JP2004346755A - Control device for engine - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路にパティキュレートフィルタを備えたエンジンの制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記パティキュレートフィルタは、パティキュレート(排気微粒子)の捕集量が所定量以上になったときに、その捕集したパティキュレートを燃焼除去することにより、再生する必要がある。このフィルタの再生に関して、該フィルタよりも上流側の排気通路に酸化触媒を配置し、この酸化触媒に未燃燃料を供給して酸化燃焼させることにより、フィルタに流入する排気ガス温度を高め、該フィルタのパティキュレートを燃焼させることが知られている(特許文献1参照)。
【0003】
特許文献1では、上記酸化触媒に流入する排気ガス温度を検出し、該排気ガス温度が所定値以上であるときに、圧縮行程上死点付近で燃料を気筒内燃焼室に噴射する主噴射の後、排気弁の閉止直前に気筒内燃焼室に燃料を噴射する後噴射を行なうことにより、未燃燃料を上記酸化触媒に供給するようになされている。すなわち、酸化触媒に流入する排気ガス温度に基づいて該酸化触媒が活性状態にあるか否かを判定し、排気ガス温度が低いときはフィルタ再生のための後噴射を行なわないようにされている。
【0004】
【特許文献1】
特開平8−42326号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記酸化触媒の温度が低い場合でも、上記主噴射後の膨張行程の比較的早い時期に後噴射を実行すると、その後噴射燃料が気筒内で燃焼して排気ガス温度が高まるから、上記酸化触媒の活性を促してフィルタの再生を図ることができる。また、この膨張行程早期の後噴射によって酸化触媒の温度低下を防止し、つまり、その活性状態を保持し、未燃燃料の酸化燃焼を良好なものにしてフィルタの再生をより確実にすることができる。
【0006】
しかし、膨張行程の早期に後噴射を実行すると、この後噴射燃料の筒内での燃焼によりエンジンが余分に加熱されることから、外気温度が高いときはエンジン水温が過度に上昇してエンジンのオーバーヒートを招く懸念がある。もちろん、エンジンの冷却用ファンを大型化するなどして冷却性能を高めれば、その問題はなくなるが、冷却性能を高めることはコスト高を招くとともに、冷却用機器の大型化を招き、得策でない。
【0007】
すなわち、本発明の課題は、上記フィルタの再生のために膨張行程の早期に後噴射を実行する場合の、エンジンのオーバーヒートを防止することにある。
【0008】
また、本発明の課題は、エンジンのオーバーヒートを避けながら上記フィルタの再生を効率良く行なうことにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述の如き課題に対して、フィルタ再生中であっても、エンジン水温が上昇する傾向にあるときは膨張行程早期の後噴射を抑制するようにした。
【0010】
すなわち、請求項1に係る発明は、エンジンの排気通路に設けられたパティキュレートフィルタと、
上記フィルタに捕集されたパティキュレート捕集量を検出する捕集量検出手段と、
上記フィルタよりも上流側の上記排気通路に設けられ酸化触媒と、
上記捕集量検出手段によって検出された上記捕集量が所定値以上になったときに、圧縮行程上死点付近で燃料を上記エンジンの気筒内燃焼室に噴射する主噴射後の膨張行程において上記酸化触媒に流入する排気ガス温度が上昇するように上記気筒内燃焼室に燃料を噴射する第1後噴射と、該第1後噴射後に上記酸化触媒に未燃燃料が供給されるように上記気筒内燃焼室に燃料を噴射する第2後噴射とを実行することにより、上記フィルタに捕集されたパティキュレートを燃焼させて該フィルタを再生する再生手段とを備えているエンジンの制御装置において、上記エンジンのエンジン水温(冷却水温度)に関連するパラメータ値を検出する検出手段を備え、
上記再生手段は、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したとき、上記第1後噴射を抑制することを特徴とする。
【0011】
従って、パティキュレートフィルタの捕集量が所定値以上になると、第1後噴射が実行されることにより、酸化触媒に流入する排気ガス温度が上昇し、該酸化触媒の活性が促され、又は該酸化触媒が高活性状態に維持され、第2後噴射によって供給される未燃燃料を効率良く酸化燃焼させることができる。この未燃燃料の酸化燃焼によって、上記フィルタに流入する排気ガス温度が高くなり、該フィルタに捕集されているパティキュレートが効率良く燃焼除去される。
【0012】
そうして、上記第1後噴射の実行によりエンジン水温が上昇していくが、該エンジン水温が第1所定値以上になると、当該第1後噴射が抑制(第1後噴射の停止だけでなく第1後噴射量の減量を含む。)されるから、外気温度が高いこと等が原因となってエンジン水温が過度に上昇することが抑えられ、エンジンのオーバーヒートが回避される。
【0013】
上記第2後噴射は、第1後噴射後の膨張行程で実行しても、その後の排気行程で実行してもよい。また、上記第1後噴射の抑制は、その後噴射量を減らすというものであっても、後噴射を停止するというものであってもよい。また、エンジン水温に関連するパラメータ値を検出する手段に関しては、エンジン水温を検出する温度センサに限らず、エンジン水温の高低を判定することができるものであれば、その手段は問わない。
【0014】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
上記再生手段は、上記第1後噴射の抑制後に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が上記第1所定値よりも低い第2所定値以下になったと判定したときに当該抑制を解除することを特徴とする。
【0015】
従って、第1後噴射の実行・停止が頻繁に繰り返されるハンチングを避けながら、エンジンのオーバーヒートを招くことなく、フィルタを再生する上で有利になる。
【0016】
請求項3に係る発明は、請求項2に記載のエンジンの制御装置において、
外気温度に関連するパラメータ値を検出する手段と、
上記外気温度に関連するパラメータ値に基づいて当該外気温度が高くなるほど上記第1所定値及び第2所定値を低下させる閾値補正手段とを備えていることを特徴とする。
【0017】
すなわち、外気温度が高くなるほど、上記第1後噴射によってエンジン水温が上昇しオーバーヒートを招き易くなる。そこで、本発明では、外気温度が高くなるほど上記第1所定値を低くし、エンジン水温が上昇し始めたときに早めに第1後噴射を抑制することにより、上記オーバーヒートを確実に防止できるようにしたものである。また、第2所定値も第1所定値に連動して変化させることにより、上記ハンチングを避けるようにしている。
【0018】
