JP4730336B2 - Exhaust gas recirculation control device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は内燃機関の排気再循環制御装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas recirculation control device for an internal combustion engine.
機関排気通路例えば排気ターボチャージャのタービンの出口と機関吸気通路例えば排気ターボチャージャのコンプレッサの入口とを排気再循環(以下、EGRとも称する。)通路により互いに連結すると共に排気再循環通路内に排気再循環制御弁を配置した内燃機関が公知である(特許文献1の図4等参照)。この場合、吸気通路に供給される排気再循環ガス量が目標となる量に一致するように排気再循環制御弁の開度を制御することができる。 An engine exhaust passage such as an exhaust turbocharger turbine outlet and an engine intake passage such as an exhaust turbocharger compressor inlet are connected to each other by an exhaust recirculation (hereinafter also referred to as EGR) passage, and the exhaust gas is recirculated into the exhaust recirculation passage. An internal combustion engine in which a circulation control valve is arranged is known (see FIG. 4 in Patent Document 1). In this case, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve can be controlled such that the exhaust gas recirculation gas amount supplied to the intake passage matches the target amount.
一方、例えば酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のNOxを還元するのに適した触媒を排気通路内に配置すると共に尿素供給弁を触媒上流の排気通路内に配置し、尿素供給弁から尿素水溶液を触媒に供給して排気ガス中のNOxを還元するようにした排気浄化装置も公知である。ここで、この排気浄化装置を上述の内燃機関に適用した場合を考えると、例えばタービン出口下流の排気通路内に尿素供給弁及び触媒が配置することができる。 On the other hand, for example, a catalyst suitable for reducing NOx in the exhaust gas with ammonia under an excess of oxygen is disposed in the exhaust passage, and a urea supply valve is disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst. An exhaust purification device that supplies an aqueous urea solution to a catalyst to reduce NOx in the exhaust gas is also known. Here, considering the case where this exhaust gas purification device is applied to the internal combustion engine described above, for example, a urea supply valve and a catalyst can be arranged in the exhaust passage downstream of the turbine outlet.
しかしながら、尿素水溶液が供給されるときの触媒の温度は通常、尿素水溶液の沸点よりもかなり高くなっており、したがってこのとき尿素水溶液が触媒に供給されると尿素水溶液が一気に蒸発し、その結果触媒周りの排気通路内の圧力、例えば排気再循環通路の流入端周りの圧力が大幅に上昇するおそれがある。この場合、排気再循環通路の流入端と流出端間の圧力差が大幅に増大し、斯くして排気再循環ガス量が目標となる量よりも多くなるおそれがあるという問題点がある。この問題点は触媒に軽油などの炭化水素が供給されるときにも同じように生じうる。 However, the temperature of the catalyst when the urea aqueous solution is supplied is usually considerably higher than the boiling point of the urea aqueous solution. Therefore, when the urea aqueous solution is supplied to the catalyst at this time, the urea aqueous solution evaporates all at once, and as a result, the catalyst The pressure in the surrounding exhaust passage, for example, the pressure around the inflow end of the exhaust recirculation passage, may increase significantly. In this case, there is a problem that the pressure difference between the inflow end and the outflow end of the exhaust gas recirculation passage is greatly increased, and thus the exhaust gas recirculation gas amount may be larger than the target amount. This problem can also occur when a hydrocarbon such as light oil is supplied to the catalyst.
前記課題を解決するために本発明によれば、機関排気通路と機関吸気通路とを排気再循環通路により互いに連結すると共に該排気再循環通路内に排気再循環制御弁を配置した内燃機関の排気再循環制御装置において、排気通路内に触媒が配置されると共に該触媒上流の排気通路内に供給制御弁が配置されて該供給制御弁から液体が該触媒上流の排気通路内に供給されるようになっており、供給制御弁から液体が供給されるときには液体が供給されないときに比べて排気再循環制御弁の開度を減少補正するようにしている。 In order to solve the above problems, according to the present invention, an exhaust gas of an internal combustion engine in which an engine exhaust passage and an engine intake passage are connected to each other by an exhaust gas recirculation passage and an exhaust gas recirculation control valve is disposed in the exhaust gas recirculation passage. In the recirculation control device, a catalyst is disposed in the exhaust passage and a supply control valve is disposed in the exhaust passage upstream of the catalyst so that liquid is supplied from the supply control valve into the exhaust passage upstream of the catalyst. Thus, when the liquid is supplied from the supply control valve, the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve is corrected to decrease compared to when the liquid is not supplied.
