JP2005002817A - Exhaust emission control device for diesel engine - Google Patents

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  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To optimize calculation of a particulate collecting amount to a filter regardless of an aromatic hydrocarbon content in fuel. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device for a diesel engine is equipped with a filter (42) for collecting particulate during exhaust. When the particulate collecting amount to filter (42) is calculated based on the particulate generation amount and the calculation value of the particulate collecting amount reaches the predetermined value, the filter regeneration is executed. The exhaust emission control device is provided with an aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means (21) for detecting a correlation value of the aromatic hydrocarbon content in fuel and a particulate generation amount predicting means (21) for predicting the particulate generation amount on the basis of the correlation value of the aromatic hydrocarbon generation amount. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明はディーゼルエンジンの排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
エンジンから排出されるパティキュレートを捕集するフィルタを排気通路に備え、排気中の単位時間当たりのパティキュレートの発生量を吸気圧、吸気温度、エンジン回転速度及び燃料噴射量に基づいて算出し、その算出した単位時間当たりのパティキュレートの発生量を積算してフィルタへのパティキュレート捕集量を求め、この捕集量に基づいてフィルタの再生時期になったか否かを判定するものがある(特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開平11−13455号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、ディーゼルエンジンの燃料である軽油について市場調査を行ったところ、図18〜図21に示す結果が得られた。すなわち、図18に示すようにセタン価は標準燃料比重に反比例して低下し、図19に示すように標準燃料比重が低いほど蒸発性を表す10%留出点が高く(留出温度が低い)なっている。この理由は、図20に示すように、標準燃料比重が高いほどセタン価が低くて(オクタン価は高い)蒸発性が低い、ベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素含有量が多くなることに起因しているためと思われる。粘度は標準燃料比重に比例するため、図21に示すようにセタン価は粘度に反比例して低下する傾向である。
【0005】
このような市場調査に鑑み、燃料中の芳香族炭化水素含有量を相違させて、排気中のパティキュレートの発生量がどのように変化するのかを実験してみたところ、芳香族炭化水素含有量が多い燃料ほど単位時間当たりのパティキュレートの発生量が多くなることを見い出した。従って、排気中の単位時間当たりのパティキュレートの発生量を算出するに際しては燃料中の芳香族炭化水素含有量を考慮する必要がある。
【0006】
しかしながら、上記の従来装置では燃料中の芳香族炭化水素含有量を考慮してないので、フィルタの再生時期になったか否かの判定精度が低下してしまう。例えば、燃料中の芳香族炭化水素含有量が所定値である基準燃料に対して、上記の従来装置による単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出が最適であったとする。この場合に、上記の基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量が多い燃料が使用されたときには、基準燃料の使用時よりも単位時間当たりのパティキュレートの発生量が多くなるところ、従来装置によれば、基準燃料より芳香族炭化水素含有量が多い燃料が使用されたときにも、基準燃料の使用時と同じ量の単位時間当たりのパティキュレートの発生量を算出する。すなわち、従来装置では基準燃料より芳香族炭化水素含有量が多い燃料が使用されたときに単位時間当たりのパティキュレートの発生量を少なく見積もり過ぎることになり、フィルタの再生時期になったとの判定が遅れる。その結果、フィルタへのパティキュレート捕集量が、基準燃料に対するときより多くなり、再生処理開始後のフィルタでの燃焼温度が高くなり、フィルタが過熱されてしまう。
【0007】
この逆に、基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量が少ない燃料が使用されたときには、従来装置によれば単位時間当たりのパティキュレートの量を多く見積もり過ぎることになりフィルタの再生時期になったとの判定が早まる。フィルタの再生処理時にはフィルタの昇温のため例えばポスト噴射を行うので、このように再生時期が早まることはポスト噴射の機会を増やすことになり燃費が悪くなる。
【0008】
そこで本発明は、燃料中の芳香族炭化水素含有量に関係なくフィルタへのパティキュレート捕集量の算出を最適に行うことを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、このパティキュレートの発生量に基づいてフィルタへのパティキュレートの捕集量を算出し、このパティキュレートの捕集量の算出値が所定値となったとき、フィルタ再生処理を行うようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出し、この芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて前記パティキュレートの発生量を予測するように構成する。
【0010】
本発明はまた、排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、このパティキュレートの発生量を予測し、このパティキュレートの発生量の予測値に基づいてフィルタへのパティキュレートの捕集量を算出し、このパティキュレートの捕集量の算出値が所定値となったとき、フィルタの再生処理を行うようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、基準燃料に対するパティキュレートの発生量を算出し、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出し、この検出した燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて前記基準燃料に対するパティキュレートの発生量の算出値を補正した値を前記パティキュレートの発生量の予測値とするように構成する。
【0011】
【発明の効果】
実験結果によれば燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなるほど排気中のパティキュレートの発生量が増え、フィルタへのパティキュレートの捕集量が大きくなる傾向があるのであり、この傾向に合わせて本発明によれば、検出した燃料の芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて、芳香族炭化水素含有量の相関値が、芳香族炭化水素含有量が多くなることを示すほどパティキュレートの発生量を多く予測するので、使用燃料中の芳香族炭化水素含有量に関係なくフィルタへのパティキュレートの捕集量の算出を精度よく行うことができる。このようにして、フィルタへのパティキュレートの捕集量の算出を精度よく行うことができると、フィルタの再生時期の判定精度が向上する。
【0012】
基準燃料よりも燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなるほど排気中のパティキュレートの発生量が増え、フィルタへのパティキュレートの捕集量が大きくなる傾向があるのであり、この傾向に合わせて本発明によれば、基準燃料に対するパティキュレートの発生量を算出し、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出し、この検出した燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて、基準燃料に対するパティキュレートの発生量の算出値を補正した値をパティキュレートの発生量の予測値とするので、基準燃料中の芳香族炭化水素含有量とは異なる燃料が使用されても、その燃料によるフィルタへのパティキュレートの捕集量の算出を精度よく行うことができる。このようにして、フィルタへのパティキュレートの捕集量の算出を精度よく行うことができると、フィルタの再生時期の判定精度が向上する。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は一実施形態の構成を示す概略構成図である。
【0014】
図1において、排気通路2と吸気通路3のコレクタ部3aとを結ぶEGR通路4に、圧力制御弁5からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のEGR弁6を備えている。圧力制御弁5は、コントロールユニット21からのデューティ制御信号により駆動されるもので、これによって運転条件に応じた所定のEGR率を得るようにしている。これは燃焼温度が高くなるとNOxが増えるので、燃焼温度を抑制するため排気の一部を吸気通路に還流させることにより燃焼温度を低下させ、これによってNOxの発生を少なくしようとするものである。
【0015】
エンジンには燃料供給装置としてのコモンレール式燃料噴射装置11を備える。この燃料噴射装置11は、主に燃料タンク(図示しない)、サプライポンプ12、蓄圧室13、気筒毎に設けられるノズル14からなり、サプライポンプ12により加圧された燃料は蓄圧室13にいったん蓄えられたあと、蓄圧室13の高圧燃料が気筒数分のノズル14に分配される。
【0016】
ノズル14は、針弁、ノズル室、ノズル室への燃料供給通路、リテーナ、油圧ピストン、リターンスプリングなどからなり、油圧ピストンへの燃料供給通路に介装される三方弁(電磁弁)15が介装されている。三方弁15のOFF時には、針弁が着座状態にあるが、三方弁15がON状態になると、針弁が上昇してノズル先端の噴孔より燃料が噴射される。つまり、三方弁15のOFFからONへの切換時期により燃料の噴射開始時期が、またON時間により燃料噴射量が調整され、蓄圧室13の圧力が同じであれば、ON時間が長くなるほど燃料噴射量が多くなる。
【0017】
アクセル開度センサ24、エンジン回転速度とクランク角度を検出するセンサ22、水温センサ31からの信号が入力されるコントロールユニット21では、エンジン回転速度とアクセル開度に応じて燃料噴射量を算出し、算出した燃料噴射量に対応して三方弁15のON時間を制御するほか、三方弁15のONへの切換時期を制御することで、運転条件に応じた所定の噴射開始時期(噴射時期)を得るようにしている。
【0018】
EGR通路4の開口部下流の排気通路2に可変容量ターボ過給機31を備える。これは、排気タービン32のスクロール入口に、アクチュエータ34により駆動される可変ノズル33を設けたもので、コントロールユニット21により、可変ノズル33は低回転速度域から所定の過給圧が得られるように、低回転速度側では排気タービン32に導入される排気の流速を高めるノズル開度に、高回転速度側では排気を抵抗なく排気タービン32に導入させノズル開度に制御する。
【0019】
上記のアクチュエータ34は、制御圧力に応動して可変ノズル33を駆動するダイヤフラムアクチュエータと、このダイヤフラムアクチュエータへの制御圧力を調整する圧力制御弁36とからなり、可変ノズル33の実開度が目標ノズル開度となるようにデューティ制御信号が作られ、このデューティ制御信号が圧力制御弁36に出力される。
【0020】
このようにターボ過給機31が備えられると、排気エネルギーの一部が排気タービン32により回収され、エンジン出力が高められる。
【0021】
排気タービン32下流の排気通路2にはフィルタ42を備える。例えば特開2001−73743号公報にも記載があるように、全体として略円柱状のフィルタ42には、セラミック等の多孔性部材からなるハニカム状の隔壁により、排気流と略平行なセルが多数形成され、各セルの入口と出口とが封鎖材により交互に目封じされている。排気に含まれるパティキュレートは詳細には、煤と可溶性有機物質(SOF)などからなる複合体であり、その大部分は煤(パティキュレート)である。このため、通常の排気温度では排気が隔壁を介して隣接するセルに流入するときに、煤が隔壁により捕集される。これに対してフィルタ42の再生時期となり排気温度を上昇させると、煤は自着火しCOとして排出される。41は貴金属を担持した酸化触媒である。
【0022】
排気通路2にはまたフィルタ42の上流(あるいはフィルタ42の下流)にNOxトラップ触媒43を備える。NOxトラップ触媒43は、空気過剰率が1.0よりも大きくなるリーン燃焼時に排気中のNOx(窒素酸化物)をトラップし、空気過剰率が1.0以下の値になるリッチ燃焼時(あるいは理論空燃比での燃焼時)になると、トラップしていたNOxを排気中のHC、COを還元剤として用いて還元浄化する。
【0023】