外気温度に関連するパラメータ値を検出する手段に関しては、外気温度を検出する温度センサに限らず、エンジンの吸気温度を検出する温度センサであってもよく、その手段は問わない。例えば、第1後噴射を実行したときのエンジン水温に関連するパラメータ値の変化速度に基づいて外気温度の高低を判定することもできる。すなわち、第1後噴射の実行に伴ってエンジン水温(上記エンジン水温関連パラメータ値に基づいて判定される水温)が上昇していくが、該水温が上記第2所定値よりも低い第3所定値を越えてから第2所定値に達するまでの時間を計測し、その時間が短いほど外気温度が高いとして上記第1所定値及び第2所定値を低下させるようにしてもよい。
【0019】
請求項4に係る発明は、請求項2又は請求項3に記載のエンジンの制御装置において、
上記再生手段は、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときは上記第1後噴射と共に上記第2噴射を抑制し、該エンジン水温が上記第1所定値と第2所定値との中間の所定値以下にあると判定したときは上記第2後噴射の抑制を解除することを特徴とする。
【0020】
すなわち、第2後噴射は酸化触媒に未燃燃料を供給するものであるから、エンジン水温に与える影響は大きくないが、第1後噴射を抑制したときは酸化触媒の温度が低下して活性が低くなり、第2後噴射による未燃燃料がフィルタの再生に有効に利用されない可能性があることから、エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときは上記第1後噴射と共に上記第2噴射も抑制するようにしたものである。
【0021】
一方、エンジン水温が上記第1所定値と第2所定値との中間の所定値以下になったときは、暫くすると、エンジン水温が第2所定値以下まで下がって第1後噴射の抑制が解除される。そこで、事前に第2後噴射を抑制を解除して酸化触媒に未燃燃料を供給して酸化燃焼させるようにし、そのことによって、酸化触媒温度及びフィルタ温度の過度の低下を防止し、その後に第1後噴射の抑制が解除されて酸化触媒の温度が高くなったときに、本格的なフィルタの再生を速やかに再開できるようにしたものである。
【0022】
請求項5に係る発明は、請求項1に記載のエンジンの制御装置において、
上記再生手段は、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したとき、上記第1後噴射のみを抑制し、上記第2後噴射は継続することを特徴とする。
【0023】
すなわち、第2後噴射は酸化触媒に未燃燃料を供給するものであり、エンジン水温に与える影響はほとんどないことから、本発明では第1後噴射を抑制(第1後噴射の停止だけでなく、第1後噴射量の減量を含む。)したときでも第2後噴射を継続するものである。そうして、この第2後噴射の継続により、その後に第1後噴射の抑制が解除されて酸化触媒の温度が高くなったときに、未燃燃料の酸化燃焼による本格的なフィルタの再生を速やかに再開できるようにしたものである。
【0024】
【発明の効果】
以上のように、請求項1に係る発明によれば、エンジン水温に関連するパラメータ値を検出する検出手段を備え、第1後噴射及び第2後噴射によるパティキュレートフィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときに上記第1後噴射を抑制するようにしたから、上記フィルタの再生に伴ってエンジン水温が過度に上昇してエンジンのオーバーヒートを招くことを防止することができる。
【0025】
請求項2に係る発明によれば、請求項1において、さらに、上記第1後噴射の抑制後に、上記エンジン水温が上記第1所定値よりも低い第2所定値以下になったと判定したときに当該抑制を解除するようにしたから、第1後噴射の実行・停止が頻繁に繰り返されるハンチングを避けながら、エンジンのオーバーヒートを招くことなく、フィルタを再生する上で有利になる。
【0026】
請求項3に係る発明によれば、請求項2において、外気温度が高くなるほど上記第1所定値及び第2所定値を低下させる閾値補正手段を備えているから、エンジン水温が上昇し始めたときに早めに第1後噴射を抑制して上記オーバーヒートを確実に防止することができ、上記ハンチングも避けることができる。
【0027】
請求項4に係る発明によれば、請求項2又は請求項3において、上記第1後噴射及び第2後噴射によるフィルタ再生中に、エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときは上記第1後噴射と共に上記第2噴射を抑制し、該エンジン水温が上記第1所定値と第2所定値との中間の所定値以下にあると判定したときは上記第2後噴射の抑制を解除するようにしたから、無駄に第2後噴射が行なわれて燃料消費率が悪化することを避けながら、第1後噴射の抑制が解除されたときは未燃燃料の酸化燃焼による本格的なフィルタの再生を速やかに再開することができる。
【0028】
請求項5に係る発明によれば、請求項1において、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値を越えた判定したとき、上記第1後噴射を抑制し、上記第2後噴射を継続するようにしたから、第1後噴射の抑制が解除されて酸化触媒の活性が高くなったときに、未燃燃料の酸化燃焼による本格的なフィルタの再生を速やかに再開することができる。
【0029】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【0030】
図1に示すエンジン制御装置において、1は多気筒のディーゼルエンジン(図1には1気筒のみを示している。)、2はその吸気通路、3はその排気通路である。エンジン1のピストン4の頂面には深皿形燃焼室5が形成されている。エンジン1のシリンダヘッドには、圧縮行程上死点付近で当該気筒内燃焼室5に燃料を直接噴射供給することができるように燃料噴射弁7が設けられているとともに、エンジン冷間時に吸入空気を暖めるためのグロープラグ8が設けられている。
【0031】
吸気通路2には、その上流側から下流側に向かって順に、エアクリーナー9、エアフローセンサ10、ターボ過給機11のブロア11a、インタークーラ12、吸気絞り弁13、外気温度に関連するパラメータ値を検出する手段としての吸気温度センサ14及び吸気圧力センサ15が配設されている。排気通路3には、その上流側から下流側に向かって順に、ターボ過給機11のタービン11b、酸化触媒16及びパティキュレートフィルタ17が配設されている。
【0032】
パティキュレートフィルタ17の上流側と下流側とには、排気圧力センサ18、19が配設されている。この両排気圧力センサ18,19はパティキュレート捕集量検出手段を構成している。すなわち、この両センサ18,19で検出される排気圧力の差圧に基づいてパティキュレートフィルタ17に捕集されたパティキュレート量を検出するようになっており、差圧が大きいほど当該捕集量が大と判定することができる。
【0033】
