JP2004150389A - Emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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透 西澤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent increase of particulates discharged from a vehicle even when collecting efficiency of a trap is lowered accompanying trap regeneration treatment. <P>SOLUTION: When a particulate collection amount in a diesel particulate filter DPF for trapping the particulate in the exhaust gas exceeds a predetermined amount PM1, an exhaust temperature is raised by post injection, and the collected particulates are burned and eliminated. Until the particulate collection amount reaches PM2 which is smaller than PM1 after the particulates are burned and eliminated, a target EGR rate is reduced to be corrected and generation of the particulates in an engine is restrained. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気還流装置及び排気中のパティキュレートを捕集するトラップを備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、機関の吸気側に排気の一部を還流させる排気還流装置、及び、排気中のパティキュレートを捕集するトラップを備えた内燃機関として、例えば、特許文献1に開示されるものがあった。
【0003】
このものでは、前記トラップにおけるパティキュレート捕集量が増加することで、トラップ上流の排圧が上昇すると、排気ポートに排出された排気の一部がピストン下降時に筒内に逆流する排気還流(以下、内部EGRという)が増大するため、係る内部EGRの増加に対して、排気還流装置による排気還流(以下、外部EGRという)を減少させる制御を行う。
【0004】
【特許文献1】
特開平05−133286号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記トラップは、捕集したパティキュレートを除去する再生処置を実施した直後のパティキュレート捕集量が少ない状態では、パティキュレートの捕集効率が低下する特性を有する。
【0006】
このため、再生実施直後でパティキュレート捕集量が少なく捕集効率が低い状態のときに、機関の高負荷・高回転域で排気還流装置によって多くの外部EGRを行わせ、多量のパティキュレートが生成されると、前記トラップを通過して車両から排出されるパティキュレートの量が増加してしまうという問題があった。
【0007】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものであり、トラップの再生処置に伴ってトラップの捕集効率が低下しても、車両から排出されるパティキュレートが増加することを防止できる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
そのため、本発明に係る内燃機関の排気浄化装置は、トラップにおけるパティキュレートの捕集量が所定の量以下であるときに、排気還流装置による排気還流量を減少補正する構成とした。
【0009】
【発明の効果】
上記構成によると、トラップによるパティキュレートの捕集量が所定の量より少ないときには、パティキュレートの捕集効率が低下するが、排気還流装置による排気還流量(排気還流率)を減少させることで、パティキュレートの生成を抑制させる。
【0010】
従って、トラップにおけるパティキュレートの捕集効率が低下していても、車両から排出されるパティキュレートが増加することを防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、実施の形態における内燃機関のシステム構成図である。
【0012】
この図1において、車両用の内燃機関としてのディーゼルエンジン1の燃料噴射システムは、コモンレール2、該コモンレール2を介して燃料が供給され、電磁弁により燃料の噴射をON・OFFするインジェクタ3、前記コモンレール2に燃料を供給する燃料供給ポンプ4から構成されるコモンレール式燃料噴射システムを採用している。
【0013】
排気マニホールド(図示省略)の下流には、可変ノズル式のターボ過給機5のタービン5Tが設けられ、該タービン5Tと同軸にコンプレッサ5Cが装着される。
【0014】
吸気は、前記コンプレッサ5Cで圧縮加圧された後、インタークーラ6を通り、吸気コレクタ7を介して各シリンダ内に吸引される。
前記インタークーラ6と吸気コレクタ7との間には、スロットル弁8が介装されている。
【0015】
前記タービン5T上流側の排気通路と吸気コレクタ7とは、排気還流通路9によって連通され、排気の一部が該排気還流通路9を介して吸気コレクタ7(吸気側)に還流されるようになっている。
【0016】
前記排気還流通路9には排気還流制御弁10が介装され、該排気還流制御弁10の開度によって排気還流量が制御される。
上記排気還流通路9及び排気還流制御弁10によって、排気還流装置が構成される。
【0017】
前記タービン5T下流の排気通路には、酸化触媒11、吸着型NOx触媒12、ディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、DPFと略す)13が、上流側からこの順に介装される。
【0018】
前記酸化触媒11は、貴金属を担持し、排気中の未燃HCやCOなどを酸化する触媒である。
また、吸着型NOx触媒12(排気浄化手段)は、排気空燃比がリーン(酸化雰囲気)のときに排気中のNOxを吸着し、排気空燃比がリッチ(還元雰囲気)のときに、吸着していたNOxを放出して還元処理する触媒である。
【0019】
更に、DPF13は、排気中のパティキュレートを捕集するトラップである。前記吸着型NOx触媒12には、該触媒12の温度を検出する第1の温度センサ14が設けられ、前記吸着型NOx触媒12とDPF13との間の排気通路には、排気通路内の圧力を検出する圧力センサ15が設けられ、前記DPF13には、該DPF13の温度を検出する第2の温度センサ16が設けられ、前記DPF13の下流の排気通路には、排気空燃比を検出する空燃比センサ17が設けられている。
【0020】
前記第1の温度センサ14,圧力センサ15,第2の温度センサ16及び空燃比センサ17の検出信号は、マイクロコンピュータを含んで構成されるエンジンコントロールユニット(ECU)20に入力される。
【0021】
前記ECU20には、前記センサからの検出信号の他、エンジン回転センサ信号、アクセル開度センサ信号、ターボ過給機5の可変ノズルセンサ信号などが入力される。
【0022】
そして、前記ECU20は、前記検出信号に基づく演算処理によって、前記インジェクタ3,スロットル弁8,排気還流制御弁10,ターボ過給機5の可変ノズル(図示省略)などにそれぞれ制御信号を出力する。
【0023】
ここで、前記ECU20は、排気浄化のために図2〜図12のフローチャートに示される制御を行うようになっており、以下では、図2〜図12のフローチャートに従って排気浄化制御を詳述する。
【0024】
ステップS1では、エンジン運転状態として、エンジン回転及びアクセル開度を読み込む。
ステップS2では、吸着型NOx触媒12に堆積されたNOxの量を推定する。
【0025】
上記NOx堆積量は、例えば、特許第2600492号公報の第6頁に記載されるように、エンジン回転数の積算値から推測することができ、また、所定の距離を走行するごとにNOx堆積量を加算していく方法でも良い。
【0026】