コントロールユニット21では、排気中のパティキュレートがフィルタ42に許容範囲の限界まで捕集されたと判定したとき、その捕集されたパティキュレートが燃焼し得る温度前後まで排気温度を高めるため、空燃比がややリーンとなるように空気過剰率を設定する。また、リーン燃焼時にNOxトラップ触媒43によりトラップされたNOxが許容範囲の限界まで達したときにはトラップされたNOxを還元浄化するためコントロールユニット21では、所定の排気温度が確保できる領域になると、リッチ燃焼となるように空気過剰率を制御する。また、排気中に微量に含まれるSOx(硫黄酸化物)によりNOxトラップ触媒43が被毒されるので、SOxが許容範囲の限界まで堆積したと判定したときにはこのSOxがNOxトラップ触媒43より脱離しうる温度に排気温度を高めるため、理論空燃比での燃焼となるように空気過剰率を制御する。
【0024】
このように、フィルタ42に捕集されるパティキュレートの燃焼(フィルタ42の再生)、NOxトラップ触媒43にトラップされるNOxの還元(NOxトラップ触媒43の再生)及びNOxとラップ触媒へのSOxによる被毒の解除(硫黄被毒解除)のために空気過剰率を制御する必要があり、
(1)フィルタ42の再生要求があるときにはリーン燃焼から理論空燃比よりややリーン側の燃焼へと、
(2)NOxトラップ触媒43の硫黄被毒解除の要求があるときにはリーン燃焼から理論空燃比の燃焼へと、
(3)NOxトラップ触媒43の再生要求があるときにはリーン燃焼からリッチ燃焼へと切換える。
【0025】
この場合に、過給機31だけではリッチ燃焼や理論空燃比の燃焼が得られないことがあるので、コレクタ3aのすぐ上流の吸気通路3に、圧力制御弁20からの制御圧力に応動するダイヤフラム式のアクチュエータ19により駆動される吸気絞り弁18を設けている。アクチュエータ19の構成はEGR弁6と同様であり、吸気絞り弁用の圧力制御弁20もコントロールユニット21からのデューティ制御信号により駆動される。
【0026】
こうした空気過剰率制御を行うエンジンを前提として、本実施形態ではさらに(4)燃料中の芳香族炭化水素含有量に相関する値を検出し、この検出した燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて基準燃料に対するパティキュレートの発生量の算出値を補正し、この補正後の値(パティキュレートの発生量の予測値)に基づいてフィルタ42へのパティキュレートの捕集量を算出し、このパティキュレートの捕集量の算出値が所定値となったとき、フィルタ42の再生処理を行う。
【0027】
これについて説明すると、図18〜図21はディーゼルエンジンの燃料である軽油について市場調査を行った結果である。すなわち、図18に示すようにセタン価は標準燃料比重に反比例して低下し、図19に示すように蒸発性を表す10%留出点は標準燃料比重が低いほど高く(留出温度が低い)なっている。この理由は、図20に示すように、標準燃料比重が高いほどセタン価が低くて(オクタン価は高い)蒸発性が低い、ベンゼン環構造を持つ芳香族炭化水素含有量が多くなることに起因しているためと思われる。粘度は標準燃料比重に比例するため、図21に示すようにセタン価は粘度に反比例して低下する傾向である。
【0028】
このような市場調査に鑑み、燃料中の芳香族炭化水素含有量を相違させて、排気中のパティキュレートの発生量がどのように変化するのかを実験してみたところ、燃料中の芳香族炭化水素含有量が多い燃料ほど単位時間当たりのパティキュレートの発生量が多くなることを見い出した。従って、排気中の単位時間当たりのパティキュレートの発生量を算出するに際しては燃料中の芳香族炭化水素含有量を考慮する必要があり、本実施形態では燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値として燃料比重を採用する。
【0029】
このため、コントロールユニット21には、エアフローメータ23出力、燃料配管に設置されている温度センサ25からの燃料温度TF、フィルタ42の下流に配置されている空燃比センサ26の出力、吸気圧センサ27からの吸気圧Pa、吸気温度センサ28からの吸気温度Ta、温度センサ29からのフィルタ42の温度、温度センサ30からのNOxトラップ触媒43の温度の各信号が入力している。
【0030】
コントロールユニット21で実行されるこの制御の内容をフローチャートに基づいて説明する。
【0031】
図2〜図6はフィルタ2の再生処理、NOxトラップ触媒43についての再生処理及び硫黄被毒解除処理を行うためのメインルーチンである。
【0032】
図2においてステップ1ではクランク角センサ22により検出される回転速度Neと標準燃料比重Gstdを読み込む。
【0033】
ここで、標準燃料比重Gstdの算出については図7により説明する。
【0034】
図7は一定時間毎に実行する。図7においてステップ501ではエアフローメータ(AFM)23の出力、エンジン回転速度Ne、アクセルセンサ24により検出されるアクセル開度、温度センサ25により検出される燃料温度TF、空燃比センサ26の出力を読み込む。
【0035】
ステップ502ではエアフローメータ23出力から所定のテーブルを検索することにより吸入空気流量Qairを算出する。
【0036】
ステップ503では、エンジン回転速度Neとアクセル開度から所定のマップを検索することにより燃料噴射量(体積流量)Qmainを算出する。
【0037】
なお、燃料噴射量Qmainは、エンジン回転速度Neとアクセル開度から所定のマップを検索することにより燃料噴射期間Mperiodを算出し、この燃料噴射期間Mperiodと圧力センサ(図示しない)により検出されるコモンレール13内の燃料圧力とから所定のマップを検索することにより燃料噴射量Qmainを算出するようにしてもよい。
【0038】
ステップ504では、空燃比センサ26出力から所定のテーブルを検索することにより実空燃比AFrealを算出する。
【0039】
ステップ505では燃料比重を検出するのに適した条件か否かをみる。通常、エンジンはNOx低減のためのEGRが行われているのが一般的であって、EGRが実施される場合には排気の空燃比がリッチ側にシフトしてしまうため、このときにも実空燃比を求めるにはEGRによる補正が必要になる。しかしながら、当該補正によって実空燃比の検出精度が悪化することの懸念もあるため、実空燃比の検出指令はEGRの作動を停止する領域で出すことが望ましい。このため、本実施形態ではEGRの作動を停止する領域であるとき燃料比重の検出条件が成立する。
【0040】
検出条件を満足しないときには燃料比重の検出(算出)は実施せずにそのまま今回の処理を終了する。
【0041】
検出条件を満足していればステップ505より506に進み、吸入空気流量Qairと実空燃比AFrealとから次式により実燃料量(重量流量)Gmainを求める。
【0042】
Gmain=Qair/AFreal…(1)
ステップ507ではこの実燃料量(重量流量)Gmainと燃料噴射量(体積流量)Qmainとから次式により実燃料比重Gfuelを算出する。
【0043】
Gfuel=Gmain/Qmain…(2)
ステップ508では、この実燃料比重Gfuelと燃料温度TFから所定のマップを検索することにより標準状態(大気圧、20℃)での燃料比重、つまり標準燃料比重Gstdを算出する。すなわち、燃料温度TFが標準状態での燃料温度(20℃)より高いときには実燃料比重Gfuelを大きくなる側に補正した値を、また燃料温度TFが標準状態での燃料温度(20℃)より低いときには実燃料比重Gfuelを小さくなる側に補正した値を標準燃料比重Gstdとする。
【0044】
図2に戻りステップ2では標準燃料比重Gstdから図8を内容とするテーブルを検索することにより燃料中の芳香族炭化水素含有量を算出する。この標準燃料比重Gstdと芳香族炭化水素含有量の関係は市販燃料に合わせる必要がある。すなわち、図8に示す特性は図20に示す市場調査の結果より定めたもので、芳香族炭化水素含有量は使用燃料の標準燃料比重Gstdが大きくなるほど大きくなる値である。
【0045】
図2のステップ3ではフィルタ42へのパティキュレート捕集量SUMPMを算出する。ここでは、吸気圧、吸気温度、エンジン回転速度および燃料噴射量を検出し、これらに基づいて単位時間当たりのパティキュレートの発生量を算出し、これを積算した値をフィルタ42のパティキュレート捕集量として求める算出方法が特開平11−13455号公報に記載されているので、本実施形態では、この算出方法に対して燃料中の芳香族炭化水素含有量に応じた補正を施す。
【0046】
このパティキュレート捕集量SUMPMの算出については図9により説明する。図9(図2ステップ3のサブルーチン)においてステップ601ではエンジン回転速度Ne、燃料噴射量Qmain、吸気圧センサ27により検出される吸気圧Pa、温度センサ28により検出される吸気温度Ta、燃料中の芳香族炭化水素含有量(図2ステップ2で算出済み)を読み込む。
【0047】
図9のステップ602ではエンジン回転速度Neと燃料噴射量Qmainとから図10を内容とするマップを検索することにより、標準状態における、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレート発生量ΔPM0を算出する。図10に特性は図示していないが、特開平11−13455号公報に記載があるように、エンジン回転速度Neと燃料噴射量Qmainをパラメータとする運転領域をいくつかの小領域に区切り、標準状態のもとでその小領域毎にベンチ試験によって基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレート発生量を予め測定しておけばよい。
【0048】
図9のステップ603では吸気圧Paと吸気温度Taから図11を内容とするマップを検索することにより大気補正係数K1を、また図9のステップ604では燃料中の芳香族炭化水素含有量から図12を内容とするマップを検索することにより標準状態における燃料性状補正係数K2をそれぞれ算出し、図9のステップ605では次式により使用燃料の単位時間当たりのパティキュレート発生量ΔPMを算出する。
【0049】
ΔPM=ΔPM0×K1×K2…(3)
ここで、図11の特性は特開平11−13455号公報に記載があるものである。すなわち、大気補正係数K1は図11のように吸気圧が同じであれば吸気温度が高くなるほど大きくなり、また吸気温度が同じであれば吸気圧が低くなるほど大きくなる値である。これは、吸気圧や吸気温度が標準状態より外れたとき単位時間当たりのパティキュレート発生量が標準状態での値より変化するので、標準状態より外れたときの値を得るための補正である。例えば吸気温度が高いと吸気すなわち空気の密度は低くなり、結果的に酸素の量が低減しパティキュレートの発生量が増加する。また、吸気圧が高いと吸気すなわち空気の密度が高くなり、酸素の量が増加し、燃焼が盛んになってパティキュレートの発生量が低減する。
【0050】
一方、標準状態における上記の燃料性状補正係数K2は、図12に示したようになる。ここでは基準燃料として市販燃料のうち芳香族炭化水素含有量が最低の燃料を選択している。このため、K2は基準燃料に対する芳香族炭化水素含有量Aのとき最低の1.0となり、基準燃料より芳香族炭化水素含有量が多くなるほど1.0より大きくなる。すなわち、上記(3)式は、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレート発生量(ΔPM0×K1)を、基準燃料より燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなるほど大きくなる側に補正する式である。これは、燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料より多くなるほど、排気中の単位時間当たりのパティキュレート発生量が増えることに対応するものである。
【0051】
なお、基準燃料の選択方法はこれに限らず、市販燃料のうち芳香族炭化水素含有量が中間の燃料を選択することもできる。このときには、燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料より多いとき、K2が1.0を超える値となるのに対して、燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料より少ないとき、K2が1.0未満の値となる。
【0052】
図9のステップ606ではこの使用燃料の単位時間当たりのパティキュレート発生量ΔPMを用いて次式によりフィルタ42のパティキュレート捕集量SUMPMを算出する。
【0053】
SUMPM=SUMPM(前回)+ΔPM…(4)
ただし、SUMPM(前回):SUMPMの前回値、
(4)式は使用燃料の単位時間当たりのパティキュレート発生量ΔPMを積算するものである。このようにしてパティキュレート捕集量SUMPMを算出したら図2に戻りステップ4、5でNOxトラップ触媒43のNOx堆積量と硫黄堆積量を算出する。これらは、例えば特許公報2600492号に記載されているように、エンジン回転速度Neの積算値から推測すればよい。
【0054】
図2のステップ6〜9ではフィルタ再生処理フラグ(regフラグ)、硫黄被毒解除処理フラグ(desulフラグ)、リッチ化処理フラグ(spフラグ)、フィルタ溶損防止処理フラグ(recフラグ)をみる。
【0055】
これら4つのフラグがいずれもゼロであれば、図2のステップ10に進み、パティキュレート捕集量SUMPMと所定量PM1を比較する。パティキュレート捕集量SUMPMが所定量PM1を超えているときにはフィルタ42の再生時期になったと判断し図2のステップ13に進んでフィルタ再生処理フラグ(regフラグ)=1として今回の処理を終了する。
【0056】
パティキュレート捕集量SUMPMが所定量PM1以下であるときには図2のステップ11に進み、硫黄堆積量と所定量SM1を比較する。硫黄堆積量が所定量SM1を超えているときには硫黄被毒解除が必要であると判断し図2のステップ14に進んで硫黄被毒解除処理フラグ(desulフラグ)=1として今回の処理を終了する。
【0057】
硫黄堆積量が所定量SM1以下であるときには図2のステップ12に進み、NOx堆積量と所定量NOx1を比較する。NOx堆積量が所定量NOx1を超えているときにはNOxトラップ触媒43の再生時期になったと判断し図2のステップ15に進んでリッチ化処理フラグ(spフラグ)=1として今回の処理を終了する。
【0058】
パティキュレート捕集量SUMPM、硫黄堆積量、NOx堆積量がそれぞれ所定量PM1、SM1、NOx1以下であるときにはそのまま今回の処理を終了する。
【0059】