また、排気通路3の上記タービン11bよりも上流側の部位と吸気通路2の上記吸気圧力センサ15よりも下流側の部位とが、排気ガスの一部を吸気系に戻すための排気ガス還流通路21によって接続されている。以下、排気ガス還流をEGRという。このEGR通路21の途中には負圧アクチュエータ式のEGR弁22と、排気ガスをエンジンの冷却水によって冷却するためのクーラ23とが配設されている。
【0034】
燃料噴射弁7には、燃料噴射ポンプ(図示省略)から蓄圧手段としてのコモンレール(図示省略)を介して燃料供給管25により燃料が供給され、燃料戻し管24で燃料タンク(図示省略)に戻される。26はエンジン水温を検出する水温センサ、27はエンジン回転数を検出するクランク角センサ、28は酸化触媒16に流入する排気ガス温度を検出する第1排気ガス温度センサ、29はパティキュレートフィルタ17に流入する排気ガス温度を検出する第2排気ガス温度センサ、30はパティキュレートフィルタ17から流出する排気ガス温度を検出する第3排気ガス温度センサである。
【0035】
そうして、上記燃料噴射弁7、グロープラグ8、ターボ過給機11及びEGR弁22は、図2に示すマイクロコンピュータを利用したECU(エンジンコントロールユニット)35によって制御されるようになっている。
【0036】
上記ECU35による燃料噴射弁7を用いた燃料噴射制御には、エンジン出力発生のために圧縮行程上死点付近で燃料を噴射する主噴射制御と、パティキュレートフィルタ17の再生のための後噴射制御とがある。
【0037】
主噴射制御は、基本的にはエンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて行なわれ、さらにエンジン水温や吸気温度等に基づいて補正される。エンジン負荷については、アクセル開度(アクセルペダルの踏み込み量)を検出するアクセル開度センサ32からECU35に検出信号が与えられるようになっている。
【0038】
後噴射制御、すなわち、フィルタ再生制御は、上記吸気温度センサ14、排気圧力センサ18,19、水温センサ26、クランク角センサ27、排気ガス温度センサ28〜29、アクセル開度センサ32等に基づいて行なわれる。このフィルタ再生制御のために、上記ECU35には再生手段36及び閾値補正手段37が設けられている。
【0039】
(フィルタ再生制御)
以下、フィルタ17の再生制御について具体的に説明する。
【0040】
再生手段36は、上記フィルタ17のパティキュレート捕集量が所定値以上になったときに、燃料噴射弁7を作動させて、酸化触媒16に流入する排気ガス温度が上昇するように燃料を噴射する第1後噴射と、酸化触媒16に未燃燃料が供給されるように燃料を噴射する第2後噴射とを実行する。
【0041】
さらに、再生手段36は、フィルタ17の再生中にエンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときは、上記第1後噴射及び第2後噴射を抑制し、エンジン水温が上記第1所定値よりも小さな第2所定値以下になったと判定したときは第1後噴射の抑制を解除し、第2後噴射の抑制についてはエンジン水温が上記第1所定値と第2所定値との中間の第4所定値以下にあると判定したときの解除するように構成されている。
【0042】
また、閾値補正手段37は、吸気温度センサ14によって検出される外気温度が高くなるほど上記第1所定値及び第2所定値を低下させるように構成されている。すなわち、図3に示すように、外気温度が0℃以下の場合は第1所定値及び第2所定値は略一定の高い温度に設定されているが、外気温度が0℃を越えて上昇していくことに伴って、第1所定値及び第2所定値は漸次低下していく。但し、第1所定値と第2所定値との温度差は外気温度の高低に拘わらず略一定となるように設定されている。
【0043】
図4はフィルタ再生制御のフローを示す。スタート後のステップS1においてパティキュレートフィルタ17の前後の排気圧力センサ18,19で検出される圧力に基づいて差圧ΔPを求め、ステップS2で差圧ΔPに基づいてパティキュレート捕集量Mを算出する。ステップS3で水温センサ26によって検出されるエンジン水温TWを読み込む。
【0044】
続くステップS4においてパティキュレート捕集量Mが所定値α(例えばフィルタ1L当たり10g)以上になっているか否かを判定する。捕集量Mが所定値α以上になっていないときはリターンする。捕集量Mが所定値α以上になっているときは、ステップS5に進んで第1後噴射A及び第2後噴射Bを実行する。但し、排気ガス温度センサ28の出力に基づいて酸化触媒16に流入する排気ガス温度が所定値(酸化触媒16が所定の活性を呈する温度)以上になっていることを条件としてステップS5に進む。
【0045】
第1後噴射A及び第2後噴射Bの噴射量及び噴射時期はエンジン運転状態に基づいてマップを参照して設定する。図5は第1後噴射量マップの一例を示し、図6は第2噴射量マップの一例を示す。図5及び図6の各領域に付した数値は1気筒1ストローク(1膨張行程)当たりの燃料噴射量を表す。これらマップでは、基本的にはエンジン負荷が低くなるほど、また、エンジン回転数が低くなるほど後噴射量が多くなるように設定されている。これは、エンジン負荷が低くなるほど、また、エンジン回転数が低くなるほど主噴射による排気ガス温度が低くなり、また、排気ガス量が少なくなるからである。但し、第2後噴射量は第1後噴射量よりも総体的に少なくなるようにしている。
【0046】
図7は第1後噴射時期マップの一例を示し、図8は第2噴射時期マップの一例を示す。図7及び図8の各領域に付した値はATDC(圧縮行程上死点後)のクランク角を表している。第1後噴射時期については、エンジン出力への影響(トルクショック)を避けながら排気ガス温度を高めるべく、ATDC20〜35゜CA(クランク角)の範囲において、エンジン負荷が高くなるほど、また、エンジン回転数が高くなるほど、遅くなるように設定している。一方、第2後噴射時期については、当該後噴射燃料を酸化触媒で燃焼しやすいように若干熱分解させて排出すべく、ATDC50〜120゜CAの範囲において、エンジン負荷が高くなるほど、また、エンジン回転数が高くなるほど、遅くなるように設定している。
【0047】
上記第1後噴射Aの実行により、エンジン1の排気ガス温度が上昇し、それに伴って酸化触媒16は温度が上昇して高い活性を示すようになる。よって、第2後噴射Bによって酸化触媒16に供給される未燃燃料が効率良く酸化燃焼し、フィルタ17に流入する排気ガス温度が高くなって、パティキュレートが着火燃焼し、該フィルタ17の再生が進んでいく。
【0048】
上記後噴射A,Bの実行ステップS5に続くステップS6では、水温センサ26によって検出されるエンジン水温TWが第1所定値以上になっているか否かを判定する。エンジン水温TWが第1所定値以上になっていないときはステップS7に進み、パティキュレート捕集量Mが所定値β(例えばフィルタ1L当たり1g)以下になっているか、つまりフィルタ17の再生が終了したか否かを判定する。フィルタ17の再生が終了したときはステップS8に進んで後噴射A,Bを停止し、リターンする。フィルタ17の再生が終了していないときはステップS5に戻って後噴射A,Bによるフィルタ17の再生を継続する。
