設けられているフィルタ6aのPM捕集量を推定する場合、第二分岐通路2bは流路制御弁8bによってほぼ遮断された状態となる。同様に、第二分岐通路2bに設けられているフィルタ6bのPM捕集量を推定する場合、第一分岐通路2aは流路制御弁8aによってほぼ遮断された状態となる。そのため、差圧センサ9の検出値に基づいて各フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量をより精度良く推定することが出来る。
Further, according to the present embodiment, when estimating the amount of PM trapped by the
以上のように、本実施例によれば、各フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量をより好適に推定することが出来る。
As described above, according to this embodiment, it is possible to more suitably estimate the amount of PM trapped in each of the
<変形例におけるPM捕集量推定方法>
差圧センサ9の設置位置を上述した変形例のような位置とした場合であって、上述した方法で各フィルタ6a、6bの上流側と下流側との差圧を検出する場合、第一分岐通路2aに設けられたフィルタ6aにおけるPM捕集量と第二分岐通路2bに設けられたフィルタ6bにおけるPM捕集量とが同一であっても、それぞれのフィルタ6a、6bに対する圧力の検出位置が異なるため差圧センサ9の検出値が異なった値となる。
<PM collection amount estimation method in a modified example>
In the case where the installation position of the differential pressure sensor 9 is the position as in the above-described modification, and the differential pressure between the upstream side and the downstream side of each
つまり、フィルタ6aおよび6bにおけるPM堆積量が同一である場合、流量制御弁8bが全閉状態にあるときにフィルタ6aの上流側と下流側の差圧を検出したときの差圧センサ9の検出値の方が、流量制御弁8aが全閉状態にあるときにフィルタ6bの上流側と下流側の差圧を検出したときの差圧センサ9の検出値よりも大きくなる。
That is, when the PM accumulation amounts in the
そこで、差圧センサ9の設置位置を上述した変形例のような位置とした場合、差圧センサ9の検出値とフィルタ6aにおけるPM捕集量との関係を示すマップと、差圧センサ9の検出値とフィルタ6bにおけるPM捕集量との関係を示すマップとを別々にECU20に記憶させておく。
Therefore, when the installation position of the differential pressure sensor 9 is the position as in the above-described modification, a map showing the relationship between the detected value of the differential pressure sensor 9 and the amount of PM trapped in the
これらのマップにおいては、フィルタ6aにおけるPM捕集量を推定するときの差圧センサ9の検出値と、フィルタ6bにおけるPM捕集量を推定するときの差圧センサ9の検出値とが同様の値である場合は、フィルタ6bにおけるPM捕集量の方がフィルタ6aにおけるPM捕集量よりも多くなっている。
In these maps, the detection value of the differential pressure sensor 9 when estimating the amount of PM trapped in the
このような二つのマップからフィルタ6aにおけるPM捕集量とフィルタ6bにおけるPM捕集量とをそれぞれ導出することにより、各フィルタ6a、6bにおけるPM捕集量をより精度よく推定することが出来る。
By deriving the PM trapping amount in the
尚、本実施例においては、通常、各フィルタ6a、6bにほぼ同等にPMが捕集されることなる。そして、PM捕集量が第一捕集量以上となると該当するフィルタに対してフィ
ルタ再生制御が実行されPMが酸化・除去される。
In the present embodiment, normally, PM is collected almost equally in each of the
従って、第一および第二分岐通路2a、2bにおいてフィルタ5a、5bおよび流量制御弁8a、8b等が正常な状態であれば、各フィルタ5a、5bに対して交互にフィルタ再生制御が実行されることになる。
Therefore, if the
そこで、本実施例では、フィルタ6aおよび6bのうちいずれか一方におけるPM捕集量のみが連続して第一捕集量以上と推定された場合、つまり、いずれか一方のフィルタに対してのみ連続してフィルタ再生制御が実行された場合、該当するフィルタが設けられた分岐通路に異常が発生したと判断する。
Therefore, in the present embodiment, when only the PM collection amount in one of the
ここでの異常としては、流量制御弁8a、8bの固着や、フィルタ再生制御を実行しても酸化・除去することが出来ないPMがフィルタ6a、6bに堆積した状態となったこと等を例示することが出来る。
Examples of abnormalities here include sticking of the
また、本実施例においては、酸化触媒5a、5bをモノリス型の触媒とした場合、該酸化触媒の前端面にもPMが捕集されることになる。このような場合、本実施例に係る各フィルタ6a、6bでのPM捕集量の推定方法と同様の方法で、各酸化触媒5a、5bおよびフィルタ6a、6bにおけるPM捕集量を推定することが出来る。また、この酸化触媒5a、5bに代えて、モノリス型のNOx触媒を設置した場合も同様である。
In this embodiment, when the
また、各分岐通路2a、2bそれぞれに、酸化触媒やNOx触媒が担持されたフィルタのみを設けた場合、モノリス型の酸化触媒もしくはNOx触媒のみを設けた場合等においても、本実施例に係る各フィルタ6a、6bでのPM捕集量の推定方法と同様の方法よって、各フィルタもしくは触媒におけるPM捕集量を推定することが出来る。
In addition, when each of the
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様であるためその説明を省略する。また、本実施例においては、実施例1と同様のフィルタ再生制御が実行される。 Since the schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment, the description thereof is omitted. In this embodiment, the same filter regeneration control as that in the first embodiment is executed.