図2のステップ13でフィルタ再生処理フラグ(regフラグ)=1となったときには次回より図2のステップ6から図3に示すフィルタ再生処理に、図2のステップ14で硫黄被毒解除処理フラグ(desulフラグ)=1となったときには次回より図2のステップ7から図4に示すNOxトラップ触媒43の再生処理に、図2のステップ15でリッチ化処理フラグ(spフラグ)=1となったときには次回より図2のステップ8から図5に示すリッチ化処理に進む。
【0060】
以下、図3、図4、図5の順に説明する。
【0061】
図3のフローはフィルタ42の再生処理を行うためのものである。ただし、図3は制御の流れを示すものであり、図2と相違して一定時間毎に実行するものではない。
【0062】
図3においてステップ101では、燃料中の芳香族炭化水素含有量(図2ステップ2で算出済み)から図13を内容とするテーブルを検索することにより、フィルタ再生処理中の目標空気過剰率λmを算出する。このフィルタ再生処理中の目標空気過剰率λmは基本的に1.0より少し大きな値(つまり理論空燃比よりも少しリーン側の値)であり、本実施形態ではさらに図13に示すように芳香族炭化水素含有量が多いほどリーン側の値となるように大きくなる値としている。これは芳香族炭化水素含有量が多いほど空気過剰率を大きくして(空燃比をリーンにして)フィルタ再生処理中のパーティキュレート発生量の増加を避けるためである。
【0063】
図3のステップ102では排気の実空気過剰率λが目標値λmとなるように制御する。例えば目標値λmと燃料噴射量Qmainから目標吸入空気量(図14参照)を算出し、この目標吸入空気量が得られるように吸気絞り弁18の開度を制御する。
【0064】
ここで、上記の実空気過剰率λは実空燃比AFreal(図7ステップ504で得ている)と理論空燃比(=14.7)から次式により求めればよい。
【0065】
λ=AFreal/14.7…(5)
図3のステップ103、104では温度センサ29により検出されるフィルタ温度と、予め定めているフィルタ再生処理中のフィルタ温度上限値T1、フィルタ温度下限値T2を比較する。ここで、T1、T2は一定値でかまわない。T1、T2を芳香族炭化水素含有量が多いほど高く設定してフィルタ再生処理時間を短くすることもできる。
【0066】
フィルタ温度が上限値T1以上であるときにはフィルタ温度を上限値T1未満へと戻すため図3のステップ111に進んでポスト噴射量を所定量だけ減量し、これに対してフィルタ温度が下限値T2以下であるときにはフィルタ温度を下限値T2を超える値とするため図3のステップ112に進んでポスト噴射量を所定量だけ増量する。例えば図15に示す、運転状態(エンジン回転速度、燃料噴射量)に応じた単位ポスト噴射量を増量したり減量する。
【0067】
このポスト噴射量の増減で排気の実空気過剰率λが目標値λmから離れるので、吸気絞り弁18の開度制御によって実空気過剰率λを調整し、フィルタ温度への変化を抑制して目標値λmを達成する。
【0068】
フィルタ温度が上限値T1未満にありかつ下限値T2を超えているときには図3のステップ105に進み現状のポスト噴射を維持する。
【0069】
図3のステップ106ではフィルタ再生処理フラグ(regフラグ)=1となってからの経過時間t1と基準時間t dpf regを比較する。基準時間はフィルタ42の再生が終了したか否かを判定するためのものである。基準時間は一定値でかまわない。t1が基準時間に達していないときには今回の処理を終了する。このとき、フィルタ42に捕集されているパティキュレートが燃焼除去されてゆく。
【0070】
t1が基準時間に達したタイミングでフィルタ42の再生が終了したと判断し図3のステップ107に進みポスト噴射を止めてそれ以上のフィルタ42の加熱を停止する。
【0071】
図3のステップ108、109では次回のフィルタ42の再生処理に備えるためフィルタ再生処理フラグ(regフラグ)=0にすると共にパティキュレート捕集量SUMPM=0とする。
【0072】
このようにしてフィルタ42の再生処理は終了するものの、フィルタ42内のパティキュレートの燃え残りが存在する場合に排気の空気過剰率を、通常のリーン燃焼時の値(例えば1.4を超える値)へと急に大きくすると燃え残りのパティキュレートが一気に燃えてしまいフィルタ42が溶損する恐れがある。このため図3のステップ110ではフィルタ42の溶損防止処理を行うため溶損防止処理フラグ(recフラグ)=1とする。
【0073】
図4のフローはNOxトラップ触媒43の硫黄被毒解除処理を行うためのものである。このフローも制御の流れを示すものであり、図2と相違して一定時間毎に実行するものではない。
【0074】
図4においてステップ201では排気の実空気過剰率λが理論空燃比(図では「ストイキ」で略記)に相当する1.0となるように制御する。例えば燃料噴射量Qmainとエンジン回転速度Neから理論空燃比の得られる目標吸入空気量のマップ(図16参照)を検索することにより目標吸入空気量を算出し、この目標吸入空気量が得られるように吸気絞り弁18の開度を制御する。
【0075】
図4のステップ202では温度センサ30により検出されるNOxトラップ触媒43の温度と所定値T3を比較する。T3はNOxトラップ触媒43より硫黄を脱離するために要求される温度の下限値である。例えばBa系のNOxトラップ触媒を使った場合には理論空燃比からリッチ側の空燃比までの雰囲気で600℃以上にする必要があることから、T3は600℃以上に設定する。
【0076】
NOxトラップ触媒43の温度が所定値T3未満であるときには図4のステップ209に進みNOxトラップ触媒43の温度をT3以上へと上昇させるためポスト噴射を行う。ポスト噴射によって排気の実空気過剰率λが変動するが、ステップ201で再度吸気絞り弁18を用いて吸入空気量を調整することで目標空気過剰率λmと目標の触媒温度(600℃以上)を実現する。
【0077】
一方、NOxトラップ触媒43の温度が所定値T3以上あるときには図4のステップ202よりステップ203に進んで、硫黄被毒解除処理フラグ(desulフラグ)=1となってからの経過時間t2と基準時間t desulを比較する。基準時間は硫黄被毒解除が終了したか否かを判定するためのものである。基準時間は一定値でよい。t2が基準時間に達していなければそのまま今回の処理を終了する。
【0078】
t2が基準時間に達したときには目標空気過剰率、目標の触媒温度で硫黄被毒解除が終了したと判断し、図4のステップ204、205、206に進んで理論空燃比での運転を解除し、硫黄被毒解除処理フラグ(desulフラグ)=0にし、硫黄堆積量=0にする。
【0079】
図4のステップ207、208ではリッチ化処理フラグ(spフラグ)=1となっていてもリッチ化処理フラグ=0にすると共に、NOx堆積量=0とする。これは、硫黄被毒解除を行うため長時間理論空燃比の雰囲気にNOxトラップ触媒43が晒されるとNOxトラップ触媒43の再生が行われるからである。すなわち、NOxトラップ触媒43を再生する要求が出ていた場合に硫黄被毒解除が行われるとNOxトラップ触媒43の再生も同時に行われるのである。
【0080】
ただし、硫黄被毒解除処理は終了したものの、このような高温の条件下でフィルタ42にパティキュレートの燃え残りがある場合に排気の空気過剰率を、通常のリーン燃焼時の値(例えば1.4を超える値)へと急に大きくすると燃え残りのパティキュレートが一気に燃えてしまいフィルタ42が溶損する恐れがあることから、このときにもフィルタ42の溶損防止処理を行うため図4のステップ209で溶損防止処理フラグ(recフラグ)=1とする。
【0081】
図5はリッチ化処理を行うためのものである。図5においてステップ301ではNOxトラップ触媒43の再生処理中の目標空気過剰率λm(理論空燃比より少しリッチ側の値)を設定し、図4のステップ201と同様に、排気の実空気過剰率λがこの目標値λmと一致するように吸気絞り弁18を用いて制御する。
【0082】
図5のステップ302ではリッチ化処理フラグ(spフラグ)=1となってからの経過時間t3と基準時間t spikeを比較する。基準時間はNOxトラップ触媒43の再生終了時期になったか否かを判定するためのものである。基準時間は一定値でかまわない。t3が基準時間に達していなければそのまま今回の処理を終了する。
【0083】
t3が基準時間に達したときにはNOxトラップ触媒43の再生が終了したと判断し、リッチ化処理を解除するため図5ステップ303、304に進みリッチ化処理フラグ(spフラグ)=0にすると共に、次回のリッチ化処理に備えるためNOx堆積量=0とする。
【0084】
上記の図3ステップ110または図4ステップ209でフィルタ42の溶損防止処理フラグ(recフラグ)=1となったときには図2においてステップ9から図6に示す溶損防止処理に進む。
【0085】
図6のフローはフィルタの溶損防止処理を行うためのものである。このフローも制御の流れを示すものであり、図2と相違して一定時間毎に実行するものではない。
【0086】
図6においてステップ401では温度センサ29により検出されるフィルタ温度を読み込む。
【0087】
溶損防止処理フラグ(recフラグ)=1となるときは、フィルタ42またはNOxトラップ触媒43の再生処理直後であるかもしくは高負荷運転直後にあるので、フィルタ42の温度が非常に高い状態にある。こうした状態で燃え残りのもしくは捕集されているパティキュレートが一気に燃え、これによりフィルタ42が溶損しないように排気の実空気過剰率λを目標空気過剰率λm(例えばλm≦1.4)に制御する。例えば目標空気過剰率λmと燃料噴射量Qmainから目標吸入空気量(図17参照)を算出し、この目標吸入空気量が得られるように吸気絞り弁18の開度を制御する。
【0088】
図6のステップ403ではフィルタ温度と所定値T4を比較する。T4はフィルタ42においてパティキュレートの急激な燃焼(酸化)が開始する恐れのない温度である。T4は一定値である。フィルタ温度がT4を超えている間はそのまま今回の処理を終了する。
【0089】
フィルタ温度がT4以下であるときにはフィルタ42を流れる排気中の酸素濃度が大気並になってもフィルタ42の溶損を回避し得るので、図6のステップ404、405に進みステップ402での空気過剰率の制御をやめ、溶損防止処理フラグ(recフラグ)=0にする。
【0090】
ここで、本実施形態の作用を説明する。
【0091】
基準燃料よりも燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなるほど排気中の単位時間当たりのパティキュレートの発生量が増え、フィルタ42へのパティキュレートの捕集量が大きくなる傾向があるのであり、この傾向に合わせて本実施形態(請求項2に記載の発明)によれば、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量を算出し、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値としての燃料比重に基づいて、この基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値(ΔPM0×K1)を補正した値(ΔPM0×K1×K2)をパティキュレートの発生量の予測値としているので、基準燃料中の芳香族炭化水素含有量とは異なる燃料が使用されても、その燃料によるフィルタ42へのパティキュレートの捕集量の算出を精度よく行うことができる。このようにして、フィルタへのパティキュレートの捕集量の算出を精度よく行うことができると、フィルタ42の再生時期の判定精度が向上する。
【0092】
燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値に燃料比重があり、本実施形態(請求項4に記載の発明)によれば、この燃料比重に基づいて基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を補正した値をパティキュレートの発生量の予測値としているので、燃料中の芳香族炭化水素含有量を直接求めることが不要となり、これにより単位時間当たりのパティキュレートの発生量の予測値を簡易に求め得る。
【0093】
本実施形態(請求項5に記載の発明)では、3つの検出手段(吸入空気量検出手段としてのエアフローメータ23、燃料供給量検出手段としてのコントロールユニット21、実空燃比検出手段としての空燃比センサ26)に基づいて実燃料比重Gfuelを算出し、この実燃料比重Gfuelを、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量を補正する際に用いる燃料比重とするので、3つの検出手段をエンジンがすでに備えている場合には、新たに検出手段を設ける必要がなく、コストの増加なしで燃料比重を算出できる。
【0094】
燃料比重は燃料温度に大きく影響され、燃料温度が上昇するほど燃料比重は小さくなる。このため、実燃料比重Gfuelに基づいて基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を補正する際には、燃料温度によりその補正後の値が異なってくる。このため燃料温度が標準状態(大気圧、20℃)のときに基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値が正しく補正されるとした場合に、標準状態から外れた燃料温度のときには基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を正しく補正できないのであるが、本実施形態(請求項6に記載の発明)によれば、検出された吸入空気量Qair、燃料噴射量(燃料供給量)Qmain及び実空燃比AFrealに基づいて実燃料比重Gfuelを算出し、実燃料温度TFとこの実燃料比重Gfuelから標準状態での燃料比重である標準燃料比重Gstdを算出し、この標準燃料比重Gstdを、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を補正する際に用いる燃料比重としているので、燃料温度に関係なく単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を精度よく補正することができる。
【0095】
本実施形態(請求項8に記載の発明)によれば、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を、燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなることを示すほど多くなる側に補正するので(図12参照)、燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなっても、基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を精度よく補正できる。
【0096】