排気再循環ガス量を目標量に維持することができる。 The exhaust gas recirculation amount can be maintained at the target amount.
図1は本発明を圧縮着火式内燃機関に適用した場合を示している。なお、本発明はガソリン機関にも適用することができる。 FIG. 1 shows a case where the present invention is applied to a compression ignition type internal combustion engine. The present invention can also be applied to a gasoline engine.
図1を参照すると、1は機関本体、2は各気筒の燃焼室、3は各燃焼室2内にそれぞれ燃料を噴射するための電磁制御式燃料噴射弁、4は吸気マニホルド、5は排気マニホルドをそれぞれ示す。吸気マニホルド4は吸気ダクト6を介して排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口に連結され、コンプレッサ7aの入口は吸気導入管8を介してエアフローメータ9及びエアクリーナ10に順次連結される。吸気ダクト6内及び吸気導入管8内には電気制御式スロットル弁11d,11uがそれぞれ配置され、更に吸気ダクト6周りには吸気ダクト6内を流れる吸入空気を冷却するための冷却装置12が配置される。一方、排気マニホルド5は排気ターボチャージャ7の排気タービン7bの入口に連結され、排気タービン7bの出口は排気後処理装置20に連結される。
Referring to FIG. 1, 1 is an engine body, 2 is a combustion chamber of each cylinder, 3 is an electromagnetically controlled fuel injection valve for injecting fuel into each
各燃料噴射弁3は燃料供給管13を介してコモンレール14に連結され、このコモンレール14は電気制御式の吐出量可変な燃料ポンプ15を介して燃料タンク16に連結される。燃料タンク16内の燃料は燃料ポンプ15によってコモンレール14内に供給され、コモンレール14内に供給された燃料は各燃料供給管13を介して燃料噴射弁3に供給される。なお、コモンレール14にはコモンレール14内の燃料圧を検出する燃料圧センサ(図示しない)が取り付けられており、燃料圧センサからの信号に基づきコモンレール14内の燃料圧が目標圧に一致するように燃料ポンプ15の燃料吐出量が制御される。
Each
排気後処理装置20は排気タービン7bの出口に連結された排気管21を具備し、この排気管21の出口は上流側触媒コンバータ22の入口に連結される。上流側触媒コンバータ22の出口は排気管23を介して下流側触媒コンバータ24の入口に連結され、下流側触媒コンバータ24の出口には排気管25が連結される。上流側触媒コンバータ22内には上流側から順に酸化機能を有する触媒26a及び排気ガス中の微粒子を捕集するためのパティキュレートフィルタ26bが配置され、下流側触媒コンバータ24内にはアンモニアにより排気ガス中のNOxを還元するのに適したNOx選択還元触媒27が配置される。本発明による実施例では、NOx選択還元触媒27は酸素過剰のもとでアンモニアにより排気ガス中のNOxを還元するのに適した触媒から構成される。NOx選択還元触媒27にはNOx選択還元触媒27の温度を検出する温度センサ28が取り付けられる。また、排気管23内には電気制御式排気絞り弁29が配置され、排気絞り弁29下流の排気管23内には電磁制御式供給制御弁30が配置される。一方、アンモニアを発生するアンモニア発生化合物を含む液体がタンク31内に貯えられており、タンク31内に貯えられているアンモニア発生化合物を含む液体は供給ポンプ32を介して供給制御弁30に供給され、供給制御弁30により排気管23内に供給される。なお、この場合、アンモニア発生化合物を含む液体は供給制御弁30から連続パルスの形で供給される。
The
図1に示されるように、排気ターボチャージャ7のタービン7bの入口上流の排気マニホルド5と、排気ターボチャージャ7のコンプレッサ7aの出口下流の吸気マニホルド4とは高圧EGR通路40を介して互いに連結され、高圧EGR通路40内には電気制御式高圧EGR制御弁41が配置される。また、タービン7bの出口下流の排気管23と、コンプレッサ7aの入口上流の吸気導入管8とは低圧EGR通路42を介して互いに連結され、低圧EGR通路42内には電気制御式低圧EGR制御弁43が配置される。この場合、低圧EGR通路42の流入端44は排気絞り弁29下流でかつ供給制御弁30上流の排気管23に接続され、低圧EGR通路42の流出端45はスロットル弁11u下流の吸気導入管8に接続される。さらに、低圧EGR通路42周りには低圧EGR通路42内を流れるEGRガスを冷却するための冷却装置46が配置される。図1に示される実施例では機関冷却水が冷却装置46内に導かれ、機関冷却水によってEGRガスが冷却される。