<流量制御弁の開度および燃料添加弁による燃料添加量の制御>
上述したように、フィルタ再生制御実行時においては、流量制御弁8a、8bの開度および燃料添加弁7a、7bによる燃料添加量を制御することでフィルタ6a、6bの温度を目標フィルタ温度に制御する。
<Control of fuel addition amount by flow control valve opening and fuel addition valve>
As described above, when the filter regeneration control is executed, the temperature of the
ここで、第一分岐通路2aを流れる排気の流量は、第二分岐通路2bに設けられたフィルタ6bにおけるPM捕集量によって変化する。また、第二分岐通路2bを流れる排気の流量は、第一分岐通路2aに設けられたフィルタ6aにおけるPM捕集量によって変化する。
Here, the flow rate of the exhaust gas flowing through the
そこで、本実施例においては、フィルタ6aに捕集されたPMを酸化・除去する場合、フィルタ6bにおけるPM捕集量に基づいて流量制御弁8aの開度を制御する。つまり、フィルタ6bにおけるPM捕集量が多いほど流量制御弁8aの開度をより小さくする。同様に、フィルタ6bに捕集されたPMを酸化・除去する場合、フィルタ6aにおけるPM捕集量に基づいて流量制御弁8bの開度を制御する。
Therefore, in the present embodiment, when the PM collected by the
<フィルタ再生制御の制御ルーチン>
ここで、本実施例に係るフィルタ再生制御の制御ルーチンについて図4に示すフローチャートに基づいて説明する。尚、ここでは、フィルタ6aに捕集されたPMを酸化・除去
する場合を例に挙げて説明する。本ルーチンは、ECU20に予め記憶されおり、内燃機関1の運転中、所定間隔毎に実行されるルーチンである。
<Control routine for filter regeneration control>
Here, the control routine of the filter regeneration control according to the present embodiment will be described based on the flowchart shown in FIG. Here, a case where PM collected by the
本ルーチンでは、ECU20は、先ずS201において、フィルタ6aにおけるPM捕集量Qpmaが第一捕集量Qpm1以上であるか否かを判別する。このS201において、肯定判定された場合、ECU20はS202に進み、否定判定された場合、ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In this routine, first, in S201, the
S202において、ECU20は、内燃機関1の回転数および負荷、吸入空気量、機関側排気温度センサ12によって検出される排気温度等に基づいて、流量制御弁8aの基準目標開度Rvbaseおよび燃料添加弁7aからの燃料添加量Qaddを算出する。
In S202, the
次に、ECU20は、S203に進み、フィルタ6bにおけるPM捕集量Qpmbに基づいて、流量制御弁8aの開度を補正する補正係数cを算出する。PM捕集量Qpmbと補正係数cとの関係はマップとしてECU20に予め記憶されている。このマップにおいては、PM捕集量Qpmbが多いほど補正係数cが小さい値となっている。
Next, the
次に、ECU20は、S204に進み、基準目標開度Rvbaseに補正係数cを乗算することで流量制御弁8aの目標開度Rvを算出する。
Next, the
次に、ECU20は、S205に進み、流量制御弁8aを閉弁方向に制御することでその開度を目標開度Rvに制御すると共に、燃料添加弁7aからの燃料添加を実行する。即ち、フィルタ再生制御を実行する。これにより、フィルタ6aの温度が目標フィルタ温度にまで上昇し、PMが酸化・除去される。
Next, the
次に、ECU20は、S206に進み、フィルタ6aにおけるPM捕集量Qpmaが第二捕集量Qpm2以下にまで減少したか否かを判別する。ここで、第二捕集量Qpm2とは、第一捕集量Qpm1より少ない量であって、PM捕集量が再度第一捕集量Qpm1となるまでにはある程度時間がかかると判断出来る閾値となる量である。この第二捕集量Qpm2も実験等によって予め定められた量である。このS206において肯定判定された場合、ECU20はS207に進み、否定判定された場合、ECU20はS202に戻る。
Next, the
S207において、ECU20は、フィルタ再生制御の実行を停止する。即ち、流量制御弁8aを開弁方向に制御すると共に、燃料添加弁7aからの燃料添加を停止する。その後、ECU20は本ルーチンの実行を一旦終了する。
In S207, the
第二分岐通路2bに設けられたフィルタ6bに捕集されたPMを酸化・除去する場合のフィルタ再生制御の制御ルーチンも上述した制御ルーチンと同様である。
The control routine of the filter regeneration control when oxidizing and removing the PM collected by the
以上説明したように、本実施例によれば、フィルタ再生制御の実行時において、それぞれの酸化触媒5a、5bおよびフィルタ6a、6bを流れる排気の流量に基づいて流量制御弁8a、8bの開度が制御される。そのため、フィルタ再生制御の対象となるフィルタ6a、6bの温度をより精度良く目標フィルタ温度に制御することが出来る。
As described above, according to the present embodiment, when the filter regeneration control is executed, the openings of the
尚、本実施例においては、フィルタ6aに捕集されたPMを酸化・除去する場合、燃料添加弁8aによる燃料添加量をフィルタ6bにおけるPM捕集量Qpmbに基づいて補正しても良い。同様に、フィルタ6bに捕集されたPMを酸化・除去する場合、燃料添加弁8bによる燃料添加量をフィルタ6aにおけるPM捕集量Qpmaに基づいて補正しても良い。
In this embodiment, when the PM collected by the
このような制御によっても、フィルタ再生制御の対象となるフィルタ6a、6bの温度をより精度良く目標フィルタ温度に制御することが出来る。
Also by such control, the temperature of the
<変形例>
ここで、本実施例の変形例について説明する、この変形例では、酸化触媒5aの代わりにNOx触媒5a´が設けられており、酸化触媒5bの代わりにNOx触媒5b´が設けられている。このNOx触媒5a´、5b´は、周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中のNOxを吸蔵し、周囲雰囲気が還元雰囲気のときに吸蔵していたNOxを還元する触媒である。これ以外の構成は前記と同様である。