【0049】
一方、ステップS6においてエンジン水温が第1所定値以上になっていると判定されたときは、ステップS9に進んで第1後噴射A及び第2後噴射Bを抑制する。すなわち、後噴射A,Bを停止する(後噴射量の減量でもよい)。これにより、図9に示すように、第1後噴射Aの実行に伴って上昇していたエンジン水温はオーバーヒートゾーンに入る前に下降していく。
【0050】
続くステップS10ではエンジン水温が第4所定値以下に下がったか否かを判定する。エンジン水温が第4所定値以下になったときはステップS11に進んで第2後噴射Bの抑制を解除する(第2後噴射Bを再開する)。これにより、酸化触媒16に未燃燃料が供給され、その酸化燃焼熱によって該酸化触媒16及びフィルタ17の温度の過度の低下が防止され、若しくは該酸化触媒16及びフィルタ17の温度上昇が図れる。
【0051】
続くステップS12ではエンジン水温TWが第2所定値以下に下がったか否かを判定する。エンジン水温TWが第2所定値以下に下がったときはステップS13に進んで第1後噴射Aの抑制を解除して(第1後噴射Aを再開して)ステップS7に進む。この場合、上述の如く事前に第2後噴射Bが再開されて酸化触媒16及びフィルタ17の温度低下が防止されているから、第1後噴射Aの再開により、酸化触媒16の温度が高くなったときに、未燃燃料の効率良い酸化燃焼が燃焼が速やかに始まり、フィルタ17の再生効率が高まる。
【0052】
また、上記第1所定値及び第2所定値は、外気温度が0℃を越えて高くなっていくと、閾値補正手段37による補正によって漸次低下していくことから、外気温度が高いときには、エンジン水温が上昇し始めたときに早めに第1後噴射が抑制されることになり、第1後噴射Aによってエンジン水温が過度に上昇しオーバーヒートを招くことが防止される。また、外気温度の変化に対して、第2所定値も第1所定値に連動して略一定の温度差を保って変化するから、第1後噴射Aの実行・停止が頻繁に繰り返されるハンチングが避けられる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態に係るエンジンの制御装置の全体構成図。
【図2】同制御装置のフィルタ再生制御に係るブロック図。
【図3】同再生制御の第1及び第2の所定値と外気温度との関係を示すグラフ図。
【図4】同再生制御のフロー図。
【図5】同再生制御における第1後噴射量の制御マップ図。
【図6】同再生制御における第2後噴射量の制御マップ図。
【図7】同再生制御における第1後噴射時期の制御マップ図。
【図8】同再生制御における第2後噴射時期の制御マップ図。
【図9】同再生制御におけるエンジン水温の経時変化を示すグラフ図。
【符号の説明】
1 エンジン
2 吸気通路
3 排気通路
5 気筒内燃焼室
7 燃料噴射弁
14 吸気温度センサ
16 酸化触媒
17 パティキュレートフィルタ
18,19 排気圧力センサ
26 水温センサ
35 ECU
36 再生手段
37 閾値補正手段[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for an engine having a particulate filter in an exhaust passage.
[0002]
[Prior art]
The particulate filter needs to be regenerated by burning and removing the collected particulates when the collected amount of the particulates (exhaust particulates) becomes equal to or more than a predetermined amount. Regarding the regeneration of the filter, an oxidation catalyst is disposed in an exhaust passage upstream of the filter, and by supplying unburned fuel to the oxidation catalyst to perform oxidative combustion, the temperature of exhaust gas flowing into the filter is increased. It is known to burn particulates of a filter (see Patent Document 1).
[0003]
In
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-8-42326
[Problems to be solved by the invention]
By the way, even when the temperature of the oxidation catalyst is low, if the post-injection is performed at a relatively early stage of the expansion stroke after the main injection, the injected fuel burns in the cylinder and the exhaust gas temperature rises. The regeneration of the filter can be promoted by promoting the activity of the catalyst. Further, it is possible to prevent the temperature of the oxidation catalyst from being lowered by the post-injection at the early stage of the expansion stroke. it can.
[0006]
However, if the post-injection is executed early in the expansion stroke, the engine is heated excessively by the combustion of the post-injected fuel in the cylinder. There is a risk of overheating. Of course, if the cooling performance is enhanced by increasing the size of the cooling fan of the engine, such a problem is eliminated. However, increasing the cooling performance increases the cost and the size of the cooling device, which is not a good idea.