As shown in FIG. 1, the
電子制御ユニット50はデジタルコンピュータからなり、双方向性バス51によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)52、RAM(ランダムアクセスメモリ)53、CPU(マイクロプロセッサ)54、入力ポート55及び出力ポート56を具備する。エアフローメータ9は吸入空気量に比例した出力電圧を発生し、温度センサ28はNOx選択還元触媒27の温度Tcに比例した出力電圧を発生し、これらの出力電圧はそれぞれ対応するAD変換器57を介して入力ポート55に入力される。また、アクセルペダル59にはアクセルペダル59の踏み込み量に比例した出力電圧を発生する負荷センサ60が接続され、負荷センサ60の出力電圧は対応するAD変換器57を介して入力ポート55に入力される。さらに、入力ポート55にはクランクシャフトが例えば30°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ61が接続される。一方、出力ポート56は対応する駆動回路58を介して燃料噴射弁3、スロットル弁11uの駆動装置、スロットル弁11dの駆動装置、燃料ポンプ15、排気絞り弁29の駆動装置、供給制御弁30、供給ポンプ32、高圧EGR制御弁41、及び低圧EGR制御弁43に接続される。
The
図1に示される内燃機関では、EGRガスを機関に高圧EGR通路40を介して供給することもできるし、低圧EGR通路42を介して供給することもできる。本発明による実施例では、例えば機関負荷率KL及び機関回転数Neにより定まる機関運転状態に応じてEGRガスを供給するEGR通路を選択的に切り換えるようにしている。ここで、機関負荷率KLは全負荷に対する機関負荷の割合をいう。
In the internal combustion engine shown in FIG. 1, EGR gas can be supplied to the engine via the high
すなわち、図2に示されるように機関負荷率KLが予め定められた第1の設定負荷率KLXよりも低くしたがって機関運転状態が領域I内にあるときには、高圧EGR通路40のみを介してEGRガスが供給される。このようにすると、良好な応答性を確保することができ、機関に供給されるEGRガスの量を精密に制御することができる。これに対し、機関負荷率KLが第1の設定負荷率KLXよりも高くかつあらかじめ定められた第2の設定負荷率KLYよりも低くしたがって機関運転状態が領域II内にあるときには、低圧EGR通路42のみを介してEGRガスが供給される。このようにすると、機関負荷率KLが高いときにもEGRガスを確実に機関に供給することが可能になる。さらに、機関負荷率KLが第2の設定負荷率KLYよりも高くしたがって機関運転状態が領域III内にあるときには、EGRガスの供給が禁止される。
That is, as shown in FIG. 2, when the engine load factor KL is lower than the predetermined first set load factor KLX, and therefore the engine operating state is in the region I, the EGR gas is transmitted only through the high-
具体的に説明すると、機関運転状態が領域I内にあるときには、低圧EGR制御弁43が閉弁され高圧EGR制御弁41が開弁され、機関運転状態領域II内にあるときには高圧EGR制御弁41が閉弁され低圧EGR制御弁43が開弁され、機関運転状態が領域III内にあるときには高圧EGR制御弁41及び低圧EGR制御弁43が閉弁される。
More specifically, when the engine operating state is within the region I, the low pressure
機関運転状態が領域I内にあるときの高圧EGR制御弁41の開度DHは実際のEGR率(=EGRガス量/筒内ガス量)を目標EGR率に一致させるのに必要な開度に制御される。この高圧EGR制御弁41の開度DHは機関負荷率KL及び機関回転数Neの関数として図3に示されるマップの形で予めROM52内に記憶されている。
The opening degree DH of the high pressure
一方、機関運転状態が領域II内にあるときの低圧EGR制御弁43の開度DLは次式に基づいて算出される。
On the other hand, the opening degree DL of the low pressure
DL=DL0・k
ここで、DL0は基本開度、kは補正係数をそれぞれ表している。
DL = DL0 · k
Here, DL0 represents a basic opening, and k represents a correction coefficient.