<Modification>
Here, a modified example of the present embodiment will be described. In this modified example, a
このような構成の場合、NOx触媒5a´、5b´に吸蔵されたSOxを還元すべくSOx被毒再生制御が実行される。このSOx被毒再生制御は、フィルタ再生制御と同様、流量制御弁8a、8bを閉弁方向に制御すると共に燃料添加弁7a、7bから燃料を添加することで行われる。
In the case of such a configuration, SOx poisoning regeneration control is executed to reduce the SOx stored in the
そして、流量制御弁8a、8bの開度および燃料添加弁7a、7bによる燃料添加量を制御することで、NOx触媒5a´、5b´の温度を目標触媒温度に制御し、且つ、NOx触媒5a´、5b´の周囲雰囲気の空燃比を目標空燃比に制御する。
Then, the temperature of the
そこで、この変形例に係るSOx被毒再生制御では、フィルタ再生制御実行時と同様、第一分岐通路2aに設けられたNOx触媒5a´に吸蔵されたSOxを還元する場合、フィルタ6bにおけるPM捕集量に基づいて流量制御弁8aの開度を制御する。つまり、フィルタ6bにおけるPM捕集量が多いほど流量制御弁8aの開度をより小さくする。同様に、第二分岐通路2bに設けられたNOx触媒5b´に吸蔵されたSOxを還元する場合、フィルタ6aにおけるPM捕集量に基づいて流量制御弁8bの開度を制御する。
Therefore, in the SOx poisoning regeneration control according to this modified example, when SOx occluded in the
これにより、SOx被毒再生制御の対象となるNOx触媒5a´、5b´の温度をより精度良く目標触媒温度に制御することが出来る。また、SOx被毒再生制御の対象となるNOx触媒5a´、5b´の周囲雰囲気の空燃比をより精度良く目標空燃比に制御することが出来る。
As a result, the temperatures of the
また、この変形例においては、フィルタ再生制御実行時と同様、NOx触媒5a´に吸蔵されたSOxを還元する場合、燃料添加弁8aによる燃料添加量をフィルタ6bにおけるPM捕集量Qpmbに基づいて補正しても良い。同様に、NOx触媒5b´に吸蔵されたSOxを還元する場合、燃料添加弁8bによる燃料添加量をフィルタ6aにおけるPM捕集量Qpmaに基づいて補正しても良い。
Further, in this modified example, when SOx stored in the
このような制御によっても、SOx被毒再生制御の対象となるNOx触媒5a´、5b´の温度をより精度良く目標触媒温度に制御することが出来る。また、SOx被毒再生制御の対象となるNOx触媒5a´、5b´の周囲雰囲気の空燃比をより精度良く目標空燃比に制御することが出来る。
Also by such control, the temperature of the
1・・・内燃機関
2・・・排気通路
2a・・第一分岐通路
2b・・第二分岐通路
2c・・上流側通路
2d・・下流側通路
3・・・吸気通路
4・・・エアフロメータ
5a・・酸化触媒
5b・・酸化触媒
5a´・・NOx触媒
5b´・・NOx触媒
6a・・フィルタ
6b・・フィルタ
7a・・燃料添加弁
7b・・燃料添加弁
8a・・流量制御弁
8b・・流量制御弁
9・・・差圧センサ
20・・ECU
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (5)
前記二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気中の粒子状物質を捕集する機能を有する排気浄化装置と、
前記二つの分岐通路のそれぞれに設けられており排気の流量を制御する流量制御弁と、
所定条件が成立したときに流量制御弁を全閉状態に制御する全閉手段と、
前記排気通路における前記二つの分岐通路の上流側集合部近傍もしくは前記二つの分岐通路のいずれかにおける前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも上流側の圧力と、前記排気通路における前記二つの分岐通路の下流側集合部近傍もしくは前記二つの分岐通路のいずれかにおける前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出する差圧センサと、
前記各排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定する捕集量推定手段と、を備え、
前記捕集量推定手段は、前記二つの分岐通路のうち一方の分岐通路に設けられた前記流量制御弁が前記全閉手段によって全閉状態に制御されているときの前記差圧センサの検出値に基づいて、他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定することを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 An exhaust passage branched into two branch passages on the way, and the two branch passages gathered downstream thereof;
An exhaust purification device provided in each of the two branch passages and having a function of collecting particulate matter in the exhaust;
A flow rate control valve that is provided in each of the two branch passages and controls the flow rate of the exhaust;
A fully closing means for controlling the flow control valve to a fully closed state when a predetermined condition is satisfied;
A pressure upstream of the exhaust purification device and the flow control valve in the vicinity of the upstream side of the two branch passages in the exhaust passage or in the two branch passages; and the two branches in the exhaust passage. A differential pressure sensor that detects a difference between the pressure on the downstream side of the exhaust purification device and the flow rate control valve in the vicinity of the downstream collecting portion of the passage or in either of the two branch passages;