ステップS3では、吸着型NOx触媒12に堆積された硫黄の量を推定する。上記硫黄堆積量は、例えば上記NOx堆積量と同様に、エンジン回転数の積算値から推測することができる。
【0027】
ステップS4では、DPF13におけるパティキュレート(PM)捕集量を推定する。
上記DPF13におけるパティキュレートの捕集量が増えれば、排気抵抗が増して、DPF13上流側における排気圧力が上昇するので、前記圧力センサ15で検出される排気圧力からパティキュレート捕集量を推定することができる。
【0028】
また、前回の再生処置からの走行距離、或いは、エンジン回転数の積算及び排気圧力から、パティキュレート捕集量を推定することもできる
ステップS5では、regフラグが0であるか否かを判別することで、DPF13の再生モード中であるか否かを判定する。
【0029】
DPF13の再生モードである場合には、前記regフラグに1がセットされるので、ステップS5からステップS101以降の再生モード処理に進む。
尚、ステップS101以降の再生モードについては、後で詳細に説明するが、DPF13の再生処置が終了すると、目標EGR率減少モードフラグを1として目標EGR率減少モードを要求するようになっている。
【0030】
前記regフラグが0で、DPF13の再生モードでないときには、ステップS6へ進み、desulフラグが0であるか否かを判別することで、吸着型NOx触媒12における硫黄被毒解除モード中であるか否かを判定する。
【0031】
吸着型NOx触媒12の硫黄被毒解除モードである場合には、前記desulフラグに1がセットされるので、ステップS6からステップS201以降の硫黄被毒解除モード処理に進む。
【0032】
前記desulフラグが0で、吸着型NOx触媒12の硫黄被毒解除モードでないときには、ステップS7へ進み、spフラグが0であるか否かを判別することで、吸着型NOx触媒12に吸着されたNOxを処理するためのリッチスパイクモード中であるか否かを判定する。
【0033】
吸着型NOx触媒12のリッチスパイクモードである場合には、前記spフラグに1がセットされるので、ステップS7からステップS301以降のリッチスパイクモード処理に進む。
【0034】
前記spフラグが0で、リッチスパイクモードでないときには、ステップS8へ進み、recフラグが0であるか否かを判別することで、DPF再生&硫黄被毒解除時の溶損防止モード中であるか否かを判定する。
【0035】
溶損防止モードである場合には、前記recフラグに1がセットされるので、ステップS8からステップS401以降の溶損防止モード処理に進む。
前記recフラグが0で、溶損防止モードでないときには、ステップS9へ進み、目標EGR率減少フラグが0であるか否かを判別することで、目標EGR率減少モードであるか否かを判定する。
【0036】
目標EGR率減少モードである場合には、前記目標EGR率減少フラグに1がセットされるので、ステップS9からステップS501以降の目標EGR率減少モード処理に進む。
【0037】
前記目標EGR率減少モードにおいては、図19に示すように、メイン燃料噴射量(エンジン負荷)及びエンジン回転数(rpm)に応じて判断される所定の高負荷・高回転域が、目標EGR率減少領域として予め設定されている。
【0038】
そして、ステップS501では、前記目標EGR率減少領域に該当するか否かを判断し、前記目標EGR率減少領域に該当する場合には、ステップS502で目標EGR率を通常値よりも減少させ(図20参照)、前記目標EGR率減少領域に該当しない場合には、ステップS503で目標EGR率として通常値を設定する。
【0039】
目標EGR率減少フラグが0で、目標EGR率減少モードでないときには、ステップS10へ進み、NOx再生短縮フラグが0であるか否かを判別することで、NOx再生要求短縮モードであるか否かを判定する。
【0040】
NOx再生要求短縮モードである場合には、前記NOx再生短縮フラグに1がセットされるので、ステップS10からステップS601以降のNOx再生要求短縮モード処理に進む。
【0041】
前記NOx再生要求短縮モードでは、NOx再生要求の発生間隔を短くするため、再生要求を出すNOx吸着量のしきい値として、通常値NOx1よりも小さい値NOx2を設定する。
【0042】
そして、ステップS601で、NOx吸着量が前記しきい値NOx2以下であるか否かを判定し、NOx吸着量がしきい値NOx2以下であれば、ステップS602でNOx再生要求フラグspを0とし、NOx吸着量がしきい値NOx2を超えれば、ステップS603NOx再生要求フラグspを1として、NOx再生要求を出す。
【0043】
NOx再生短縮フラグが0で、NOx再生要求短縮モードでないときには、ステップS11へ進み、DPF13に堆積したパティキュレートの量が、所定量PM1を超えて再生時期になったか否かを判定する。
【0044】
パティキュレートの堆積量が所定量PM1に達したか否かは、所定のエンジン運転条件(負荷・回転)において圧力センサ15で検出されるDPF13上流での排気圧力が、図13に示すしきい値を超えた場合に再生時期と判定する。
【0045】
また、前回の再生からの走行距離が所定の距離を超えて、かつ、排気圧力が図13に示すしきい値を超えている場合に再生時期と判定する方法でもよい。
再生時期と判定された場合は、ステップS701でDPF再生要求フラグであるregフラグに1をセットして、DPF再生要求を発生させる。
【0046】
パティキュレートの堆積量が所定量PM1以下であるときには、ステップS12へ進み、DPF13で捕集したパティキュレートの量が所定量PM2(<PM1)を超え、目標EGR率減少モードから通常のEGR率モードに変更させる時期になったか否かを判定する。
【0047】
前記DPF13は、図21に示すように、パティキュレートの捕集量が少ないと、パティキュレートの捕集効率が低下する特性を有し、前記所定量PM2は、捕集効率が所定値以上になるパティキュレート捕集量のしきい値として設定される。
【0048】
パティキュレートの堆積量が所定量PM2に達したか否かは、所定のエンジン運転条件(負荷・回転)において圧力センサ15で検出されるDPF13上流での排気圧力が、図14に示すしきい値を超えた場合に目標EGR率減少モードから通常のEGR率モードに変更させる時期と判断する。
【0049】
また、前回の再生からの走行距離が所定の距離を超えて、かつ、排気圧力が図14に示すしきい値を超えている場合に、EGR率のモード切り換えを判定するする方法でもよい。
【0050】
目標EGR率減少モードから通常のEGR率モードに変更させる時期と判定された場合は、ステップS801で目標EGR率減少モードフラグを0にリセットし、ステップS802でNOx再生短縮フラグを0にリセットする。
【0051】
ステップS12でパティキュレートの堆積量が所定量PM2以下であると判別されると、ステップS13へ進み、吸着型NOx触媒12に堆積した硫黄の量が所定量SM1に達して被毒解除時期(再生時期)になったか否かを判定する。
【0052】
所定量の硫黄が堆積して、硫黄被毒解除が必要と判定された場合は、ステップS901で硫黄被毒解除要求フラグdesulを1として、硫黄被毒の解除要求を発生させる。
【0053】
一方、吸着型NOx触媒12に堆積した硫黄の量が所定量SM1以下であるときには、ステップS14へ進み、吸着型NOx触媒12に吸着したNOxの量が所定量NOx1に達して再生時期になったか否かを判定する。
【0054】
吸着型NOx触媒12に所定量NOx1を超えるNOxが吸着して、NOx再生(NOxの放出・還元処理)が必要と判定された場合は、ステップS1001で、NOx再生要求フラグ(リッチスパイクモードフラグ)spを1として、NOx再生要求を発生させる。
【0055】
ここで、ステップS101以降のDPF13の再生モードについて説明する。DPF13の再生モードでは、メイン噴射と共に、膨張行程後期から排気行程にかけての燃料噴射であるポスト噴射を行わせ、該ポスト噴射によって排気温度の上昇を図るが、ステップS101では、吸気絞りによって、パティキュレート捕集量に対応する目標の排気空気過剰率(以下、空気過剰率をλと略す)に制御する。
【0056】
前記排気λの制御は、メイン噴射量とエンジン回転数(rpm)とに応じた目標の吸入空気量のマップ値に従って、スロットル弁8の開度を制御することで行われ、このときの目標の排気λは、図17に示すように、パティキュレート堆積量が多くなるほど小さくする(リッチにする)。