基本開度DL0は供給制御弁30から尿素水溶液が供給されないときに実際のEGR率を目標EGR率に一致させるのに必要な開度であって、機関負荷率KL及び機関回転数Neの関数として図4に示されるマップの形で予めROM52内に記憶されている。
The basic opening DL0 is an opening required to make the actual EGR rate coincide with the target EGR rate when the urea aqueous solution is not supplied from the
一方、補正係数k(0<k≦1.0)は供給制御弁30からアンモニア発生化合物を含む液体が供給されたときに基本開度DL0を減少補正するためのものであり、補正する必要がないときには1.0に保持される。
On the other hand, the correction coefficient k (0 <k ≦ 1.0) is for correcting the decrease in the basic opening degree DL0 when the liquid containing the ammonia generating compound is supplied from the
なお、図3及び図4において黒丸で示される各格子点は開度DH,DL0がそれぞれ設定されている点を表しており、格子点間については補間によって開度DH,DL0がそれぞれ算出される。また、開度DH,DL0を、機関に実際に供給されるEGRガス量を目標量に一致させるのに必要な開度に設定するようにしてもよい。 In addition, each grid point shown by the black circle in FIG.3 and FIG.4 represents the point in which opening degree DH and DL0 are each set, and opening degree DH and DL0 are each calculated by interpolation between grid points. . Further, the opening degrees DH and DL0 may be set to the opening degrees necessary for making the EGR gas amount actually supplied to the engine coincide with the target amount.
前述したように、NOx選択還元触媒27上流の排気管23内にはアンモニア発生化合物を含む液体が供給される。アンモニアを発生しうるアンモニア発生化合物については種々の化合物が存在し、したがってアンモニア発生化合物として種々の化合物を用いることができる。本発明による実施例ではアンモニア発生化合物として尿素を用いており、アンモニア発生化合物を含む液体として尿素水溶液を用いている。したがって以下、NOx選択還元触媒27上流の排気管23内に尿素水溶液を供給する場合を例にとって本発明を説明する。
As described above, the liquid containing the ammonia generating compound is supplied into the
一方、図1に示す実施例ではこのNOx選択還元触媒27としてチタニアを担体とし、この担体上に酸化バナジウムを担持した触媒V2O5/TiO2(以下、バナジウム・チタニア触媒という。)、又はゼオライトを担体とし、この担体上に銅を担持した触媒Cu/ZSM5(以下、銅ゼオライト触媒という。)が用いられている。
On the other hand, in the embodiment shown in FIG. 1, a catalyst V 2 O 5 / TiO 2 (hereinafter referred to as a vanadium / titania catalyst) in which titania is used as the NOx
過剰酸素を含んでいる排気ガス中に尿素水溶液を供給すると排気ガス中に含まれるNOはNOx選択還元触媒27上において尿素CO(NH2)2から発生するアンモニアNH3により還元される(例えば2NH3+2NO+1/2O2→2N2+3H2O)。 When urea aqueous solution is supplied to exhaust gas containing excess oxygen, NO contained in the exhaust gas is reduced by ammonia NH 3 generated from urea CO (NH 2 ) 2 on the NOx selective reduction catalyst 27 (for example, 2NH 3 + 2NO + 1 / 2O 2 → 2N 2 + 3H 2 O).