本実施形態(請求項10に記載の発明)によれば、フィルタ42の再生処理を行う際のフィルタ温度(具体的にはフィルタ温度上限値T1、フィルタ温度下限値T2)を、燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料よりも多いときほど高くすることで、フィルタ42の再生処理に要する時間が長くなることを避けることができる。
【0097】
本実施形態(請求項12の発明)によれば、フィルタ42の再生処理を行うに際してフィルタ42を目標温度まで昇温させた後に、空気過剰率の目標値λmを、燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料よりも多いほどリーン側にするので(図13参照)、フィルタ42の再生処理を行うに際してフィルタ42を目標温度λmまで昇温させた後に、排気中のパーティキュレートの発生量が増加することを避けることができる。
【0098】
次に、他の実施形態として考え得るところを説明する。
1.燃料中の芳香族炭化水素含有量が多いことを示すほどフィルタ42へのパティキュレート捕集量が早期に所定値に達する。従って、燃料中の芳香族炭化水素含有量が多いときにも、フィルタ42の再生処理を行う間隔が、燃料中の芳香族炭化水素含有量が少ないときと同じであると、フィルタ42へのパティキュレート捕集量が多くなり過ぎ、その後にフィルタの再生処理を行うときにフィルタ42が過熱されることになりかねないのであるが、フィルタ42の再生処理を行う間隔を、燃料中の芳香族炭化水素含有量が多いほど短くすることで(請求項9に記載の発明)、こうしたフィルタ42の過熱を避けることができる。
2.フィルタ42の再生処理を行うに際してフィルタ42を昇温させる場合に、空気過剰率の目標値λmを、燃料中の芳香族炭化水素含有量が基準燃料よりも多いほどリーン側にすることで(請求項11の発明)、フィルタ42の再生処理を行うに際してフィルタ42を昇温させる場合に、排気中のパーティキュレートの発生量が増加することを避けることができる。
3.実施形態では、理論空燃比での燃焼を行うことでNOxトラップ触媒43の硫黄被毒解除を行う場合で説明したが、これに限られるものでない。例えば、空気過剰率を、理論空燃比での燃焼(またはリッチ燃焼)とリーン空燃比での燃焼とに周期的に繰り返すことでNOxトラップ触媒43の硫黄被毒解除とフィルタ42の再生とを同時に行うことができることが知られている。この場合には、基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量が多いほど、リーン空燃比での燃焼の比率を、基準燃料に対して予め決めておいた基準値より大きくすることで(請求項13の発明)、基準燃料よりも芳香族炭化水素含有量が多い燃料のときに、排気中のパーティキュレートの発生量の増加を避けることができる。
4.実施形態では、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出し、この検出した燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて基準燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の算出値を補正した値を、使用燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量の予測値とする場合で説明したが、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出し、この芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて使用燃料に対する単位時間当たりのパティキュレートの発生量を予測するようにしてもかまわない(請求項1に記載の発明)。
5.実施形態では、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値が燃料比重である場合で説明したが、燃料比重とセタン価との間には図18に示す関係が、またセタン価と粘度との間には図21に示す関係があるので、燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値としてセタン価または粘度を用いることもできる(請求項16に記載の発明)。
【0099】
最後に、請求項2に記載のパティキュレート発生量算出手段の機能は図9のステップ602、603、605により、芳香族炭化水素含有量相関値検出手段の機能は図7により、パティキュレート発生量予測手段の機能は図9のステップ604、605により果たされている。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態の構成を示す概略構成図。
【図2】メインルーチンを説明するためのフローチャート。
【図3】フィルタ再生処理を説明するためのフローチャート。
【図4】硫黄被毒解除処理を説明するためのフローチャート。
【図5】リッチ化処理を説明するためのフローチャート。
【図6】フィルタ溶損防止処理を説明するためのフローチャート。
【図7】燃料比重の算出を説明するためのフローチャート。
【図8】標準燃料比重と芳香族炭化水素含有量の関係を示す特性図。
【図9】パティキュレート捕集量の算出を説明するためのフローチャート。
【図10】標準状態における基準燃料に対する単位時間当たりパティキュレート発生量の特性図。
【図11】大気補正係数の特性図。
【図12】燃料性状補正係数の特性図。
【図13】芳香族炭化水素含有量とフィルタ再生処理中の目標空気過剰率の関係を示す特性図。
【図14】フィルタ再生処理中の目標空気過剰率での運転のための目標吸入空気量の特性図。
【図15】単位ポスト噴射量の特性図。
【図16】硫黄被毒解除処理時の目標空気過剰率での運転のための目標吸入空気量の特性図。
【図17】フィルタ溶損防止処理時の目標空気過剰率での運転のための目標吸入空気量の特性図。
【図18】軽油の標準燃料比重とセタン価の関係を示す特性図。
【図19】軽油の標準燃料比重と蒸発性(10%留出点)の関係を示す特性図。
【図20】軽油の標準燃料比重と芳香族炭化水素成分含有量の関係を示す特性図。
【図21】軽油の粘度とセタン価の関係を示す特性図。
【符号の説明】
15 三方弁(電磁弁)
18 吸気絞り弁
21 コントロールユニット
23 エアフローメータ(吸入空気量検出手段)
25 温度センサ(燃料温度検出手段)
26 空燃比センサ(実空燃比検出手段)
29 温度センサ
42 フィルタ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust emission control device for a diesel engine.
[0002]
[Prior art]
A filter that collects particulates discharged from the engine is provided in the exhaust passage, and the amount of particulates generated per unit time in the exhaust gas is calculated based on the intake pressure, intake air temperature, engine rotation speed, and fuel injection amount, There is a method of calculating the particulate collection amount to the filter by accumulating the calculated particulate generation amount per unit time, and determining whether or not the regeneration time of the filter is reached based on this collection amount ( Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 11-13455
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, when market research was conducted on diesel oil, which is the fuel for diesel engines, the results shown in FIGS. 18 to 21 were obtained. That is, as shown in FIG. 18, the cetane number decreases in inverse proportion to the standard fuel specific gravity, and as shown in FIG. 19, the lower the standard fuel specific gravity, the higher the 10% distillation point representing evaporability (the lower the distillation temperature). It has become. This is because, as shown in FIG. 20, the higher the standard fuel specific gravity, the lower the cetane number (the higher the octane number), the lower the evaporation property, and the higher the aromatic hydrocarbon content having a benzene ring structure. It seems to be because. Since the viscosity is proportional to the standard fuel specific gravity, the cetane number tends to decrease in inverse proportion to the viscosity as shown in FIG.
[0005]
In view of such market research, when the aromatic hydrocarbon content in the fuel was varied and an experiment was conducted on how the amount of particulates generated in the exhaust gas changes, the aromatic hydrocarbon content It has been found that the amount of particulates generated per unit time increases as the amount of fuel increases. Therefore, when calculating the amount of particulates generated per unit time in the exhaust gas, it is necessary to consider the content of aromatic hydrocarbons in the fuel.
[0006]
However, since the above-mentioned conventional apparatus does not consider the aromatic hydrocarbon content in the fuel, the determination accuracy as to whether or not it is time to regenerate the filter is lowered. For example, it is assumed that the calculation of the amount of particulates generated per unit time by the above-described conventional apparatus is optimal with respect to a reference fuel having a predetermined aromatic hydrocarbon content in the fuel. In this case, when a fuel having a higher aromatic hydrocarbon content than the above-mentioned reference fuel is used, the amount of particulates generated per unit time is larger than when the reference fuel is used. For example, even when a fuel having a higher aromatic hydrocarbon content than the reference fuel is used, the amount of particulates generated per unit time of the same amount as when the reference fuel is used is calculated. That is, in the conventional device, when a fuel having a higher aromatic hydrocarbon content than the reference fuel is used, the amount of particulates generated per unit time is overestimated, and it is determined that it is time to regenerate the filter. Be late. As a result, the amount of particulates collected in the filter becomes larger than that for the reference fuel, the combustion temperature in the filter after the regeneration process starts becomes high, and the filter is overheated.