A collection amount estimating means for estimating the collection amount of particulate matter in each exhaust purification device,
The collected amount estimating means is a detection value of the differential pressure sensor when the flow control valve provided in one of the two branch passages is controlled to a fully closed state by the fully closing means. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine is characterized in that the trapped amount of particulate matter in the exhaust gas purification device provided in the other branch passage is estimated based on the above.
前記一方の分岐通路における前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも上流側の圧力と、前記一方の分岐通路における前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出するものであるか、
もしくは、前記排気通路における前記二つの分岐通路の上流側集合部近傍の圧力と、前記一方の分岐通路における前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも下流側の圧力との差を検出するものであるか、
もしくは、前記一方の分岐通路における前記排気浄化装置及び前記流量制御弁よりも上流側の圧力と、前記排気通路における前記二つの分岐通路の下流側集合部近傍の圧力との差を検出するものであり、
前記捕集量推定手段が、前記一方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定するときの前記差圧センサの検出値と、前記他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量を推定するときの前記差圧センサの検出値とが同様の値である場合は、前記他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量の方が前記一方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量よりも多いと推定することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化システム。 The differential pressure sensor is
A difference between the pressure upstream of the exhaust purification device and the flow control valve in the one branch passage and the pressure downstream of the exhaust purification device and the flow control valve in the one branch passage is detected. Or
Alternatively, it detects a difference between the pressure in the vicinity of the upstream collecting portion of the two branch passages in the exhaust passage and the pressure downstream of the exhaust purification device and the flow rate control valve in the one branch passage. Is there
Alternatively, it detects a difference between the pressure upstream of the exhaust purification device and the flow rate control valve in the one branch passage and the pressure in the vicinity of the downstream collecting portion of the two branch passages in the exhaust passage. Yes,
The collected amount estimating means is provided in the detected value of the differential pressure sensor when estimating the collected amount of particulate matter in the exhaust gas purification device provided in the one branch passage, and provided in the other branch passage. When the detected value of the differential pressure sensor when estimating the trapped amount of particulate matter in the exhaust purification device is the same value, the exhaust purification device provided in the other branch passage 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the amount of collected particulate matter is estimated to be greater than the amount of collected particulate matter in the exhaust gas purification device provided in the one branch passage. Exhaust purification system.