すなわち、供給された尿素水溶液中の尿素はまずNOx選択還元触媒27上に付着する。このときNOx選択還元触媒27の温度が例えばほぼ350℃以上のように高ければ尿素が一気に熱分解してアンモニアが発生される。
That is, urea in the supplied aqueous urea solution first adheres to the NOx
一方、NOx選択還元触媒27の温度がほぼ132℃からほぼ350℃までのときには尿素がNOx選択還元触媒27内にいったん貯蔵され、次いでNOx選択還元触媒27内に貯蔵されている尿素からアンモニアが少しずつ発生され放出される。この場合のアンモニア発生はNOx選択還元触媒27上において尿素が形態変化するためであると考えられている。すなわち、尿素はほぼ132℃においてビウレットに変化し、ビウレットはほぼ190℃においてシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はほぼ360℃においてシアン酸又はイソシアン酸に変化する。あるいは、NOx選択還元触媒27内に貯蔵されてからの経過時間が長くなるにつれて尿素はビウレットに変化し、ビウレットはシアヌル酸に変化し、シアヌル酸はシアン酸又はイソシアン酸に変化する。このような形態変化の過程で少しずつアンモニアが発生するものと考えられている。
On the other hand, when the temperature of the NOx
NOx選択還元触媒27の温度が尿素の熱分解温度であるほぼ132℃以下のときにNOx選択還元触媒27に尿素水溶液を供給すると尿素水溶液中の尿素はNOx選択還元触媒27内に貯蔵され、このとき貯蔵された尿素からはアンモニアはほとんど発生しない。
When the urea aqueous solution is supplied to the NOx
本発明による実施例では、NOx選択還元触媒27のNOx浄化率が許容下限よりも高くなる還元温度範囲(例えば約200℃から約500℃)内にNOx選択還元触媒27の温度があるときには供給制御弁30から尿素水溶液が排気管23内に供給され、NOx選択還元触媒27の温度がこの還元温度範囲外にあるときには尿素水溶液の供給が停止される。また、NOx選択還元触媒27の温度が還元温度範囲外にあるときでもNOx選択還元触媒27内に貯蔵された尿素量が許容下限よりも少ないときには尿素水溶液の供給が行われる。
In the embodiment according to the present invention, the supply control is performed when the temperature of the NOx
しかしながら、例えばNOx選択還元触媒27の温度が高いときに尿素水溶液がNOx選択還元触媒27に供給されると、尿素水溶液はNOx選択還元触媒27に接触して一気に気化し、その結果NOx選択還元触媒27周りの排気通路内圧力、例えば触媒コンバータ22,24間にある排気管23内の圧力が大幅に上昇するおそれがある。この場合、低圧EGR通路42の流入端44周りの圧力も大幅に上昇し、しかしながら低圧EGR通路42の流出端45周りの圧力は変化せず、したがって低圧EGR通路42の流入端44と流出端45間の圧力差が大幅に増大する。したがって、このときEGRガスが低圧EGR通路42を介し機関に供給されていると、多量のEGRガスが機関に供給されて実際のEGR率が目標EGR率よりも高くなるおそれがある。
However, for example, when the urea aqueous solution is supplied to the NOx
すなわち、図5に概略的に示されるように、尿素水溶液の供給が行われると排気管23内の圧力PEが、尿素水溶液が供給されていない場合の排気管圧力PE0に比べて大幅に上昇する。この場合、低圧EGR制御弁43の開度DLが基本開度DL0に設定されていると、実際のEGR率が目標EGR率よりも高くなってしまう。
That is, as schematically shown in FIG. 5, when the urea aqueous solution is supplied, the pressure PE in the
そこで本発明による実施例では、低圧EGR通路42を介しEGRガスが供給されるときに尿素水溶液が供給されるときには、基本開度DL0を補正係数kでもって減少補正するようにしている。その結果、多量のEGRガスが機関に供給されるのが阻止される。
Therefore, in the embodiment according to the present invention, when the urea aqueous solution is supplied when the EGR gas is supplied through the low
さらに本発明による実施例では、基本開度DL0は実際の目標EGR率が目標EGR率に維持されるように補正係数kでもって減少補正される。この場合の補正係数kは例えばNOx選択還元触媒27の温度Tc及び尿素水溶液供給量Quの関数として図6に示されるマップの形であらかじめROM52内に記憶されている。尿素水溶液の供給が行われたときに生ずる排気管圧力PEの上昇幅ΔPE(図5)はNOx選択還元触媒27の温度Tc及び単位時間当たりNOx選択還元触媒27に供給された尿素水溶液の量Quに依存し、したがって目標EGR率からの実際のEGR率の偏差はこれら触媒温度Tc及び尿素水溶液供給量Quに依存するからである。
Further, in the embodiment according to the present invention, the basic opening degree DL0 is corrected to decrease by the correction coefficient k so that the actual target EGR rate is maintained at the target EGR rate. The correction coefficient k in this case is stored in advance in the
なお、高圧EGR通路40を介しEGRガスが供給されているときには、尿素水溶液が供給されてもEGR率又はEGR量は変動せず、このときには高圧EGR制御弁41の開度DHの補正は行われない。
When the EGR gas is supplied through the high
図7は本発明による実施例のEGR制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。 FIG. 7 shows an EGR control routine of an embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