[0007]
That is, an object of the present invention is to prevent engine overheating when performing post-injection early in the expansion stroke for regeneration of the filter.
[0008]
Another object of the present invention is to efficiently regenerate the filter while avoiding overheating of the engine.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-mentioned problem, the present invention suppresses post-injection early in the expansion stroke when the engine water temperature tends to increase even during filter regeneration.
[0010]
That is, the invention according to
Collection amount detection means for detecting the amount of particulate collected by the filter,
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the filter,
When the trapping amount detected by the trapping amount detecting means is equal to or greater than a predetermined value, in the expansion stroke after the main injection, in which fuel is injected into the in-cylinder combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke. A first post-injection for injecting fuel into the in-cylinder combustion chamber so that the temperature of exhaust gas flowing into the oxidation catalyst increases, and a method for supplying unburned fuel to the oxidation catalyst after the first post-injection. And a second post-injection for injecting fuel into the in-cylinder combustion chamber, whereby the particulate matter collected by the filter is burned to regenerate the filter, thereby regenerating the filter. Detecting means for detecting a parameter value related to an engine water temperature (cooling water temperature) of the engine,
The regeneration means determines that the engine coolant temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the parameter value during regeneration of the filter by the first post-injection and the second post-injection. Is suppressed.
[0011]
Therefore, when the trapping amount of the particulate filter becomes equal to or more than the predetermined value, the temperature of the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst is increased by performing the first post-injection, and the activity of the oxidation catalyst is promoted, or The oxidation catalyst is maintained in a highly active state, and the unburned fuel supplied by the second post-injection can be efficiently oxidized and burned. Due to the oxidative combustion of the unburned fuel, the temperature of the exhaust gas flowing into the filter increases, and the particulates collected by the filter are efficiently burned and removed.
[0012]
Thus, the execution of the first post-injection causes the engine water temperature to rise. When the engine water temperature becomes equal to or higher than the first predetermined value, the first post-injection is suppressed (not only the stop of the first post-injection but also the stoppage). Since the first post-injection amount is reduced, the engine water temperature is prevented from excessively rising due to a high outside air temperature or the like, and engine overheating is avoided.