【0057】
尚、目標吸入空気量に応じた吸気絞りで、空燃比センサ17で検出される実際の排気λが目標から乖離した場合には、吸気絞りをフィードバック制御して、目標の排気λに制御する。
【0058】
ステップS102では、温度センサ16で検出されるDPF温度が再生中の上限値T1以上であるか否かを判別する。
DPF温度が再生中の上限値T1以上になると、ステップS111へ進み、例えば図18に示すように運転状態に応じて設定される単位ポスト噴射量を、所定量だけ減量補正する。
【0059】
DPF温度が再生中の上限値T1未満であれば、ステップS103へ進み、DPF温度が再生中の下限値T1以下であるか否かを判別する。
DPF温度が再生中の下限値T1以下になると、ステップS110へ進み、前記ポスト噴射量を所定量だけ増量し、排気温度の上昇を図る。
【0060】
尚、ステップS110,ステップS111でポスト噴射量が変動することで排気λが目標から乖離すると、吸気絞りによって排気λを調整し、目標排気λを達成する。
【0061】
一方、DPF温度が再生中の上限値T1未満で、かつ、下限値T1を超える場合には、ステップS104へ進み、ポスト噴射の開始からの経過時間t1が、所定時間tdpfreg以上になったか否かを判別する。
【0062】
前記経過時間t1が所定時間tdpfreg以上になると、DPF13に捕集されたパティキュレートは燃焼除去されたものと判断し、ステップS105でポスト噴射を停止させて、DPF13の加熱を中止させる。
【0063】
また、ステップS106では、DPF13の再生モードが終了したので、前記regフラグを0にリセットする。
ステップS107では、再生モードは終了したものの、パティキュレートの燃え残りがDPF13にあった場合に、排気λを急に大きくするとDPF13に残存したパティキュレートが一気に燃え、DPF13が溶損する可能性があるため、溶損防止モードに入るためにrecフラグに1をセットする。
【0064】
更に、ステップS108では、DPF13の再生直後から、エンジンにおけるパティキュレート生成を抑制させるために、目標EGR率減少フラグに1をセットして、目標EGR率を減少させるモードに入る。
【0065】
前記DPF13は、図21に示すように、再生直後のパティキュレート捕集量が少ない状態では、捕集効率が低下し、捕集できる容量はあるのにDPF13をパティキュレートが素通りしてしまう確率が高くなる。
【0066】
そこで、排気還流率(EGR率)を減少させてエンジン1でのパティキュレートの生成量を減らし、DPF13における捕集効率が低くても、車両から放出されるパティキュレートの量が増えないようにする。
【0067】
特に、高負荷・高回転域では、エンジンで生成されるパティキュレートの量が増えるため、捕集効率低下の影響が大きく、前述のように、高負荷・高回転域で目標EGR率を減少させるようにしてある(図19,図20参照)。
【0068】
また、ステップS109では、目標EGR率を減少させるモードに入ったことに対応して、NOx再生短縮フラグに1をセットする。
上記NOx再生短縮フラグは、前記ステップS10で判別され、NOx再生短縮フラグが1であれば、NOx再生要求を出すNOx吸着量のしきい値として、通常値NOx1よりも小さい値NOx2を設定することで、NOx再生処理の実行間隔を短くする。
【0069】
前述のエンジン回転数や走行距離に基づくNOx吸着量の推定は、通常にEGR率が制御される場合に適合されているから、DPF13における捕集効率の低下に伴って排気還流率(EGR率)を通常よりも減少させたことにより、エンジン1で発生するNOx量が増えると、NOx吸着量の推定値が実際よりも少なくなってしまう。
【0070】
このとき、NOx再生要求を出すNOx吸着量のしきい値を通常値のままとすると、既にNOx吸着量が飽和状態になっているのに、再生要求が出されず、車両からのNOx排出量を増加させることになってしまう。
【0071】
そこで、NOx再生要求を出すNOx吸着量のしきい値を低くして、推定値と実際値との乖離を補償し、NOx量が飽和状態になったまま放置されることがないようにしてある。
【0072】
前記目標EGR率減少フラグは、DPF13におけるパティキュレートの捕集量が、所定量PM2を超えると、充分な捕集効率を発揮できるようになっているとの判断に基づいて0にリセットされ(ステップS801)、また、目標EGR率が通常値に戻されることから、同時に、NOx再生短縮フラグも0にリセットされる(ステップS802)。
【0073】
次に、ステップS201以降の硫黄被毒解除モードについて説明する。
まず、ステップS201では、吸着型NOx触媒12への硫黄堆積量が所定量に達したので、排気λをストイキ(理論空燃比)に制御する。
【0074】
具体的には、図15に示すように、メイン噴射量とエンジン回転数(rpm)とに応じて、λ=1(理論空燃比)になる運転のための目標吸入空気量を記憶したマップを参照し、該目標吸入空気量になるように吸気を絞り、実際の排気λがストイキと乖離している場合には、吸気絞りを用いて排気λを調整する。
【0075】
ステップS202では、温度センサ14で検出される吸着型NOx触媒12の温度が所定値T3以上であるか否かを判別する。
例えば、吸着型NOx触媒12としてBa系の触媒を使った場合は、硫黄被毒を解除するためには、リッチ〜ストイキ雰囲気で触媒温度を600℃以上にする必要があることから、T3は600℃以上に設定される。
【0076】
吸着型NOx触媒12の温度が所定値T3よりも低い場合には、ステップS209へ進み、所定のポスト噴射を行う。
上記ポスト噴射によって排気λが変動するが、ステップS201で再度吸入空気量を調整することで、目標の排気λと目標の触媒温度を実現する。
【0077】
吸着型NOx触媒12の温度が所定値T3以上であれば、ステップS203へ進み、所定の時間tdesulだけ、目標の排気λ及び触媒温度での硫黄被毒解除処理が行われたか否かを判定する。
【0078】
所定の時間tdesulだけ硫黄被毒解除処理が行われると、硫黄被毒解除が終了したものと判断し、ステップS204へ進み、ストイキ運転を解除する
ステップS205では、硫黄被毒解除モードは終了したものの、このような高温の条件下でパティキュレートがDPF13に堆積している場合に、排気λを急に大きくすると、DPF13でパティキュレートが一気に燃えてしまい、DPF13が溶損する可能性があることから、溶損防止モードに入るためにrecフラグに1をセットする。
【0079】
ステップS206では、硫黄被毒解除モードが終了したので、desulフラグを0にリセットする。
ステップS207では、硫黄被毒解除モードが終了したので、吸着型NOx触媒12への硫黄堆積量を0にリセットする。
【0080】
ステップS208では、硫黄被毒解除を行うと、吸着型NOx触媒12が長時間ストイキ雰囲気にさらされることで、同時に、NOx再生(NOx放出・還元処理)が行われることになるから、吸着型NOx触媒12に吸着されたNOxを処理するためのリッチスパイクモードの要求を示すspフラグを0にリセットする。
【0081】
次に、ステップS301以降のリッチスパイクモードについて説明する。
ステップS301では、排気λを、リッチスパイクを行うための所定のλに制御する。
【0082】
ステップS302では、リッチスパイクの開始の経過時間t3が所定の時間tspike以上になったか否かを判定する
所定の時間tspikeだけ経過すると、ステップS303へ進み、リッチ運転を解除すると共に、spフラグを0にリセットして、リッチスパイクモードを終了させる。
【0083】
次に、ステップS401以降の溶損防止モードについて説明する。
ステップS401では、DPF13の温度を検出する。
ステップS402では、再生直後若しくは高負荷運転直後でDPF13の温度が非常に高い状態にあるため、燃え残り若しくは堆積したパティキュレートが一気に燃えてDPF13が溶損することがないように、排気λを所定の値(例えばλ≦1.4)に制御する。
【0084】
具体的には、図16に示すように、目標吸入空気量をメイン噴射量及びエンジン回転数に応じて設定して、これに基づいて吸気絞りを制御し、かつ、空燃比センサ17の出力から空気量をフィードバック制御する。
【0085】
ステップS403では、温度センサ16で検出されるDPF13の温度が、パティキュレートの急激な酸化が開始する可能性のない温度T4以下であるか否かを判定する。
【0086】
前記温度T4より低ければ、排気中の酸素濃度が大気と同程度になってもDPF13の溶損は回避可能となる。