[0007]
On the other hand, when a fuel having a lower aromatic hydrocarbon content than the reference fuel is used, according to the conventional device, the amount of particulates per unit time is overestimated and it is time to regenerate the filter. Judgment of is accelerated. Since, for example, post-injection is performed in order to increase the temperature of the filter during the regeneration process of the filter, the earlier regeneration time increases the opportunity for post-injection, resulting in poor fuel consumption.
[0008]
Accordingly, an object of the present invention is to optimally calculate the amount of particulates collected in the filter regardless of the aromatic hydrocarbon content in the fuel.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention includes a filter that collects particulates in exhaust gas, calculates the amount of particulates collected in the filter based on the amount of generated particulates, and the calculated value of the amount of particulates collected is calculated. When the predetermined value is reached, the exhaust gas purification device of the diesel engine that performs the filter regeneration process detects the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel, and the correlation value of the aromatic hydrocarbon content is detected. Based on this, the generation amount of the particulates is predicted.
[0010]
The present invention also includes a filter that collects particulates in the exhaust gas, predicts the amount of particulates generated, and determines the amount of particulates collected in the filter based on the predicted value of the amount of particulates generated. When the calculated value of the particulate collection amount reaches a predetermined value, in the exhaust gas purification device of the diesel engine that performs the regeneration process of the filter, calculate the amount of particulate generation relative to the reference fuel, A value obtained by detecting the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel and correcting the calculated value of the amount of particulates generated relative to the reference fuel based on the detected correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel. Is set as a predicted value of the amount of generated particulates.
[0011]
【The invention's effect】
According to the experimental results, as the content of aromatic hydrocarbons in the fuel increases, the amount of particulates generated in the exhaust tends to increase, and the amount of particulates collected in the filter tends to increase. According to the present invention, based on the detected correlation value of the aromatic hydrocarbon content of the fuel, the correlation value of the aromatic hydrocarbon content indicates that the aromatic hydrocarbon content increases. Therefore, the amount of particulates collected in the filter can be accurately calculated regardless of the aromatic hydrocarbon content in the fuel used. Thus, if the amount of particulates collected in the filter can be calculated with high accuracy, the determination accuracy of the regeneration time of the filter is improved.
[0012]
As the aromatic hydrocarbon content in the fuel increases compared to the reference fuel, the amount of particulates generated in the exhaust tends to increase, and the amount of particulates collected in the filter tends to increase. According to the present invention, the amount of particulates generated relative to the reference fuel is calculated, the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is detected, and the detected correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is detected. On the basis of this, the value obtained by correcting the calculated value of the particulate generation amount with respect to the reference fuel is used as the predicted value of the particulate generation amount. Therefore, even if a fuel different from the aromatic hydrocarbon content in the reference fuel is used. Thus, it is possible to accurately calculate the amount of particulates collected in the filter by the fuel. Thus, if the amount of particulates collected in the filter can be calculated with high accuracy, the determination accuracy of the regeneration time of the filter is improved.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the configuration of an embodiment.
[0014]
In FIG. 1, a diaphragm type EGR valve 6 that responds to a control pressure from a pressure control valve 5 is provided in an EGR passage 4 that connects the exhaust passage 2 and the collector portion 3 a of the intake passage 3. The pressure control valve 5 is driven by a duty control signal from the control unit 21 and thereby obtains a predetermined EGR rate corresponding to the operating conditions. This is because NOx increases as the combustion temperature rises. Therefore, in order to suppress the combustion temperature, a part of the exhaust gas is recirculated to the intake passage to lower the combustion temperature, thereby reducing the generation of NOx.
[0015]
The engine includes a common rail fuel injection device 11 as a fuel supply device. The fuel injection device 11 mainly includes a fuel tank (not shown), a supply pump 12, a pressure accumulating chamber 13, and a nozzle 14 provided for each cylinder. The fuel pressurized by the supply pump 12 is temporarily stored in the pressure accumulating chamber 13. After that, the high pressure fuel in the pressure accumulating chamber 13 is distributed to the nozzles 14 corresponding to the number of cylinders.
[0016]
The nozzle 14 includes a needle valve, a nozzle chamber, a fuel supply passage to the nozzle chamber, a retainer, a hydraulic piston, a return spring, and the like, and a three-way valve (solenoid valve) 15 interposed in the fuel supply passage to the hydraulic piston is interposed therebetween. It is disguised. When the three-way valve 15 is turned off, the needle valve is in a seated state. However, when the three-way valve 15 is turned on, the needle valve is raised and fuel is injected from the nozzle hole at the tip of the nozzle. That is, if the three-way valve 15 is switched from OFF to ON, the fuel injection start timing is adjusted by the ON time, and the fuel injection amount is adjusted by the ON time. The amount increases.
[0017]
The accelerator opening sensor 24, the sensor 22 for detecting the engine speed and the crank angle, and the control unit 21 to which signals from the water temperature sensor 31 are input calculate the fuel injection amount in accordance with the engine speed and the accelerator opening. In addition to controlling the ON time of the three-way valve 15 in accordance with the calculated fuel injection amount, by controlling the switching time of the three-way valve 15 to ON, a predetermined injection start time (injection time) corresponding to the operating conditions is set. Trying to get.
[0018]
A variable capacity turbocharger 31 is provided in the exhaust passage 2 downstream of the opening of the EGR passage 4. This is a variable nozzle 33 driven by an actuator 34 at the scroll inlet of the exhaust turbine 32 so that the control unit 21 can obtain a predetermined supercharging pressure from a low rotational speed range by the control unit 21. On the low rotational speed side, the nozzle opening degree is increased to increase the flow rate of the exhaust gas introduced into the exhaust turbine 32, and on the high rotational speed side, exhaust gas is introduced into the exhaust turbine 32 without resistance and controlled to the nozzle opening degree.
[0019]
The actuator 34 includes a diaphragm actuator that drives the variable nozzle 33 in response to the control pressure, and a pressure control valve 36 that adjusts the control pressure to the diaphragm actuator. The actual opening of the variable nozzle 33 is the target nozzle. A duty control signal is generated so as to have an opening, and this duty control signal is output to the pressure control valve 36.
[0020]
When the turbocharger 31 is provided in this way, a part of the exhaust energy is recovered by the exhaust turbine 32 and the engine output is increased.
[0021]
A filter 42 is provided in the exhaust passage 2 downstream of the exhaust turbine 32. For example, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-73743, the substantially cylindrical filter 42 as a whole has a large number of cells substantially parallel to the exhaust flow due to honeycomb-shaped partition walls made of a porous member such as ceramic. The inlet and outlet of each cell are alternately sealed with a sealing material. Specifically, the particulates contained in the exhaust gas are composites composed of soot and a soluble organic substance (SOF), and most of them are soot (particulates). For this reason, when the exhaust gas flows into the adjacent cells via the partition walls at normal exhaust temperature, soot is collected by the partition walls. On the other hand, when the exhaust time is increased when the regeneration time of the filter 42 is reached, the soot is self-ignited and CO 2 2 As discharged. Reference numeral 41 denotes an oxidation catalyst carrying a noble metal.
[0022]
The exhaust passage 2 is also provided with a NOx trap catalyst 43 upstream of the filter 42 (or downstream of the filter 42). The NOx trap catalyst 43 traps NOx (nitrogen oxide) in the exhaust during lean combustion when the excess air ratio is greater than 1.0, and during rich combustion where the excess air ratio becomes 1.0 or less (or At the time of combustion at the stoichiometric air-fuel ratio, the trapped NOx is reduced and purified using HC and CO in the exhaust as a reducing agent.
[0023]
When the control unit 21 determines that the particulates in the exhaust gas have been collected by the filter 42 to the limit of the allowable range, the exhaust gas temperature is increased to around the temperature at which the collected particulates can be combusted. Set the excess air ratio to be slightly lean. Further, when the NOx trapped by the NOx trap catalyst 43 at the time of lean combustion reaches the limit of the allowable range, the control unit 21 reduces and purifies the trapped NOx. The excess air ratio is controlled so that Further, since the NOx trap catalyst 43 is poisoned by SOx (sulfur oxide) contained in a trace amount in the exhaust gas, when it is determined that SOx has accumulated to the limit of the allowable range, this SOx is desorbed from the NOx trap catalyst 43. In order to raise the exhaust temperature to a possible temperature, the excess air ratio is controlled so that combustion is performed at the stoichiometric air-fuel ratio.
[0024]
As described above, the combustion of the particulates collected by the filter 42 (regeneration of the filter 42), the reduction of NOx trapped by the NOx trap catalyst 43 (regeneration of the NOx trap catalyst 43), and the SOx to the NOx and lap catalyst. It is necessary to control the excess air ratio for detoxication (sulfur detoxication),
(1) When there is a regeneration request for the filter 42, from lean combustion to combustion slightly leaner than the stoichiometric air-fuel ratio,
(2) When there is a request for releasing sulfur poisoning of the NOx trap catalyst 43, from lean combustion to stoichiometric combustion,
(3) When there is a regeneration request for the NOx trap catalyst 43, the lean combustion is switched to the rich combustion.
[0025]
In this case, rich combustion or stoichiometric air-fuel ratio combustion may not be obtained with the supercharger 31 alone, so that a diaphragm that responds to the control pressure from the pressure control valve 20 is provided in the intake passage 3 immediately upstream of the collector 3a. An intake throttle valve 18 driven by an actuator 19 is provided. The configuration of the actuator 19 is the same as that of the EGR valve 6, and the pressure control valve 20 for the intake throttle valve is also driven by a duty control signal from the control unit 21.
[0026]
On the premise of an engine that performs such an excess air ratio control, in this embodiment, (4) a value correlated with the aromatic hydrocarbon content in the fuel is further detected, and the detected aromatic hydrocarbon content in the fuel is detected. Based on the correlation value, the calculated value of the particulate generation amount relative to the reference fuel is corrected, and the particulate collection amount to the filter 42 is calculated based on the corrected value (predicted value of the particulate generation amount). When the calculated value of the particulate collection amount reaches a predetermined value, the regeneration process of the filter 42 is performed.
[0027]
Explaining this, FIGS. 18 to 21 show the results of market research on diesel oil, which is the fuel for diesel engines. That is, as shown in FIG. 18, the cetane number decreases in inverse proportion to the standard fuel specific gravity, and as shown in FIG. 19, the 10% distillation point representing evaporability is higher as the standard fuel specific gravity is lower (the distillation temperature is lower). It has become. This is because, as shown in FIG. 20, the higher the standard fuel specific gravity, the lower the cetane number (the higher the octane number), the lower the evaporation property, and the higher the aromatic hydrocarbon content having a benzene ring structure. It seems to be because. Since the viscosity is proportional to the standard fuel specific gravity, the cetane number tends to decrease in inverse proportion to the viscosity as shown in FIG.
[0028]
In view of such market research, when the amount of generated particulates in the exhaust gas was changed by varying the aromatic hydrocarbon content in the fuel, an experiment was conducted to determine how the aromatic carbonization in the fuel changes. It has been found that fuel with a higher hydrogen content increases the amount of particulates generated per unit time. Therefore, when calculating the amount of particulates generated per unit time in the exhaust, it is necessary to consider the aromatic hydrocarbon content in the fuel. In this embodiment, the correlation of the aromatic hydrocarbon content in the fuel Fuel specific gravity is adopted as a value.