[0013]
The second post-injection may be executed in an expansion stroke after the first post-injection or in a subsequent exhaust stroke. The suppression of the first post-injection may be to reduce the injection amount thereafter or to stop the post-injection. The means for detecting the parameter value related to the engine water temperature is not limited to the temperature sensor for detecting the engine water temperature, but may be any means as long as it can determine the level of the engine water temperature.
[0014]
According to a second aspect of the present invention, in the engine control device according to the first aspect,
When the regeneration means determines that the engine water temperature has become equal to or lower than a second predetermined value lower than the first predetermined value based on the parameter value after the suppression of the first post-injection, the suppression is released. It is characterized by.
[0015]
Therefore, it is advantageous in regenerating the filter without causing overheating of the engine while avoiding hunting in which the execution and stop of the first post-injection is frequently repeated.
[0016]
According to a third aspect of the present invention, in the engine control device according to the second aspect,
Means for detecting a parameter value related to the outside air temperature;
And a threshold value correcting unit that decreases the first predetermined value and the second predetermined value as the outside air temperature increases based on a parameter value related to the outside air temperature.
[0017]
That is, as the outside air temperature increases, the engine water temperature rises due to the first post-injection, and overheating is more likely to occur. Therefore, in the present invention, the first predetermined value is reduced as the outside air temperature increases, and the first post-injection is suppressed early when the engine water temperature starts to rise, so that the overheating can be reliably prevented. It was done. The hunting is avoided by changing the second predetermined value in conjunction with the first predetermined value.
[0018]
The means for detecting the parameter value related to the outside air temperature is not limited to the temperature sensor for detecting the outside air temperature, but may be a temperature sensor for detecting the intake air temperature of the engine. For example, the level of the outside air temperature can be determined based on the changing speed of the parameter value related to the engine water temperature when the first post-injection is executed. That is, the engine water temperature (water temperature determined based on the engine water temperature related parameter value) increases with the execution of the first post-injection, but the third predetermined value is lower than the second predetermined value. May be measured from when the second predetermined value is reached, and the shorter the time is, the higher the outside air temperature is. The first predetermined value and the second predetermined value may be decreased.
[0019]
According to a fourth aspect of the present invention, in the engine control device according to the second or third aspect,
The regeneration means determines that the engine water temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the parameter value during regeneration of the filter by the first post-injection and the second post-injection. And suppressing the second injection when the engine coolant temperature is determined to be equal to or lower than a predetermined intermediate value between the first predetermined value and the second predetermined value. And
[0020]
That is, since the second post-injection supplies unburned fuel to the oxidation catalyst, the effect on the engine water temperature is not significant, but when the first post-injection is suppressed, the temperature of the oxidation catalyst decreases and the activity decreases. As the unburned fuel due to the second post-injection may not be effectively used for the regeneration of the filter, when it is determined that the engine water temperature has become equal to or higher than the first predetermined value, the fuel injection is performed together with the first post-injection. Two injections are also suppressed.
[0021]
On the other hand, when the engine water temperature becomes equal to or lower than the intermediate predetermined value between the first predetermined value and the second predetermined value, after a while, the engine water temperature drops to the second predetermined value or lower and the suppression of the first post-injection is released. Is done. Therefore, the suppression of the second post-injection is canceled in advance, and the unburned fuel is supplied to the oxidation catalyst to perform oxidative combustion, thereby preventing the oxidation catalyst temperature and the filter temperature from excessively lowering. When the suppression of the first post-injection is released and the temperature of the oxidation catalyst rises, full-scale regeneration of the filter can be promptly restarted.
[0022]
According to a fifth aspect of the present invention, in the engine control device according to the first aspect,
The regeneration means determines that the engine coolant temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the parameter value during regeneration of the filter by the first post-injection and the second post-injection. Only the second post-injection is continued.
[0023]
That is, since the second post-injection supplies unburned fuel to the oxidation catalyst and has almost no effect on the engine water temperature, the present invention suppresses the first post-injection (in addition to stopping the first post-injection, , Including the first post-injection amount), the second post-injection is continued. Then, by continuing the second post-injection, when the suppression of the first post-injection is released and the temperature of the oxidation catalyst rises, full-scale regeneration of the filter by oxidizing combustion of the unburned fuel is performed. It is intended to be able to resume promptly.
[0024]
【The invention's effect】
As described above, according to the first aspect of the present invention, there is provided detecting means for detecting a parameter value related to the engine water temperature, and the parameter value is set during the regeneration of the particulate filter by the first post-injection and the second post-injection. The first post-injection is suppressed when it is determined that the engine water temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the value of the engine. Overheating can be prevented.
[0025]
According to the second aspect of the present invention, in the first aspect, when it is determined that the engine coolant temperature has become equal to or less than a second predetermined value lower than the first predetermined value after the suppression of the first post-injection. Since the suppression is released, it is advantageous in regenerating the filter without causing overheating of the engine while avoiding hunting in which the execution and stop of the first post-injection is frequently repeated.