DPF13の温度が温度T4以下になると、DPF13の溶損の可能性が無いことから、ステップS404へ進んで、溶損防止のための排気λ制御を停止させる。
【0087】
ステップS405では、溶損防止モードが終了したので、recフラグを0にリセットする。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施形態における機関のシステム構成図。
【図2】排気浄化制御のメインルーチンを示すフローチャート。
【図3】DPFの再生モードを示すフローチャート。
【図4】吸着型NOx触媒の硫黄被毒解除モードを示すフローチャート。
【図5】吸着型NOx触媒のNOx再生のためのリッチスパイクモードを示すフローチャート。
【図6】DPFの溶損防止モードを示すフローチャート。
【図7】目標EGR率減少モードを示すフローチャート。
【図8】NOx再生要求短縮モードを示すフローチャート。
【図9】DPFの再生モードの設定を示すフローチャート。
【図10】目標EGR率減少モードの解除を示すフローチャート。
【図11】硫黄被毒解除モードの設定を示すフローチャート。
【図12】リッチスパイクモードの設定を示すフローチャート。
【図13】DPF再生時期の判断に用いる排圧しきい値のマップを示す図。
【図14】目標EGR率減少モードの解除判断に用いる排圧しきい値のマップを示す図。
【図15】λ=1運転のための目標吸入空気量のマップを示す図。
【図16】DPF溶損防止のための目標吸入空気量のマップを示す図。
【図17】DPF再生中の目標排気λとパティキュレート捕集量との相関を示す図。
【図18】排気昇温のための単位ポスト噴射量のマップを示す図。
【図19】目標EGR率の減少補正領域を示す図。
【図20】減少補正領域での目標EGR率を示す図。
【図21】パティキュレート捕集量と捕集効率との相関を示す図。
【符号の説明】
1…ディーゼルエンジン(内燃機関)
3…インジェクタ
8…スロットル弁
9…排気還流通路
10…排気還流制御弁
11…酸化触媒
12…吸着型NOx触媒(排気浄化手段)
13…DPF(トラップ)
14…第1の温度センサ
15…圧力センサ
16…第2の温度センサ
17…空燃比センサ
20…ECU
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas recirculation device and an exhaust gas purification device for an internal combustion engine provided with a trap for collecting particulates in exhaust gas.
[0002]
[Prior art]
BACKGROUND ART Conventionally, as an internal combustion engine provided with an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to an intake side of the engine and a trap that collects particulates in the exhaust gas, for example, there is an internal combustion engine disclosed in Patent Document 1. .
[0003]
In this apparatus, when the amount of particulates trapped in the trap increases and the exhaust pressure upstream of the trap increases, a part of the exhaust discharged to the exhaust port flows back into the cylinder when the piston descends. Since the internal EGR increases, control is performed to reduce the exhaust gas recirculation by the exhaust gas recirculation device (hereinafter, referred to as external EGR) in response to the increase in the internal EGR.
[0004]
[Patent Document 1]
JP 05-133286 A
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, the trap has a characteristic that the trapping efficiency of the particulates is reduced in a state where the trapped amount of the particulates is small immediately after the regeneration treatment for removing the trapped particulates is performed.
[0006]
For this reason, when the amount of trapped particulates is small and the trapping efficiency is low immediately after the regeneration is performed, a large amount of particulates is generated by causing the exhaust gas recirculation device to perform a large amount of external EGR in a high engine load and high revolution range. When generated, the amount of particulates discharged from the vehicle through the trap increases.
[0007]
The present invention has been made in view of the above problems, and an internal combustion engine that can prevent an increase in particulates discharged from a vehicle even if trap collection efficiency is reduced due to trap regeneration treatment. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention is configured to reduce and correct the exhaust gas recirculation amount by the exhaust gas recirculation device when the trapped amount of particulates in the trap is equal to or less than a predetermined amount.
[0009]
【The invention's effect】
According to the above configuration, when the trapping amount of the particulates by the trap is smaller than the predetermined amount, the trapping efficiency of the particulates decreases. However, by reducing the exhaust gas recirculation amount (exhaust gas recirculation rate) by the exhaust gas recirculation device, Suppress the generation of particulates.