[0029]
For this reason, the control unit 21 includes an output of an air flow meter 23, a fuel temperature TF from a temperature sensor 25 installed in the fuel pipe, an output of an air-fuel ratio sensor 26 disposed downstream of the filter 42, and an intake pressure sensor 27. , The intake air temperature Pa from the intake air temperature sensor 28, the temperature of the filter 42 from the temperature sensor 29, and the temperature of the NOx trap catalyst 43 from the temperature sensor 30 are input.
[0030]
The contents of this control executed by the control unit 21 will be described based on a flowchart.
[0031]
2 to 6 are main routines for performing the regeneration process for the filter 2, the regeneration process for the NOx trap catalyst 43, and the sulfur poisoning release process.
[0032]
In FIG. 2, in Step 1, the rotational speed Ne detected by the crank angle sensor 22 and the standard fuel specific gravity Gstd are read.
[0033]
Here, the calculation of the standard fuel specific gravity Gstd will be described with reference to FIG.
[0034]
FIG. 7 is executed at regular intervals. In FIG. 7, in step 501, the output of the air flow meter (AFM) 23, the engine speed Ne, the accelerator opening detected by the accelerator sensor 24, the fuel temperature TF detected by the temperature sensor 25, and the output of the air-fuel ratio sensor 26 are read. .
[0035]
In step 502, the intake air flow rate Qair is calculated by searching a predetermined table from the output of the air flow meter 23.
[0036]
In step 503, a fuel injection amount (volume flow rate) Qmain is calculated by searching a predetermined map from the engine speed Ne and the accelerator opening.
[0037]
The fuel injection amount Qmain is calculated by calculating a fuel injection period Mperiod by searching a predetermined map from the engine speed Ne and the accelerator opening, and the common rail detected by the fuel injection period Mperiod and a pressure sensor (not shown). The fuel injection amount Qmain may be calculated by searching a predetermined map from the fuel pressure in 13.
[0038]
In step 504, the actual air-fuel ratio AFreal is calculated by searching a predetermined table from the output of the air-fuel ratio sensor 26.
[0039]
In step 505, it is checked whether or not the conditions are suitable for detecting the fuel specific gravity. Normally, EGR for reducing NOx is generally performed in the engine. When EGR is performed, the air-fuel ratio of the exhaust gas is shifted to the rich side. In order to obtain the air-fuel ratio, correction by EGR is required. However, since there is a concern that the detection accuracy of the actual air-fuel ratio deteriorates due to the correction, it is desirable that the actual air-fuel ratio detection command be issued in a region where the EGR operation is stopped. For this reason, in the present embodiment, the fuel specific gravity detection condition is satisfied when the EGR operation is stopped.
[0040]
When the detection condition is not satisfied, the current specific processing is terminated without performing detection (calculation) of the fuel specific gravity.
[0041]
If the detection condition is satisfied, the process proceeds from step 505 to step 506, and the actual fuel amount (weight flow rate) Gmain is obtained from the intake air flow rate Qair and the actual air-fuel ratio AFreal by the following equation.
[0042]
Gmain = Qair / AFreal (1)
In step 507, the actual fuel specific gravity Gfuel is calculated from the actual fuel amount (weight flow rate) Gmain and the fuel injection amount (volume flow rate) Qmain by the following equation.
[0043]
Gfuel = Gmain / Qmain (2)
In step 508, a specific map is retrieved from the actual fuel specific gravity Gfuel and the fuel temperature TF to calculate the fuel specific gravity in the standard state (atmospheric pressure, 20 ° C.), that is, the standard fuel specific gravity Gstd. That is, when the fuel temperature TF is higher than the fuel temperature (20 ° C.) in the standard state, a value corrected to increase the actual fuel specific gravity Gfuel, and the fuel temperature TF is lower than the fuel temperature (20 ° C.) in the standard state. In some cases, the standard fuel specific gravity Gstd is a value obtained by correcting the actual fuel specific gravity Gfuel to be smaller.
[0044]
Returning to FIG. 2, in step 2, the content of aromatic hydrocarbons in the fuel is calculated by searching a table having the contents shown in FIG. 8 from the standard fuel specific gravity Gstd. The relationship between the standard fuel specific gravity Gstd and the aromatic hydrocarbon content needs to be matched to the commercial fuel. That is, the characteristics shown in FIG. 8 are determined based on the results of the market research shown in FIG. 20, and the aromatic hydrocarbon content increases as the standard fuel specific gravity Gstd of the fuel used increases.
[0045]
In step 3 of FIG. 2, the particulate collection amount SUMPM to the filter 42 is calculated. Here, the intake pressure, the intake air temperature, the engine speed and the fuel injection amount are detected, the amount of particulate generation per unit time is calculated based on these, and the integrated value is used as the particulate collection of the filter 42. Since a calculation method for obtaining the amount is described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-13455, in this embodiment, correction according to the aromatic hydrocarbon content in the fuel is applied to the calculation method.
[0046]
The calculation of the particulate collection amount SUMPM will be described with reference to FIG. In FIG. 9 (subroutine of step 3 in FIG. 2), in step 601, the engine speed Ne, the fuel injection amount Qmain, the intake pressure Pa detected by the intake pressure sensor 27, the intake air temperature Ta detected by the temperature sensor 28, Aromatic hydrocarbon content (calculated in step 2 of FIG. 2) is read.
[0047]
In step 602 of FIG. 9, a map having the contents shown in FIG. 10 is searched from the engine speed Ne and the fuel injection amount Qmain to calculate the particulate generation amount ΔPM0 per unit time for the reference fuel in the standard state. Although characteristics are not shown in FIG. 10, as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-13455, the operation region using the engine speed Ne and the fuel injection amount Qmain as parameters is divided into several small regions. The amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel may be measured in advance by a bench test for each small region under the state.
[0048]
In step 603 of FIG. 9, the atmospheric correction coefficient K1 is obtained by searching a map containing the content of FIG. 11 from the intake pressure Pa and intake air temperature Ta, and in step 604 of FIG. 9, the content is calculated from the aromatic hydrocarbon content in the fuel. The fuel property correction coefficient K2 in the standard state is calculated by searching the map having the content of 12, and the particulate generation amount ΔPM per unit time of the used fuel is calculated by the following equation in Step 605 of FIG.
[0049]
ΔPM = ΔPM0 × K1 × K2 (3)
Here, the characteristics of FIG. 11 are described in JP-A-11-13455. That is, the atmospheric correction coefficient K1 is a value that increases as the intake air temperature increases as the intake pressure is the same as shown in FIG. 11, and increases as the intake pressure decreases as the intake air temperature is the same. This is a correction for obtaining a value when the intake pressure or the intake air temperature deviates from the standard state because the particulate generation amount per unit time changes from the value in the standard state. For example, when the intake air temperature is high, the density of the intake air, that is, the air becomes low, resulting in a decrease in the amount of oxygen and an increase in the amount of particulates generated. Further, when the intake pressure is high, the density of intake air, that is, air, increases, the amount of oxygen increases, the combustion becomes active, and the generation amount of particulates decreases.
[0050]
On the other hand, the fuel property correction coefficient K2 in the standard state is as shown in FIG. Here, a fuel having the lowest aromatic hydrocarbon content is selected from among commercially available fuels as a reference fuel. For this reason, K2 becomes the lowest 1.0 when the aromatic hydrocarbon content A is relative to the reference fuel, and becomes larger than 1.0 as the aromatic hydrocarbon content increases from the reference fuel. That is, the above expression (3) is an expression that corrects the particulate generation amount per unit time (ΔPM0 × K1) with respect to the reference fuel so that it increases as the aromatic hydrocarbon content in the fuel increases from the reference fuel. is there. This corresponds to an increase in the amount of particulates generated per unit time in the exhaust gas as the aromatic hydrocarbon content in the fuel is higher than that of the reference fuel.
[0051]
The method for selecting the reference fuel is not limited to this, and a fuel having an intermediate aromatic hydrocarbon content can be selected from commercially available fuels. At this time, when the aromatic hydrocarbon content in the fuel is higher than that of the reference fuel, K2 becomes a value exceeding 1.0, whereas when the aromatic hydrocarbon content in the fuel is lower than that of the reference fuel, K2 is a value less than 1.0.
[0052]
In step 606 of FIG. 9, the particulate collection amount SUMPM of the filter 42 is calculated by the following equation using the particulate generation amount ΔPM per unit time of the used fuel.
[0053]
SUMPM = SUMMPM (previous) + ΔPM (4)
However, SUMPM (previous): previous value of SUMPM,
Equation (4) integrates the particulate generation amount ΔPM per unit time of the fuel used. When the particulate collection amount SUMPM is calculated in this way, returning to FIG. 2, the NOx accumulation amount and the sulfur accumulation amount of the NOx trap catalyst 43 are calculated in steps 4 and 5. These may be estimated from the integrated value of the engine rotational speed Ne as described in, for example, Japanese Patent Publication No. 2600492.
[0054]
Steps 6 to 9 in FIG. 2 look at the filter regeneration processing flag (reg flag), the sulfur poisoning release processing flag (desul flag), the enrichment processing flag (sp flag), and the filter erosion prevention processing flag (rec flag).
[0055]
If all these four flags are zero, the process proceeds to step 10 in FIG. 2 to compare the particulate collection amount SUMPM with the predetermined amount PM1. When the particulate collection amount SUMPM exceeds the predetermined amount PM1, it is determined that the regeneration time of the filter 42 is reached, and the routine proceeds to step 13 in FIG. 2 to set the filter regeneration processing flag (reg flag) = 1 and terminate the current processing. .
[0056]
When the particulate collection amount SUMPM is equal to or less than the predetermined amount PM1, the process proceeds to step 11 in FIG. 2, and the sulfur accumulation amount is compared with the predetermined amount SM1. When the sulfur accumulation amount exceeds the predetermined amount SM1, it is determined that the sulfur poisoning cancellation is necessary, and the routine proceeds to step 14 in FIG. 2, and the sulfur poisoning cancellation processing flag (desul flag) = 1 is set and the current processing is ended. .
[0057]
When the sulfur accumulation amount is equal to or less than the predetermined amount SM1, the process proceeds to step 12 in FIG. 2, and the NOx accumulation amount is compared with the predetermined amount NOx1. When the NOx accumulation amount exceeds the predetermined amount NOx1, it is determined that the regeneration timing of the NOx trap catalyst 43 has come, and the routine proceeds to step 15 in FIG. 2 to set the enrichment processing flag (sp flag) = 1 and terminate the current processing.
[0058]
When the particulate collection amount SUMPM, the sulfur accumulation amount, and the NOx accumulation amount are equal to or less than the predetermined amounts PM1, SM1, and NOx1, respectively, the current process is terminated.
[0059]
When the filter regeneration process flag (reg flag) = 1 in step 13 in FIG. 2, the process proceeds from step 6 in FIG. 2 to the filter regeneration process shown in FIG. 3 from the next time, and in step 14 in FIG. 2) from step 7 in FIG. 2 to the regeneration process of the NOx trap catalyst 43 shown in FIG. 4, and when the enrichment flag (sp flag) = 1 in step 15 in FIG. From the next time, the process proceeds from step 8 in FIG. 2 to the enrichment process shown in FIG.