前記一方もしくは他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置に対してのみPM除去制御が連続して実行された場合、該当する分岐通路に異常が発生したと判断することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の排気浄化システム。 PM that oxidizes and removes the particulate matter collected by the exhaust purification device when the collected amount of the particulate matter in the exhaust purification device estimated by the collection amount estimation means is equal to or greater than a predetermined collection amount. PM removal control execution means for executing removal control is further provided,
2. When PM removal control is continuously executed only for the exhaust purification device provided in the one or the other branch passage, it is determined that an abnormality has occurred in the corresponding branch passage. 3. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to 1 or 2.
前記二つの分岐通路のそれぞれに設けられており前記触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記流量制御弁を閉弁方向に制御すると共に前記還元剤供給手段によって前記触媒に還元剤を供給することで、前記排気浄化装置に捕集された粒子状物質を酸化・除去するPM
除去制御を実行するPM除去制御実行手段と、をさらに備え、
前記PM除去制御実行手段が、前記一方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置に捕集された粒子状物質を酸化・除去すべく前記PM除去制御を実行する場合、前記他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量に基づいて、前記一方の分岐通路における前記流量制御弁の開度および/または前記還元剤供給手段による還元剤供給量を制御することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の排気浄化システム。 Each of the exhaust purification devices includes a catalyst having an oxidation function,
A reducing agent supply means provided in each of the two branch passages for supplying a reducing agent to the catalyst;
PM that controls the flow rate control valve in the valve closing direction and supplies the reducing agent to the catalyst by the reducing agent supply means, thereby oxidizing and removing the particulate matter collected in the exhaust purification device
PM removal control execution means for executing the removal control,
When the PM removal control execution means executes the PM removal control to oxidize and remove the particulate matter collected by the exhaust gas purification device provided in the one branch passage, the PM removal control execution means Controlling the opening of the flow control valve and / or the reducing agent supply amount by the reducing agent supply means in the one branch passage based on the amount of particulate matter collected in the provided exhaust purification device. 3. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the exhaust gas purification system is an internal combustion engine.
前記二つの分岐通路のそれぞれに設けられており前記吸蔵還元型NOx触媒に還元剤を供給する還元剤供給手段と、
前記流量制御弁を閉弁方向に制御すると共に前記還元剤供給手段によって前記吸蔵還元型NOx触媒に還元剤を供給することで、該吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたSOxを還元するSOx被毒再生制御を実行するSOx被毒再生制御実行手段と、をさらに備え、
前記SOx被毒再生制御実行手段が、前記一方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置の前記吸蔵還元型NOx触媒に吸蔵されたSOxを還元すべく前記SOx被毒再生制御を実行する場合、前記他方の分岐通路に設けられた前記排気浄化装置における粒子状物質の捕集量に基づいて、前記一方の分岐通路における前記流量制御弁の開度および/または前記還元剤供給手段による還元剤供給量を制御することを特徴とする請求項1または2記載の内燃機関の排気浄化システム。 Each of the exhaust purification devices includes an NOx storage reduction catalyst,
Reducing agent supply means provided in each of the two branch passages for supplying a reducing agent to the NOx storage reduction catalyst;
SOx poisoning that controls the flow control valve in the valve closing direction and reduces the SOx stored in the NOx storage reduction catalyst by supplying the reducing agent to the NOx storage reduction catalyst by the reducing agent supply means. SOx poisoning regeneration control execution means for executing regeneration control,
When the SOx poisoning regeneration control execution means executes the SOx poisoning regeneration control to reduce SOx stored in the NOx storage reduction catalyst of the exhaust purification device provided in the one branch passage, Based on the trapped amount of particulate matter in the exhaust purification device provided in the other branch passage, the opening of the flow control valve in the one branch passage and / or the reducing agent supply by the reducing agent supply means The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein the amount is controlled.
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