[0010]
Therefore, even if the trapping efficiency of the particulates in the trap is reduced, it is possible to prevent the particulates discharged from the vehicle from increasing.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system configuration diagram of an internal combustion engine according to the embodiment.
[0012]
In FIG. 1, a fuel injection system of a diesel engine 1 as an internal combustion engine for a vehicle includes a common rail 2, an injector 3 which is supplied with fuel via the common rail 2, and turns on / off fuel injection by an electromagnetic valve. A common rail type fuel injection system including a fuel supply pump 4 for supplying fuel to the common rail 2 is employed.
[0013]
Downstream of an exhaust manifold (not shown), a turbine 5T of a variable nozzle type turbocharger 5 is provided, and a compressor 5C is mounted coaxially with the turbine 5T.
[0014]
The intake air is compressed and pressurized by the compressor 5C, passes through the intercooler 6, and is sucked into each cylinder via the intake collector 7.
A throttle valve 8 is interposed between the intercooler 6 and the intake collector 7.
[0015]
The exhaust passage on the upstream side of the turbine 5T and the intake collector 7 are communicated with each other by an exhaust gas recirculation passage 9, and a part of the exhaust gas is recirculated to the intake collector 7 (intake side) via the exhaust gas recirculation passage 9. ing.
[0016]
An exhaust gas recirculation control valve 10 is interposed in the exhaust gas recirculation passage 9, and the exhaust gas recirculation amount is controlled by the opening degree of the exhaust gas recirculation control valve 10.
The exhaust gas recirculation passage 9 and the exhaust gas recirculation control valve 10 constitute an exhaust gas recirculation device.
[0017]
In the exhaust passage downstream of the turbine 5T, an oxidation catalyst 11, an adsorption type NOx catalyst 12, and a diesel particulate filter (hereinafter abbreviated as DPF) 13 are provided in this order from the upstream side.
[0018]
The oxidation catalyst 11 is a catalyst that supports a noble metal and oxidizes unburned HC and CO in exhaust gas.
The adsorption-type NOx catalyst 12 (exhaust gas purifying means) adsorbs NOx in the exhaust gas when the exhaust air-fuel ratio is lean (oxidizing atmosphere) and adsorbs when the exhaust air-fuel ratio is rich (reducing atmosphere). This is a catalyst that releases the reduced NOx and performs a reduction process.
[0019]
Further, the DPF 13 is a trap for collecting particulates in the exhaust gas. The adsorption-type NOx catalyst 12 is provided with a first temperature sensor 14 for detecting the temperature of the catalyst 12, and an exhaust passage between the adsorption-type NOx catalyst 12 and the DPF 13 is provided with a pressure in the exhaust passage. A pressure sensor 15 for detecting the temperature of the DPF 13; a second temperature sensor 16 for detecting the temperature of the DPF 13; and an air-fuel ratio sensor for detecting an exhaust air-fuel ratio in an exhaust passage downstream of the DPF 13. 17 are provided.
[0020]
Detection signals from the first temperature sensor 14, the pressure sensor 15, the second temperature sensor 16, and the air-fuel ratio sensor 17 are input to an engine control unit (ECU) 20 including a microcomputer.
[0021]
In addition to the detection signal from the sensor, the ECU 20 receives an engine rotation sensor signal, an accelerator opening sensor signal, a variable nozzle sensor signal of the turbocharger 5, and the like.
[0022]
Then, the ECU 20 outputs control signals to the injector 3, the throttle valve 8, the exhaust gas recirculation control valve 10, the variable nozzle (not shown) of the turbocharger 5, and the like by an arithmetic process based on the detection signal.
[0023]
Here, the ECU 20 performs the control shown in the flowcharts of FIGS. 2 to 12 for purifying the exhaust gas. Hereinafter, the exhaust gas purification control will be described in detail with reference to the flowcharts of FIGS.
[0024]
In step S1, the engine rotation and the accelerator opening are read as the engine operating state.
In step S2, the amount of NOx deposited on the adsorption type NOx catalyst 12 is estimated.
[0025]
The NOx accumulation amount can be estimated from the integrated value of the engine speed, for example, as described on page 6 of Japanese Patent No. 2600492, and the NOx accumulation amount every time the vehicle travels a predetermined distance. May be added.
[0026]
In step S3, the amount of sulfur deposited on the adsorption type NOx catalyst 12 is estimated. The sulfur accumulation amount can be estimated from the integrated value of the engine speed, for example, similarly to the NOx accumulation amount.
[0027]
In step S4, the particulate matter (PM) collection amount in the DPF 13 is estimated.
If the trapping amount of the particulates in the DPF 13 increases, the exhaust resistance increases, and the exhaust pressure on the upstream side of the DPF 13 increases. Therefore, the particulate trapping amount is estimated from the exhaust pressure detected by the pressure sensor 15. Can be.
[0028]
Further, the amount of trapped particulates can be estimated from the travel distance since the previous regeneration treatment, or the accumulated engine speed and exhaust pressure.
In step S5, it is determined whether or not the reg flag is 0, thereby determining whether or not the DPF 13 is in the regeneration mode.
[0029]
In the case of the reproduction mode of the DPF 13, since the reg flag is set to 1, the process proceeds from the step S5 to the reproduction mode processing from the step S101.
The regeneration mode after step S101 will be described later in detail. When the regeneration process of the DPF 13 is completed, the target EGR rate decrease mode flag is set to 1 and the target EGR rate decrease mode is requested.
[0030]
If the reg flag is 0 and the DPF 13 is not in the regeneration mode, the process proceeds to step S6, where it is determined whether or not the desul flag is 0 to determine whether or not the adsorption NOx catalyst 12 is in the sulfur poisoning release mode. Is determined.
[0031]
If the adsorption type NOx catalyst 12 is in the sulfur poisoning release mode, the desul flag is set to 1, so that the process proceeds from step S6 to step S201 and subsequent steps.
[0032]
When the desul flag is 0 and the mode is not the sulfur poisoning release mode of the adsorption type NOx catalyst 12, the process proceeds to step S7, where it is determined whether or not the sp flag is 0, so that the adsorption type NOx catalyst 12 is adsorbed by the adsorption type NOx catalyst 12. It is determined whether or not the vehicle is in a rich spike mode for processing NOx.
[0033]
In the case of the rich spike mode of the adsorption type NOx catalyst 12, since the sp flag is set to 1, the flow proceeds to the rich spike mode processing from step S7 to step S301.
[0034]
If the sp flag is 0 and the mode is not the rich spike mode, the process proceeds to step S8, where it is determined whether or not the rec flag is 0 to determine whether or not the melting loss prevention mode is in effect at the time of DPF regeneration and sulfur poisoning release. Determine whether or not.
[0035]
If the mode is the erosion prevention mode, the rec flag is set to 1, so that the process proceeds from the step S8 to the erosion prevention mode processing from step S401.