[0060]
Hereinafter, description will be made in the order of FIG. 3, FIG. 4, and FIG.
[0061]
The flow of FIG. 3 is for performing the regeneration process of the filter 42. However, FIG. 3 shows the flow of control, and unlike FIG. 2, it is not executed at regular intervals.
[0062]
In step 101 in FIG. 3, the target excess air ratio λm during the filter regeneration process is determined by searching a table having the contents shown in FIG. 13 from the aromatic hydrocarbon content in the fuel (calculated in step 2 in FIG. 2). calculate. The target excess air ratio λm during the filter regeneration process is basically a value slightly larger than 1.0 (that is, a value slightly leaner than the theoretical air-fuel ratio). In this embodiment, as shown in FIG. The larger the content of the group hydrocarbon, the higher the value so that the value becomes leaner. This is to avoid an increase in the amount of particulate generation during the filter regeneration process by increasing the excess air ratio (making the air-fuel ratio lean) as the aromatic hydrocarbon content increases.
[0063]
In step 102 in FIG. 3, control is performed so that the actual excess air ratio λ of the exhaust gas becomes the target value λm. For example, a target intake air amount (see FIG. 14) is calculated from the target value λm and the fuel injection amount Qmain, and the opening of the intake throttle valve 18 is controlled so that this target intake air amount is obtained.
[0064]
Here, the actual excess air ratio λ may be obtained from the actual air-fuel ratio AFreal (obtained in step 504 in FIG. 7) and the theoretical air-fuel ratio (= 14.7) by the following equation.
[0065]
λ = AFreal / 14.7 (5)
In steps 103 and 104 of FIG. 3, the filter temperature detected by the temperature sensor 29 is compared with a predetermined filter temperature upper limit value T1 and filter temperature lower limit value T2 during filter regeneration processing. Here, T1 and T2 may be constant values. The filter regeneration processing time can be shortened by setting T1 and T2 higher as the aromatic hydrocarbon content increases.
[0066]
When the filter temperature is equal to or higher than the upper limit value T1, in order to return the filter temperature to less than the upper limit value T1, the routine proceeds to step 111 in FIG. 3 to decrease the post injection amount by a predetermined amount, whereas the filter temperature is lower than the lower limit value T2. In order to set the filter temperature to a value exceeding the lower limit value T2, the routine proceeds to step 112 in FIG. 3 to increase the post injection amount by a predetermined amount. For example, the unit post injection amount shown in FIG. 15 is increased or decreased according to the operating state (engine rotation speed, fuel injection amount).
[0067]
Since the actual excess air ratio λ of the exhaust gas deviates from the target value λm due to the increase or decrease of the post injection amount, the actual excess air ratio λ is adjusted by controlling the opening degree of the intake throttle valve 18, and the change to the filter temperature is suppressed to achieve the target. The value λm is achieved.
[0068]
When the filter temperature is less than the upper limit value T1 and exceeds the lower limit value T2, the process proceeds to step 105 in FIG. 3 to maintain the current post injection.
[0069]
In step 106 of FIG. 3, the elapsed time t1 from when the filter regeneration processing flag (reg flag) = 1 is compared with the reference time t dpf reg. The reference time is for determining whether or not the regeneration of the filter 42 has been completed. The reference time may be a constant value. When t1 has not reached the reference time, the current process is terminated. At this time, the particulates collected by the filter 42 are burned and removed.
[0070]
At the timing when t1 reaches the reference time, it is determined that the regeneration of the filter 42 is completed, and the process proceeds to step 107 in FIG. 3 to stop the post injection and stop the heating of the filter 42 further.
[0071]
In steps 108 and 109 of FIG. 3, in order to prepare for the next regeneration process of the filter 42, the filter regeneration process flag (reg flag) = 0 and the particulate collection amount SUMPM = 0.
[0072]
In this way, although the regeneration process of the filter 42 is completed, the excess air ratio of the exhaust when the particulate unburned residue in the filter 42 is present is set to a value at the time of normal lean combustion (for example, a value exceeding 1.4). If the value is suddenly increased to (), the unburned particulates burn at once, and the filter 42 may be melted. For this reason, in step 110 of FIG. 3, in order to perform the melting prevention process of the filter 42, the melting prevention process flag (rec flag) = 1 is set.
[0073]
The flow of FIG. 4 is for performing the sulfur poisoning release processing of the NOx trap catalyst 43. This flow also shows the flow of control, and unlike FIG. 2, it is not executed at regular intervals.
[0074]
In FIG. 4, in step 201, the actual excess air ratio λ of the exhaust gas is controlled so as to be 1.0 corresponding to the theoretical air-fuel ratio (abbreviated as “stoichi” in the figure). For example, a target intake air amount is calculated by searching a map (see FIG. 16) of a target intake air amount from which the theoretical air-fuel ratio is obtained from the fuel injection amount Qmain and the engine speed Ne so that the target intake air amount can be obtained. Then, the opening degree of the intake throttle valve 18 is controlled.
[0075]
In step 202 of FIG. 4, the temperature of the NOx trap catalyst 43 detected by the temperature sensor 30 is compared with a predetermined value T3. T3 is a lower limit value of the temperature required for desorbing sulfur from the NOx trap catalyst 43. For example, when a Ba-based NOx trap catalyst is used, it is necessary to set the temperature to 600 ° C. or higher in the atmosphere from the stoichiometric air-fuel ratio to the rich air-fuel ratio, so T3 is set to 600 ° C. or higher.
[0076]
When the temperature of the NOx trap catalyst 43 is less than the predetermined value T3, the routine proceeds to step 209 in FIG. 4 and post injection is performed to raise the temperature of the NOx trap catalyst 43 to T3 or higher. Although the actual excess air ratio λ of the exhaust gas fluctuates due to the post injection, the target excess air ratio λm and the target catalyst temperature (600 ° C. or more) are adjusted by adjusting the intake air amount again using the intake throttle valve 18 in step 201. Realize.
[0077]
On the other hand, when the temperature of the NOx trap catalyst 43 is equal to or higher than the predetermined value T3, the routine proceeds from step 202 of FIG. 4 to step 203, and the elapsed time t2 and the reference time after the sulfur poisoning release processing flag (desul flag) = 1. Compare t desul. The reference time is for determining whether or not the sulfur poisoning release is completed. The reference time may be a constant value. If t2 has not reached the reference time, the current process is terminated.
[0078]
When t2 reaches the reference time, it is determined that the sulfur poisoning release has been completed at the target excess air ratio and the target catalyst temperature, and the routine proceeds to steps 204, 205, and 206 in FIG. The sulfur poisoning release processing flag (desul flag) = 0 and the sulfur accumulation amount = 0.
[0079]
In steps 207 and 208 of FIG. 4, even if the enrichment process flag (sp flag) = 1, the enrichment process flag = 0 and the NOx accumulation amount = 0. This is because the NOx trap catalyst 43 is regenerated when the NOx trap catalyst 43 is exposed to an atmosphere having a stoichiometric air-fuel ratio for a long time in order to release sulfur poisoning. That is, when the request for regenerating the NOx trap catalyst 43 has been issued, if the sulfur poisoning release is performed, the regeneration of the NOx trap catalyst 43 is also performed at the same time.
[0080]
However, although the sulfur poisoning release processing is completed, if the filter 42 has unburned particulates under such a high temperature condition, the excess air ratio of the exhaust is set to a value during normal lean combustion (for example, 1. If the value is suddenly increased to a value exceeding 4), the unburned particulates may burn at once and the filter 42 may be melted. Therefore, in this case, the step of FIG. In step S209, the melting prevention processing flag (rec flag) is set to 1.
[0081]
FIG. 5 is for performing the enrichment process. In FIG. 5, at step 301, the target excess air ratio λm (a value slightly richer than the theoretical air-fuel ratio) during regeneration of the NOx trap catalyst 43 is set. Control is performed using the intake throttle valve 18 so that λ coincides with the target value λm.
[0082]
In step 302 of FIG. 5, the elapsed time t3 from when the enrichment process flag (sp flag) = 1 is compared with the reference time t spike. The reference time is for determining whether or not the regeneration end time of the NOx trap catalyst 43 has come. The reference time may be a constant value. If t3 has not reached the reference time, the current process is terminated.
[0083]
When t3 reaches the reference time, it is determined that the regeneration of the NOx trap catalyst 43 has ended, and in order to cancel the enrichment process, the process proceeds to Steps 303 and 304 in FIG. 5 to set the enrichment process flag (sp flag) = 0. In order to prepare for the next enrichment process, NOx accumulation amount = 0.
[0084]
In step 110 of FIG. 3 or step 209 of FIG. 4, when the melt damage prevention process flag (rec flag) = 1 of the filter 42 is set, the process proceeds from step 9 to FIG. 6 in FIG.
[0085]
The flow in FIG. 6 is for performing a filter melting prevention process. This flow also shows the flow of control, and unlike FIG. 2, it is not executed at regular intervals.
[0086]
In FIG. 6, in step 401, the filter temperature detected by the temperature sensor 29 is read.
[0087]
When the melting prevention flag (rec flag) = 1, since the filter 42 or the NOx trap catalyst 43 is immediately after the regeneration process or immediately after the high load operation, the temperature of the filter 42 is very high. . In this state, the unburned or collected particulates burn at once, and the actual excess air ratio λ of the exhaust gas is set to the target excess air ratio λm (for example, λm ≦ 1.4) so that the filter 42 does not melt. Control. For example, the target intake air amount (see FIG. 17) is calculated from the target excess air ratio λm and the fuel injection amount Qmain, and the opening of the intake throttle valve 18 is controlled so that this target intake air amount is obtained.
[0088]
In step 403 of FIG. 6, the filter temperature is compared with a predetermined value T4. T4 is a temperature at which there is no risk of sudden combustion (oxidation) of the particulates in the filter 42. T4 is a constant value. While the filter temperature exceeds T4, the current process is terminated.
[0089]
When the filter temperature is equal to or lower than T4, even if the oxygen concentration in the exhaust gas flowing through the filter 42 is equivalent to the atmosphere, the filter 42 can be prevented from being melted. Therefore, the process proceeds to Steps 404 and 405 in FIG. The control of the rate is stopped and the melting prevention processing flag (rec flag) = 0 is set.
[0090]
Here, the operation of the present embodiment will be described.
[0091]
As the aromatic hydrocarbon content in the fuel increases from the reference fuel, the amount of particulates generated per unit time in the exhaust gas increases, and the amount of particulates collected in the filter 42 tends to increase. In accordance with this trend, according to this embodiment (the invention described in claim 2), the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel is calculated, and the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is calculated. A value (ΔPM0 × K1 × K2) obtained by correcting the calculated value (ΔPM0 × K1) of the particulate generation amount per unit time with respect to the reference fuel is used as the predicted value of the particulate generation amount. Therefore, even if a fuel different from the aromatic hydrocarbon content in the reference fuel is used, the amount of particulates collected in the filter 42 by the fuel is calculated. Can be performed with high accuracy. In this way, when the amount of particulates collected in the filter can be calculated with high accuracy, the determination accuracy of the regeneration timing of the filter 42 is improved.