[0026]
According to the third aspect of the present invention, when the engine water temperature starts to increase, the second aspect includes the threshold value correcting means for decreasing the first predetermined value and the second predetermined value as the outside air temperature increases. As a result, the first post-injection can be suppressed as early as possible to reliably prevent the overheating, and the hunting can be avoided.
[0027]
According to the fourth aspect of the present invention, in the second or third aspect, when it is determined that the engine coolant temperature has become equal to or higher than the first predetermined value during the filter regeneration by the first post-injection and the second post-injection. The second post-injection is suppressed together with the first post-injection, and when it is determined that the engine coolant temperature is equal to or lower than a predetermined intermediate value between the first predetermined value and the second predetermined value, the suppression of the second post-injection is performed. When the suppression of the first post-injection is released while preventing the fuel consumption rate from deteriorating due to useless second post-injection, full-scale combustion by oxidizing combustion of the unburned fuel is performed. Regeneration of the filter can be quickly resumed.
[0028]
According to the invention according to
[0029]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0030]
In the engine control device shown in FIG. 1, 1 is a multi-cylinder diesel engine (only one cylinder is shown in FIG. 1), 2 is an intake passage, and 3 is an exhaust passage. A deep-
[0031]
In the
[0032]
[0033]
Further, a portion of the
[0034]
Fuel is supplied to the
[0035]
The
[0036]
The fuel injection control using the
[0037]
The main injection control is basically performed based on the engine speed and the engine load, and is further corrected based on the engine water temperature, the intake air temperature, and the like. As for the engine load, a detection signal is given to the
[0038]
The post-injection control, that is, the filter regeneration control, is based on the intake temperature sensor 14, the
[0039]
(Filter regeneration control)
Hereinafter, the regeneration control of the
[0040]
The regenerating means 36 operates the
[0041]
Further, when it is determined that the engine water temperature has become equal to or higher than the first predetermined value during the regeneration of the
[0042]
Further, the threshold value correcting means 37 is configured to decrease the first predetermined value and the second predetermined value as the outside air temperature detected by the intake air temperature sensor 14 increases. That is, as shown in FIG. 3, when the outside air temperature is 0 ° C. or lower, the first predetermined value and the second predetermined value are set to substantially constant high temperatures, but the outside air temperature rises beyond 0 ° C. As it goes, the first predetermined value and the second predetermined value gradually decrease. However, the temperature difference between the first predetermined value and the second predetermined value is set to be substantially constant regardless of the level of the outside air temperature.
[0043]
FIG. 4 shows a flow of the filter regeneration control. In step S1 after the start, the differential pressure ΔP is obtained based on the pressures detected by the
[0044]
In the following step S4, it is determined whether or not the particulate collection amount M is equal to or more than a predetermined value α (for example, 10 g per 1 L of the filter). When the trapping amount M is not equal to or more than the predetermined value α, the process returns. When the trapping amount M is equal to or larger than the predetermined value α, the process proceeds to step S5, and the first post-injection A and the second post-injection B are executed. However, the process proceeds to step S5 on condition that the temperature of the exhaust gas flowing into the
[0045]
The injection amount and the injection timing of the first post-injection A and the second post-injection B are set with reference to a map based on the engine operating state. FIG. 5 shows an example of the first post injection amount map, and FIG. 6 shows an example of the second injection amount map. The numerical values assigned to the respective regions in FIGS. 5 and 6 indicate the fuel injection amount per one stroke (one expansion stroke) of one cylinder. In these maps, basically, the post-injection amount is set to increase as the engine load decreases and as the engine speed decreases. This is because the lower the engine load and the lower the engine speed, the lower the exhaust gas temperature due to the main injection and the smaller the exhaust gas amount. However, the second post-injection amount is generally smaller than the first post-injection amount.
[0046]
FIG. 7 shows an example of the first post injection timing map, and FIG. 8 shows an example of the second injection timing map. 7 and 8 represent the crank angle of ATDC (after the top dead center of the compression stroke). Regarding the first post-injection timing, in order to increase the exhaust gas temperature while avoiding the influence on the engine output (torque shock), in the range of
[0047]
By the execution of the first post-injection A, the temperature of the exhaust gas of the
[0048]
In step S6 following the execution step S5 of the post injections A and B, it is determined whether or not the engine coolant temperature TW detected by the
[0049]
On the other hand, when it is determined in step S6 that the engine water temperature is equal to or higher than the first predetermined value, the process proceeds to step S9, in which the first post-injection A and the second post-injection B are suppressed. That is, the post injections A and B are stopped (the post injection amount may be reduced). As a result, as shown in FIG. 9, the engine water temperature, which has risen with the execution of the first post-injection A, falls before entering the overheat zone.
[0050]
In the following step S10, it is determined whether or not the engine water temperature has dropped below a fourth predetermined value. When the engine coolant temperature becomes equal to or lower than the fourth predetermined value, the process proceeds to step S11 to release the suppression of the second post-injection B (restart the second post-injection B). As a result, the unburned fuel is supplied to the
[0051]
In the following step S12, it is determined whether or not the engine coolant temperature TW has dropped below a second predetermined value. When the engine coolant temperature TW has dropped below the second predetermined value, the routine proceeds to step S13, where the suppression of the first post-injection A is released (the first post-injection A is restarted), and the routine proceeds to step S7. In this case, as described above, the second post-injection B is restarted in advance and the temperature of the
[0052]
Further, the first predetermined value and the second predetermined value gradually decrease due to the correction by the threshold value correcting means 37 when the outside air temperature exceeds 0 ° C. Therefore, when the outside air temperature is high, the When the water temperature starts to increase, the first post-injection is suppressed early, and the first post-injection A prevents the engine water temperature from excessively increasing and causing overheating. Further, in response to a change in the outside air temperature, the second predetermined value also changes while maintaining a substantially constant temperature difference in conjunction with the first predetermined value. Can be avoided.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine control device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram relating to filter regeneration control of the control device.