If the rec flag is 0 and the mode is not the erosion prevention mode, the process proceeds to step S9 to determine whether or not the target EGR rate reduction flag is 0, thereby determining whether or not the target EGR rate reduction mode. .
[0036]
In the case of the target EGR rate decrease mode, the target EGR rate decrease flag is set to 1, so that the process proceeds from the step S9 to the target EGR rate decrease mode processing from the step S501.
[0037]
In the target EGR rate reduction mode, as shown in FIG. 19, a predetermined high load / high rotation range determined according to the main fuel injection amount (engine load) and the engine speed (rpm) is the target EGR rate. It is set in advance as a decrease area.
[0038]
Then, in step S501, it is determined whether the target EGR rate falls in the target EGR rate decreasing area. If the target EGR rate falls in the target EGR rate decreasing area, the target EGR rate is decreased from a normal value in step S502 (see FIG. 20), if it does not fall within the target EGR rate decrease region, a normal value is set as the target EGR rate in step S503.
[0039]
If the target EGR rate reduction flag is 0 and the mode is not the target EGR rate reduction mode, the process proceeds to step S10, where it is determined whether or not the NOx regeneration reduction flag is 0 to determine whether or not the NOx regeneration request reduction mode is set. judge.
[0040]
In the case of the NOx regeneration request shortening mode, the NOx regeneration shortening flag is set to 1, so that the process proceeds from the step S10 to the NOx regeneration request shortening mode process from the step S601.
[0041]
In the NOx regeneration request shortening mode, a value NOx2 smaller than the normal value NOx1 is set as the threshold value of the NOx adsorption amount for issuing the regeneration request in order to shorten the interval of generation of the NOx regeneration request.
[0042]
Then, in step S601, it is determined whether or not the NOx adsorption amount is equal to or less than the threshold value NOx2. If the NOx adsorption amount is equal to or less than the threshold value NOx2, the NOx regeneration request flag sp is set to 0 in step S602. If the NOx adsorption amount exceeds the threshold value NOx2, a NOx regeneration request is issued with the NOx regeneration request flag sp set to 1 in step S603.
[0043]
If the NOx regeneration reduction flag is 0 and the NOx regeneration request reduction mode is not set, the process proceeds to step S11, and it is determined whether or not the amount of particulates accumulated in the DPF 13 exceeds the predetermined amount PM1 and it is time to regenerate.
[0044]
Whether the amount of accumulated particulates has reached the predetermined amount PM1 depends on whether the exhaust pressure upstream of the DPF 13 detected by the pressure sensor 15 under predetermined engine operating conditions (load / rotation) is a threshold value shown in FIG. Is determined to be the regeneration time.
[0045]
Alternatively, a method may be used in which the regeneration timing is determined when the travel distance from the previous regeneration exceeds a predetermined distance and the exhaust pressure exceeds the threshold shown in FIG.
If it is determined that it is the regeneration time, the reg flag which is the DPF regeneration request flag is set to 1 in step S701, and a DPF regeneration request is generated.
[0046]
When the accumulation amount of the particulates is equal to or less than the predetermined amount PM1, the process proceeds to step S12, where the amount of the particulates collected by the DPF 13 exceeds the predetermined amount PM2 (<PM1), and the normal EGR rate mode is changed from the target EGR rate reduction mode. It is determined whether it is time to change to.
[0047]
As shown in FIG. 21, the DPF 13 has a characteristic that the collection efficiency of particulates decreases when the collection amount of particulates is small, and the predetermined amount PM2 has a collection efficiency equal to or higher than a predetermined value. It is set as a threshold value of the particulate collection amount.
[0048]
Whether the amount of accumulated particulates has reached the predetermined amount PM2 depends on whether the exhaust pressure upstream of the DPF 13 detected by the pressure sensor 15 under predetermined engine operating conditions (load / rotation) is a threshold value shown in FIG. Is exceeded, it is determined that it is time to change from the target EGR rate reduction mode to the normal EGR rate mode.
[0049]
Further, a method of determining the mode switching of the EGR rate when the travel distance from the previous regeneration exceeds the predetermined distance and the exhaust pressure exceeds the threshold shown in FIG.
[0050]
If it is determined that it is time to change the target EGR rate reduction mode to the normal EGR rate mode, the target EGR rate reduction mode flag is reset to 0 in step S801, and the NOx regeneration reduction flag is reset to 0 in step S802.
[0051]
If it is determined in step S12 that the amount of accumulated particulates is equal to or less than the predetermined amount PM2, the process proceeds to step S13, in which the amount of sulfur deposited on the adsorptive NOx catalyst 12 reaches the predetermined amount SM1, and the poisoning release timing (regeneration) Time) is determined.
[0052]
If a predetermined amount of sulfur has accumulated and it is determined that sulfur poisoning must be released, a sulfur poisoning release request is generated by setting the sulfur poisoning release request flag desul to 1 in step S901.
[0053]
On the other hand, when the amount of sulfur deposited on the adsorption-type NOx catalyst 12 is equal to or less than the predetermined amount SM1, the process proceeds to step S14, and whether the amount of NOx adsorbed on the adsorption-type NOx catalyst 12 has reached the predetermined amount NOx1 and it is time to regenerate. Determine whether or not.
[0054]
If NOx exceeding the predetermined amount NOx1 is adsorbed on the adsorption-type NOx catalyst 12 and it is determined that NOx regeneration (NOx release / reduction processing) is necessary, a NOx regeneration request flag (rich spike mode flag) is set in step S1001. With sp set to 1, a NOx regeneration request is generated.
[0055]
Here, the reproduction mode of the DPF 13 after step S101 will be described. In the regeneration mode of the DPF 13, the post injection, which is the fuel injection from the latter stage of the expansion stroke to the exhaust stroke, is performed together with the main injection to increase the exhaust temperature. The post injection increases the exhaust gas temperature. The target excess air ratio is controlled to a target excess air ratio (hereinafter, the excess air ratio is abbreviated as λ) corresponding to the trapped amount.
[0056]
The control of the exhaust λ is performed by controlling the opening degree of the throttle valve 8 according to a map value of a target intake air amount according to the main injection amount and the engine speed (rpm). As shown in FIG. 17, the exhaust λ is made smaller (richer) as the amount of particulates deposited increases.
[0057]
When the actual exhaust λ detected by the air-fuel ratio sensor 17 deviates from the target in the intake throttle according to the target intake air amount, the intake throttle is feedback-controlled to control the target exhaust λ.
[0058]
In step S102, it is determined whether or not the DPF temperature detected by the temperature sensor 16 is equal to or higher than the upper limit T1 during regeneration.
When the DPF temperature becomes equal to or higher than the upper limit value T1 during the regeneration, the process proceeds to step S111, in which, for example, as shown in FIG.