図7を参照すると、まずステップ100では機関運転状態が領域I(図2)内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域I内にあるときには次いでステップ101に進み、図3のマップから高圧EGR制御弁41の開度DHが算出される。続くステップ102では低圧EGR制御弁43の開度DLがゼロに設定される。次いでステップ112に進む。
Referring to FIG. 7, first, at
一方、機関運転状態が領域I外にあるときにはステップ100からステップ103に進み、機関運転状態が領域II(図2)内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域II内にあるときには次いでステップ104に進み、高圧EGR制御弁41の開度DHがゼロに設定される。続くステップ105では図4のマップから低圧EGR制御弁43の基本開度DL0が算出される。続くステップ106では尿素水溶液が現在供給されているか否かが判別される。尿素水溶液が現在供給されているときには次いでステップ107に進み、図6のマップから補正係数kが算出される。続くステップ108では低圧EGR制御弁43の開度DLが算出される(DL=DL0・k)。次いでステップ112に進む。これに対し、尿素水溶液が現在供給されていないときにはステップ106からステップ109に進んで補正係数kを1.0に設定した後に、ステップ108に進んで低圧EGR制御弁43の開度DLが算出される。次いでステップ112に進む。
On the other hand, when the engine operating state is outside the region I, the routine proceeds from
一方、機関運転状態が領域II外にあるときすなわち領域III内にあるときにはステップ103からステップ110に進み、高圧EGR制御弁41の開度DHがゼロに設定される。続くステップ111では低圧EGR制御弁43の開度DLがゼロに設定される。次いでステップ112に進む。
On the other hand, when the engine operating state is outside the region II, that is, within the region III, the routine proceeds from
ステップ112では開度がそれぞれDH,DLになるように高圧EGR制御弁41及び低圧EGR制御弁43がそれぞれ駆動される。
In
図8は本発明による別の実施例を示している。図8に示される実施例は、低圧EGR通路42の流入端44が接続されている排気管23から排気ガスを排気管23外へ逃がす逃がし通路35が設けられると共に、この逃がし通路35内に電気制御式逃がし制御弁36が配置されている点で、図1に示される実施例と構成を異にしている。図8に示される例ではこの逃がし通路35はNOx選択還元触媒27下流の排気管25に連結される。また、逃がし制御弁36は通常は閉弁されている。
FIG. 8 shows another embodiment according to the present invention. The embodiment shown in FIG. 8 is provided with an
一般に、弁の開度がかなり小さくなると弁を通過するガス量を精度よく制御することが困難となる。そこで、本発明による別の実施例では、低圧EGR通路42を介しEGRガスを供給すべきときには低圧EGR制御弁43の開度DLが許容下限DLmよりも小さくならないようにしている。
In general, when the opening of the valve becomes considerably small, it becomes difficult to accurately control the amount of gas passing through the valve. Therefore, in another embodiment according to the present invention, when the EGR gas is to be supplied through the low
本発明による別の実施例においても、尿素水溶液の供給が行われると排気管23内の圧力PEが上昇し、このとき低圧EGR制御弁43の開度DLが減少補正される。この場合、排気管圧力PEの上昇幅ΔPEが大きくなるほど低圧EGR制御弁43の開度DLは小さくされる。
In another embodiment according to the present invention, when the urea aqueous solution is supplied, the pressure PE in the
したがって、排気管圧力の上昇幅ΔPEがかなり大きい場合には、低圧EGR制御弁43の開度DLを許容下限DLmを越えて減少する必要がある場合もあり、にもかかわらず、低圧EGR制御弁43の開度DLはせいぜい許容下限DLmまでしか減少補正されない。この場合、実際のEGR率は目標EGR率よりも高くなっている。
Therefore, if the exhaust pipe pressure increase ΔPE is considerably large, the opening DL of the low pressure
一方、逃がし制御弁36を開弁すれば、排気管23内の圧力PEを低下させることができ、したがって実際のEGR量ないしEGR率を低下させることができる。
On the other hand, if the
そこで本発明による別の実施例では、低圧EGR制御弁43の開度DLを許容下限DLmを越えて減少補正すべきときには低圧EGR制御弁43の開度DLを許容下限DLmに設定すると共に逃がし制御弁36を開弁するようにしている。この場合の逃がし制御弁36の開度DEはNOx選択還元触媒27の温度Tc及び尿素水溶液供給量Quの関数として図9に示されるマップの形であらかじめROM52内に記憶されている。
Therefore, in another embodiment according to the present invention, when the opening degree DL of the low pressure
すなわち、図10に示されるように、排気管23内の圧力の上昇幅ΔPEが大きくなるにつれて、低圧EGR制御弁43の開度DLが減少補正され、低圧EGR制御弁43の開度DLが許容下限DLmに達すると許容下限DLmに維持されつつ逃がし制御弁36の開度DEが増大される。
That is, as shown in FIG. 10, as the pressure increase width ΔPE in the
図11は本発明による別の実施例のEGR制御ルーチンを示している。このルーチンはあらかじめ定められた設定時間ごとの割り込みによって実行される。 FIG. 11 shows an EGR control routine of another embodiment according to the present invention. This routine is executed by interruption every predetermined time.