FIG. 3 is a graph showing a relationship between first and second predetermined values of the regeneration control and an outside air temperature.
FIG. 4 is a flowchart of the reproduction control.
FIG. 5 is a control map of a first post-injection amount in the regeneration control.
FIG. 6 is a control map of a second post-injection amount in the regeneration control.
FIG. 7 is a control map of a first post-injection timing in the regeneration control.
FIG. 8 is a control map of a second post-injection timing in the regeneration control.
FIG. 9 is a graph showing the change over time of the engine water temperature in the regeneration control.
[Explanation of symbols]
36 reproducing means 37 threshold value correcting means
Claims (5)
上記フィルタに捕集されたパティキュレート捕集量を検出する捕集量検出手段と、
上記フィルタよりも上流側の上記排気通路に設けられ酸化触媒と、
上記捕集量検出手段によって検出された上記捕集量が所定値以上になったときに、圧縮行程上死点付近で燃料を上記エンジンの気筒内燃焼室に噴射する主噴射後の膨張行程において上記酸化触媒に流入する排気ガス温度が上昇するように上記気筒内燃焼室に燃料を噴射する第1後噴射と、該第1後噴射後に上記酸化触媒に未燃燃料が供給されるように上記気筒内燃焼室に燃料を噴射する第2後噴射とを実行することにより、上記フィルタに捕集されたパティキュレートを燃焼させて該フィルタを再生する再生手段とを備えているエンジンの制御装置において、上記エンジンのエンジン水温に関連するパラメータ値を検出する検出手段を備え、
上記再生手段は、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したとき、上記第1後噴射を抑制することを特徴とするエンジンの制御装置。A particulate filter provided in an exhaust passage of the engine,
Collection amount detection means for detecting the amount of particulate collected by the filter,
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the filter,
When the trapping amount detected by the trapping amount detecting means is equal to or greater than a predetermined value, in the expansion stroke after the main injection, in which fuel is injected into the in-cylinder combustion chamber of the engine near the top dead center of the compression stroke. A first post-injection for injecting fuel into the in-cylinder combustion chamber so that the temperature of exhaust gas flowing into the oxidation catalyst increases, and a method for supplying unburned fuel to the oxidation catalyst after the first post-injection. And a second post-injection for injecting fuel into the in-cylinder combustion chamber, whereby the particulate matter collected by the filter is burned to regenerate the filter, thereby regenerating the filter. And detecting means for detecting a parameter value related to the engine water temperature of the engine,
The regeneration means determines that the engine coolant temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the parameter value during regeneration of the filter by the first post-injection and the second post-injection. A control device for an engine, characterized in that the control is performed.
上記再生手段は、上記第1後噴射の抑制後に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が上記第1所定値よりも低い第2所定値以下になったと判定したときに当該抑制を解除することを特徴とするエンジンの制御装置。In claim 1,
When the regeneration means determines that the engine water temperature has become equal to or lower than a second predetermined value lower than the first predetermined value based on the parameter value after the suppression of the first post-injection, the suppression is released. An engine control device characterized by the above-mentioned.
外気温度に関連するパラメータ値を検出する手段と、
上記外気温度に関連するパラメータ値に基づいて当該外気温度が高くなるほど上記第1所定値及び第2所定値を低下させる閾値補正手段とを備えていることを特徴とするエンジンの制御装置。In claim 2,
Means for detecting a parameter value related to the outside air temperature;
An engine control device comprising: a threshold value correction unit that decreases the first predetermined value and the second predetermined value as the outside air temperature increases based on a parameter value related to the outside air temperature.
上記再生手段は、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときは上記第1後噴射と共に上記第2噴射を抑制し、該エンジン水温が上記第1所定値と第2所定値との中間の所定値以下にあると判定したときは上記第2後噴射の抑制を解除することを特徴とするエンジンの制御装置。In claim 2 or claim 3,
The regeneration means determines that the engine water temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the parameter value during regeneration of the filter by the first post-injection and the second post-injection. And suppressing the second injection when the engine coolant temperature is determined to be equal to or lower than a predetermined intermediate value between the first predetermined value and the second predetermined value. Engine control device.
上記再生手段は、上記第1後噴射及び第2後噴射による上記フィルタの再生中に、上記パラメータ値に基づいて上記エンジン水温が第1所定値以上になったと判定したときに、上記第1後噴射のみを抑制し、上記第2後噴射は継続することを特徴とするエンジンの制御手段。In claim 1,
The regeneration unit is configured to determine whether the engine coolant temperature has become equal to or higher than a first predetermined value based on the parameter value during regeneration of the filter by the first post-injection and the second post-injection. An engine control unit that suppresses only injection and continues the second post-injection.
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