[0059]
If the DPF temperature is lower than the upper limit T1 during regeneration, the process proceeds to step S103, and it is determined whether the DPF temperature is equal to or lower than the lower limit T1 during regeneration.
When the DPF temperature becomes equal to or lower than the lower limit value T1 during regeneration, the process proceeds to step S110, in which the post injection amount is increased by a predetermined amount, and the exhaust gas temperature is raised.
[0060]
If the post injection amount fluctuates in step S110 and step S111 and the exhaust λ deviates from the target, the exhaust λ is adjusted by the intake throttle to achieve the target exhaust λ.
[0061]
On the other hand, if the DPF temperature is less than the upper limit value T1 during regeneration and exceeds the lower limit value T1, the process proceeds to step S104, and whether or not the elapsed time t1 from the start of post-injection is equal to or longer than a predetermined time tdpfreg. Is determined.
[0062]
When the elapsed time t1 is equal to or longer than the predetermined time tdpfreg, it is determined that the particulates collected in the DPF 13 have been burned and removed, and the post-injection is stopped in step S105 to stop heating the DPF 13.
[0063]
In step S106, since the regeneration mode of the DPF 13 has ended, the reg flag is reset to 0.
In step S107, if the unburned particulates remain in the DPF 13 even though the regeneration mode ends, if the exhaust λ is suddenly increased, the particulates remaining in the DPF 13 may be burned at once, and the DPF 13 may be melted. , Set the rec flag to 1 to enter the erosion prevention mode.
[0064]
Further, in step S108, immediately after the regeneration of the DPF 13, in order to suppress the generation of particulates in the engine, the target EGR rate reduction flag is set to 1 and the mode for reducing the target EGR rate is entered.
[0065]
As shown in FIG. 21, when the amount of particulates collected immediately after regeneration is small, the DPF 13 has a low collection efficiency, and there is a probability that the particulates pass through the DPF 13 though there is a capacity to be collected. Get higher.
[0066]
Therefore, the exhaust gas recirculation rate (EGR rate) is reduced to reduce the amount of particulates generated in the engine 1 so that the amount of particulates released from the vehicle does not increase even if the collection efficiency in the DPF 13 is low. .
[0067]
In particular, in a high-load and high-speed range, the amount of particulates generated by the engine increases, so that the effect of a decrease in collection efficiency is great. As described above, the target EGR rate is reduced in a high-load and high-speed range. (See FIGS. 19 and 20).
[0068]
In step S109, the NOx regeneration shortening flag is set to 1 in response to entering the mode for reducing the target EGR rate.
The NOx regeneration reduction flag is determined in step S10. If the NOx regeneration reduction flag is 1, a value NOx2 smaller than the normal value NOx1 is set as a threshold value of the NOx adsorption amount for issuing a NOx regeneration request. Then, the execution interval of the NOx regeneration process is shortened.
[0069]
Since the above-described estimation of the NOx adsorption amount based on the engine speed and the traveling distance is normally adapted to the case where the EGR rate is controlled, the exhaust gas recirculation rate (EGR rate) is reduced as the collection efficiency of the DPF 13 decreases. When the amount of NOx generated in the engine 1 increases due to the decrease in the normal value, the estimated value of the NOx adsorption amount becomes smaller than the actual value.
[0070]
At this time, if the threshold value of the NOx adsorption amount for issuing the NOx regeneration request is kept at the normal value, the regeneration request is not issued even though the NOx adsorption amount is already saturated, and the NOx emission amount from the vehicle is not increased. Will increase.
[0071]
Therefore, the threshold value of the NOx adsorption amount for issuing the NOx regeneration request is lowered to compensate for the difference between the estimated value and the actual value, so that the NOx amount is not left in a saturated state. .
[0072]
The target EGR rate decrease flag is reset to 0 based on the determination that the sufficient collection efficiency can be exerted when the amount of trapped particulates in the DPF 13 exceeds the predetermined amount PM2 (step S801) Also, since the target EGR rate is returned to the normal value, the NOx regeneration reduction flag is also reset to 0 at the same time (step S802).
[0073]
Next, the sulfur poisoning release mode after step S201 will be described.
First, in step S201, since the amount of sulfur deposited on the adsorption-type NOx catalyst 12 has reached a predetermined amount, the exhaust λ is controlled to stoichiometric (stoichiometric air-fuel ratio).
[0074]
Specifically, as shown in FIG. 15, a map storing a target intake air amount for an operation in which λ = 1 (the stoichiometric air-fuel ratio) is stored in accordance with the main injection amount and the engine speed (rpm). Referring to the reference, the intake air is throttled so as to reach the target intake air amount, and when the actual exhaust λ deviates from the stoichiometric value, the exhaust λ is adjusted using the intake throttle.
[0075]
In step S202, it is determined whether the temperature of the adsorption-type NOx catalyst 12 detected by the temperature sensor 14 is equal to or higher than a predetermined value T3.
For example, when a Ba-based catalyst is used as the adsorption type NOx catalyst 12, the catalyst temperature must be set to 600 ° C. or more in a rich to stoichiometric atmosphere in order to release sulfur poisoning. Set to ° C or higher.
[0076]
If the temperature of the adsorption-type NOx catalyst 12 is lower than the predetermined value T3, the process proceeds to step S209, and a predetermined post injection is performed.
Although the exhaust λ fluctuates due to the post-injection, the target exhaust λ and the target catalyst temperature are realized by adjusting the intake air amount again in step S201.
[0077]
If the temperature of the adsorption type NOx catalyst 12 is equal to or more than the predetermined value T3, the process proceeds to step S203, and it is determined whether the sulfur poisoning release processing at the target exhaust λ and the catalyst temperature has been performed for a predetermined time tdesul. .
[0078]
When the sulfur poisoning release process is performed for a predetermined time tdesul, it is determined that the sulfur poisoning release has been completed, and the process proceeds to step S204 to release the stoichiometric operation.
In step S205, although the sulfur poisoning release mode is ended, if the particulate matter is deposited on the DPF 13 under such a high temperature condition and the exhaust λ is suddenly increased, the particulate matter burns at a stretch in the DPF 13. Since the DPF 13 may be melted, the rec flag is set to 1 in order to enter the melting prevention mode.
[0079]
In step S206, since the sulfur poisoning release mode has ended, the desul flag is reset to 0.
In step S207, since the sulfur poisoning release mode has ended, the sulfur accumulation amount on the adsorption-type NOx catalyst 12 is reset to zero.
[0080]
In step S208, when the sulfur poisoning is released, the adsorption type NOx catalyst 12 is exposed to the stoichiometric atmosphere for a long time, so that the NOx regeneration (NOx release / reduction processing) is performed at the same time. The sp flag indicating the request of the rich spike mode for processing the NOx adsorbed on the catalyst 12 is reset to 0.