図11を参照すると、まずステップ200では機関運転状態が領域I(図2)内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域I内にあるときには次いでステップ201に進み、図3のマップから高圧EGR制御弁41の開度DHが算出される。続くステップ202では低圧EGR制御弁43の開度DLがゼロに設定される。続くステップ203では逃がし制御弁36の開度DEがゼロに設定される。次いでステップ218に進む。
Referring to FIG. 11, first, at
一方、機関運転状態が領域I外にあるときにはステップ200からステップ204に進み、機関運転状態が領域II(図2)内にあるか否かが判別される。機関運転状態が領域II内にあるときには次いでステップ205に進み、高圧EGR制御弁41の開度DHがゼロに設定される。続くステップ206では図4のマップから低圧EGR制御弁43の基本開度DL0が算出される。続くステップ207では尿素水溶液が現在供給されているか否かが判別される。尿素水溶液が現在供給されているときには次いでステップ208に進み、図6のマップから補正係数kが算出される。続くステップ209では低圧EGR制御弁43の開度DLが算出される(DL=DL0・k)。次いでステップ211に進む。これに対し、尿素水溶液が現在供給されていないときにはステップ207からステップ210に進んで補正係数kを1.0に設定した後に、ステップ209に進んで低圧EGR制御弁43の開度DLが算出される。次いでステップ211に進む。ステップ211ではステップ209で算出された低圧EGR制御弁43の開度DLが許容下限DLmよりも小さいか否かが判別される。DL≧DLmのときにはステップ212に進んで逃がし制御弁36の開度DEがゼロに設定される。次いでステップ218に進む。これに対し、DL<DLmのときにはステップ211からステップ213に進んで低圧EGR制御弁43の開度DLが許容下限DLmに設定される。続くステップ214では図10のマップから逃がし制御弁36の開度DEが算出される。次いでステップ218に進む。
On the other hand, when the engine operating state is outside the region I, the routine proceeds from
一方、機関運転状態が領域II外にあるときすなわち領域III内にあるときにはステップ204からステップ215に進み、高圧EGR制御弁41の開度DHがゼロに設定される。続くステップ216では低圧EGR制御弁43の開度DLがゼロに設定される。続くステップ217では逃がし制御弁36の開度DEがゼロに設定される。次いでステップ218に進む。
On the other hand, when the engine operating state is outside the region II, that is, within the region III, the routine proceeds from
ステップ218では開度がそれぞれDH,DL,DEになるように高圧EGR制御弁41、低圧EGR制御弁43及び逃がし制御弁36がそれぞれ駆動される。
In step 218, the high pressure
これまでは、NOx選択還元触媒に尿素水溶液を供給しこの尿素水溶液から発生するアンモニアでもってNOxを還元する場合を例にとって本発明を説明してきた。しかしながら、他の触媒に他の液体還元剤を供給する場合や、触媒に液体燃料を供給して触媒及び触媒担体の温度を上昇させる場合にも本発明を適用することができる。なお、この触媒担体にはパティキュレートフィルタを用いることができる。 So far, the present invention has been described by taking as an example a case where a urea aqueous solution is supplied to the NOx selective reduction catalyst and NOx is reduced with ammonia generated from the urea aqueous solution. However, the present invention can also be applied to a case where another liquid reducing agent is supplied to another catalyst, or a case where the liquid fuel is supplied to the catalyst to raise the temperature of the catalyst and the catalyst carrier. A particulate filter can be used for this catalyst carrier.
また、低圧EGR通路42の流入端44を、液体が供給される触媒下流の排気管に接続することもできる。
Further, the
1 機関本体
4 吸気マニホルド
5 排気マニホルド
27 NOx選択還元触媒
30 供給制御弁
42 低圧EGR通路
43 低圧EGR制御弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine
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