[0081]
Next, the rich spike mode after step S301 will be described.
In step S301, the exhaust λ is controlled to a predetermined λ for performing a rich spike.
[0082]
In step S302, it is determined whether or not the elapsed time t3 of the start of the rich spike is equal to or longer than a predetermined time tspike.
When the predetermined time tspike has elapsed, the process proceeds to step S303 to cancel the rich operation, reset the sp flag to 0, and end the rich spike mode.
[0083]
Next, the melting prevention mode after step S401 will be described.
In step S401, the temperature of the DPF 13 is detected.
In step S402, since the temperature of the DPF 13 is very high immediately after the regeneration or immediately after the high-load operation, the exhaust λ is set to a predetermined value so that the unburned or accumulated particulates do not burn at a stretch and the DPF 13 is melted. It is controlled to a value (for example, λ ≦ 1.4).
[0084]
Specifically, as shown in FIG. 16, the target intake air amount is set according to the main injection amount and the engine speed, the intake throttle is controlled based on the target intake air amount, and the output of the air-fuel ratio sensor 17 Feedback control of air volume.
[0085]
In step S403, it is determined whether or not the temperature of the DPF 13 detected by the temperature sensor 16 is equal to or lower than a temperature T4 at which there is no possibility that rapid oxidation of particulates will start.
[0086]
If the temperature is lower than the temperature T4, the DPF 13 can be prevented from being damaged even when the oxygen concentration in the exhaust gas becomes substantially equal to that in the atmosphere.
When the temperature of the DPF 13 becomes equal to or lower than the temperature T4, there is no possibility that the DPF 13 is melted. Therefore, the process proceeds to Step S404, and the exhaust λ control for preventing the damage is stopped.
[0087]
In step S405, since the erosion prevention mode has ended, the rec flag is reset to 0.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system configuration diagram of an engine according to an embodiment.
FIG. 2 is a flowchart showing a main routine of exhaust gas purification control.
FIG. 3 is a flowchart showing a DPF regeneration mode.
FIG. 4 is a flowchart showing a sulfur poisoning release mode of the adsorption type NOx catalyst.
FIG. 5 is a flowchart showing a rich spike mode for NOx regeneration of an adsorption-type NOx catalyst.
FIG. 6 is a flowchart illustrating a DPF melting prevention mode.
FIG. 7 is a flowchart showing a target EGR rate reduction mode.
FIG. 8 is a flowchart showing a NOx regeneration request shortening mode.
FIG. 9 is a flowchart showing a setting of a DPF regeneration mode.
FIG. 10 is a flowchart showing release of a target EGR rate reduction mode.
FIG. 11 is a flowchart showing the setting of a sulfur poisoning release mode.
FIG. 12 is a flowchart illustrating setting of a rich spike mode.
FIG. 13 is a diagram showing a map of an exhaust pressure threshold value used for determining a DPF regeneration timing.
FIG. 14 is a view showing a map of an exhaust pressure threshold value used for determination of cancellation of a target EGR rate decrease mode.
FIG. 15 is a diagram showing a map of a target intake air amount for λ = 1 operation.
FIG. 16 is a diagram showing a map of a target intake air amount for preventing DPF melting.
FIG. 17 is a diagram showing a correlation between a target exhaust λ during DPF regeneration and a trapped amount of particulates.
FIG. 18 is a diagram showing a map of a unit post injection amount for raising the exhaust gas temperature.
FIG. 19 is a diagram showing a target EGR rate decrease correction region.
FIG. 20 is a diagram showing a target EGR rate in a decrease correction region.
FIG. 21 is a diagram showing a correlation between a particulate collection amount and a collection efficiency.
[Explanation of symbols]
1. Diesel engine (internal combustion engine)
3. Injector
8 ... Throttle valve
9 Exhaust gas recirculation passage
10. Exhaust gas recirculation control valve
11 ... oxidation catalyst
12. Adsorption type NOx catalyst (exhaust gas purifying means)
13 ... DPF (trap)
14 first temperature sensor
15 ... Pressure sensor
16 second temperature sensor
17 ... Air-fuel ratio sensor
20 ... ECU

Claims (6)

機関の吸気側に排気の一部を還流させる排気還流装置と、機関の排気通路に介装され排気中のパティキュレートを捕集するトラップとを備えた内燃機関において、
前記トラップにおけるパティキュレートの捕集量が所定の量以下であるときに、前記排気還流装置による排気還流量を減少補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An internal combustion engine including an exhaust gas recirculation device that recirculates a part of exhaust gas to an intake side of the engine, and a trap that is interposed in an exhaust passage of the engine and collects particulates in exhaust gas,
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, wherein the amount of exhaust gas recirculated by the exhaust gas recirculation device is reduced and corrected when the amount of trapped particulates in the trap is equal to or less than a predetermined amount.
前記トラップにおけるパティキュレートの捕集量が所定の量より少なく、かつ、機関が所定の高負荷・高回転領域で運転されているときに、前記排気還流装置による排気還流量を減少補正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装置。When the trapping amount of the particulates in the trap is smaller than a predetermined amount, and when the engine is operated in a predetermined high load / high rotation range, the exhaust gas recirculation device reduces and corrects the exhaust gas recirculation amount. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein: 前記排気通路に介装され前記パティキュレート以外の排気成分を浄化する排気浄化手段を備え、
前記排気還流量の減少補正が行われるときに、前記排気浄化手段の再生処理の実行間隔を短く補正することを特徴とする請求項1又は2記載の内燃機関の排気浄化装置。
Exhaust purification means interposed in the exhaust passage and purifying exhaust components other than the particulates,
3. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein when the decrease correction of the exhaust gas recirculation amount is performed, an execution interval of a regeneration process of the exhaust gas purifying unit is corrected to be short.
前記排気浄化手段が、酸化雰囲気において排気中のNOxを吸着し、還元雰囲気においてNOxを放出する吸着型NOx触媒であることを特徴とする請求項3記載の内燃機関の排気浄化装置。4. The exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine according to claim 3, wherein said exhaust gas purifying means is an adsorption type NOx catalyst that adsorbs NOx in exhaust gas in an oxidizing atmosphere and releases NOx in a reducing atmosphere. 前記排気還流量の減少補正を、前記トラップの再生直後から実施することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the correction of the decrease in the exhaust gas recirculation amount is performed immediately after the regeneration of the trap. 前記トラップにおける排気圧力が所定の値以下であるときに、前記トラップにおけるパティキュレートの捕集量が所定の量より少ないと判断することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。The method according to claim 1, wherein when the exhaust pressure in the trap is equal to or less than a predetermined value, it is determined that the trapping amount of the particulates in the trap is smaller than a predetermined amount. Exhaust purification device for internal combustion engine.
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