[0092]
There is a fuel specific gravity in the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel, and according to this embodiment (the invention described in claim 4), the particulate matter per unit time with respect to the reference fuel is based on this fuel specific gravity. Since the calculated value of the generated amount is corrected as the predicted value of the generated amount of particulates, it is not necessary to directly determine the aromatic hydrocarbon content in the fuel, which results in the generated amount of particulates per unit time. Can be obtained easily.
[0093]
In the present embodiment (the invention described in claim 5), three detection means (an air flow meter 23 as an intake air amount detection means, a control unit 21 as a fuel supply amount detection means, and an air-fuel ratio as an actual air-fuel ratio detection means) The actual fuel specific gravity Gfuel is calculated based on the sensor 26), and the actual fuel specific gravity Gfuel is used as the fuel specific gravity used when correcting the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel. When the engine is already provided, it is not necessary to provide a new detecting means, and the fuel specific gravity can be calculated without increasing the cost.
[0094]
The fuel specific gravity is greatly influenced by the fuel temperature, and the fuel specific gravity decreases as the fuel temperature increases. For this reason, when the calculated value of the particulate generation amount per unit time with respect to the reference fuel is corrected based on the actual fuel specific gravity Gfuel, the corrected value differs depending on the fuel temperature. For this reason, if the calculated value of the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel is corrected correctly when the fuel temperature is in the standard state (atmospheric pressure, 20 ° C.), the fuel temperature deviating from the standard state Sometimes, the calculated value of the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel cannot be corrected correctly, but according to the present embodiment (the invention according to claim 6), the detected intake air amount Qair, fuel injection The actual fuel specific gravity Gfuel is calculated based on the amount (fuel supply amount) Qmain and the actual air-fuel ratio AFreal, and the standard fuel specific gravity Gstd which is the fuel specific gravity in the standard state is calculated from the actual fuel temperature TF and the actual fuel specific gravity Gfuel. This standard fuel specific gravity Gstd is used to correct the calculated value of the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel. Since the specific gravity, the calculated value of the amount of generated particulates per unit time irrespective of the fuel temperature can be accurately corrected.
[0095]
According to the present embodiment (the invention described in claim 8), the calculated value of the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel is increased so as to indicate that the aromatic hydrocarbon content in the fuel increases. Therefore, even if the aromatic hydrocarbon content in the fuel increases, the calculated value of the particulate generation amount per unit time with respect to the reference fuel can be accurately corrected.
[0096]
According to the present embodiment (the invention described in claim 10), the filter temperature (specifically, the filter temperature upper limit value T1 and the filter temperature lower limit value T2) when performing the regeneration process of the filter 42 is changed to the fragrance in the fuel. By increasing the content of the group hydrocarbon when the content of the group hydrocarbon is higher than that of the reference fuel, it is possible to avoid an increase in the time required for the regeneration process of the filter 42.
[0097]
According to the present embodiment (invention of claim 12), the temperature of the filter 42 is raised to the target temperature when the regeneration process of the filter 42 is performed, and then the target value λm of the excess air ratio is changed to the aromatic hydrocarbon in the fuel. As the content is higher than the reference fuel, the leaner side is set (see FIG. 13). Therefore, when the filter 42 is regenerated, the temperature of the filter 42 is raised to the target temperature λm, and then the amount of particulate generated in the exhaust gas is increased. You can avoid increasing.
[0098]
Next, what can be considered as another embodiment will be described.
1. The higher the content of aromatic hydrocarbons in the fuel, the earlier the amount of particulates collected by the filter 42 reaches a predetermined value. Therefore, even when the aromatic hydrocarbon content in the fuel is high, if the interval at which the filter 42 is regenerated is the same as when the aromatic hydrocarbon content in the fuel is low, the filter 42 The amount of curate collected becomes too large, and the filter 42 may be overheated when the filter regeneration process is performed thereafter. By shortening as the hydrogen content increases (the invention according to claim 9), overheating of the filter 42 can be avoided.
2. When the temperature of the filter 42 is raised during the regeneration process of the filter 42, the target value λm of the excess air ratio is made leaner as the aromatic hydrocarbon content in the fuel is larger than that of the reference fuel (invoicing). (Invention of Item 11) When the temperature of the filter 42 is raised during the regeneration process of the filter 42, it is possible to avoid an increase in the amount of particulates generated in the exhaust gas.
3. In the embodiment, the case where the sulfur poisoning of the NOx trap catalyst 43 is released by performing combustion at the stoichiometric air-fuel ratio has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, by periodically repeating the excess air ratio between combustion at the stoichiometric air-fuel ratio (or rich combustion) and combustion at the lean air-fuel ratio, the sulfur poisoning release of the NOx trap catalyst 43 and the regeneration of the filter 42 are simultaneously performed. It is known that it can be done. In this case, as the aromatic hydrocarbon content is higher than that of the reference fuel, the ratio of combustion at the lean air-fuel ratio is set to be larger than a predetermined reference value for the reference fuel (claim 13). In the case of a fuel having a higher aromatic hydrocarbon content than the reference fuel, an increase in the amount of particulates generated in the exhaust can be avoided.
4). In the embodiment, the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is detected, and the amount of particulates generated per unit time with respect to the reference fuel based on the detected correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel. In the above description, the value obtained by correcting the calculated value is used as the predicted value of the amount of particulates generated per unit time for the fuel used. However, the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is detected, and this aromatic value is detected. The amount of particulates generated per unit time for the fuel used may be predicted based on the correlation value of the group hydrocarbon content (the invention according to claim 1).
5. In the embodiment, the case where the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is the fuel specific gravity has been described. However, the relationship shown in FIG. 18 between the fuel specific gravity and the cetane number, and the cetane number and the viscosity Since there is a relationship shown in FIG. 21, the cetane number or the viscosity can be used as the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel (the invention according to claim 16).
[0099]
Finally, the function of the particulate generation amount calculation means according to claim 2 is based on steps 602, 603 and 605 in FIG. 9, and the function of the aromatic hydrocarbon content correlation value detection means is based on FIG. The function of the prediction means is performed by steps 604 and 605 in FIG.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a configuration of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a flowchart for explaining a main routine.
FIG. 3 is a flowchart for explaining filter regeneration processing;
FIG. 4 is a flowchart for explaining sulfur poisoning release processing;
FIG. 5 is a flowchart for explaining enrichment processing;
FIG. 6 is a flowchart for explaining filter melting prevention processing;
FIG. 7 is a flowchart for explaining calculation of fuel specific gravity.
FIG. 8 is a characteristic diagram showing the relationship between standard fuel specific gravity and aromatic hydrocarbon content.
FIG. 9 is a flowchart for explaining calculation of a particulate collection amount.
FIG. 10 is a characteristic diagram of particulate generation amount per unit time with respect to a reference fuel in a standard state.
FIG. 11 is a characteristic diagram of atmospheric correction coefficients.
FIG. 12 is a characteristic diagram of a fuel property correction coefficient.
FIG. 13 is a characteristic diagram showing the relationship between the aromatic hydrocarbon content and the target excess air ratio during the filter regeneration process.
FIG. 14 is a characteristic diagram of a target intake air amount for operation at a target excess air ratio during filter regeneration processing.
FIG. 15 is a characteristic diagram of a unit post injection amount.
FIG. 16 is a characteristic diagram of a target intake air amount for operation at a target excess air ratio during sulfur poisoning release processing.
FIG. 17 is a characteristic diagram of a target intake air amount for operation at a target excess air ratio at the time of filter melting prevention processing.
FIG. 18 is a characteristic diagram showing the relationship between the standard fuel specific gravity of light oil and the cetane number.
FIG. 19 is a characteristic diagram showing the relationship between standard fuel specific gravity and evaporability (10% distillation point) of light oil.
FIG. 20 is a characteristic diagram showing the relationship between the standard fuel specific gravity of light oil and the aromatic hydrocarbon component content.
FIG. 21 is a characteristic diagram showing the relationship between the viscosity of light oil and the cetane number.
[Explanation of symbols]
15 Three-way valve (solenoid valve)
18 Inlet throttle valve
21 Control unit
23 Air flow meter (intake air volume detection means)
25 Temperature sensor (Fuel temperature detection means)
26 Air-fuel ratio sensor (actual air-fuel ratio detection means)
29 Temperature sensor
42 Filter

Claims (16)

排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、
このパティキュレートの発生量に基づいてフィルタへのパティキュレートの捕集量を算出し、このパティキュレートの捕集量の算出値が所定値となったとき、フィルタ再生処理を行うようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出する芳香族炭化水素含有量相関値検出手段と、
この芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて前記パティキュレートの発生量を予測するパティキュレート発生量予測手段と
を設けることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
It has a filter that collects particulates in the exhaust,
A diesel engine that calculates the amount of particulates collected in the filter based on the amount of particulates generated, and performs filter regeneration processing when the calculated value of the amount of particulates collected reaches a predetermined value. In the exhaust purification device of
An aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means for detecting a correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel;
An exhaust emission control device for a diesel engine, comprising: particulate generation amount predicting means for predicting the generation amount of the particulates based on the correlation value of the aromatic hydrocarbon content.
排気中のパティキュレートを捕集するフィルタを備え、
このパティキュレートの発生量を予測し、このパティキュレートの発生量の予測値に基づいてフィルタへのパティキュレートの捕集量を算出し、このパティキュレートの捕集量の算出値が所定値となったとき、フィルタの再生処理を行うようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
基準燃料に対するパティキュレートの発生量を算出するパティキュレート発生量算出手段と、
燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出する芳香族炭化水素含有量相関値検出手段と、
この検出した燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値に基づいて前記基準燃料に対するパティキュレートの発生量の算出値を補正した値を前記パティキュレートの発生量の予測値とするパティキュレート発生量予測手段と
を設けることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
It has a filter that collects particulates in the exhaust,
The amount of particulates generated is predicted, the amount of particulates collected in the filter is calculated based on the predicted value of the amount of particulates generated, and the calculated value of the amount of particulate collected becomes a predetermined value. In the exhaust gas purification device for a diesel engine that performs the regeneration process of the filter,
Particulate generation amount calculating means for calculating the amount of particulate generation with respect to the reference fuel;
An aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means for detecting a correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel;
Particulate generation amount using a value obtained by correcting the calculated value of the particulate generation amount relative to the reference fuel based on the detected correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel as a predicted value of the particulate generation amount An exhaust emission control device for a diesel engine, comprising: a predicting unit.
前記燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値は燃料比重であることを特徴とする請求項1に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is fuel specific gravity. 前記燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値は燃料比重であることを特徴とする請求項2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to claim 2, wherein the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is a fuel specific gravity. 前記燃料比重を検出する燃料比重検出手段は、
吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段と、
排気の実空燃比を検出する実空燃比検出手段と、
これら検出された吸入空気量、燃料供給量及び実空燃比に基づいて実燃料比重を算出し、この実燃料比重をそのまま前記燃料比重とする実燃料比重算出手段とを含んで構成されることを特徴とする請求項4に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
The fuel specific gravity detecting means for detecting the fuel specific gravity,
An intake air amount detection means for detecting an intake air amount;
Fuel supply amount detection means for detecting the fuel supply amount;
An actual air-fuel ratio detecting means for detecting the actual air-fuel ratio of the exhaust;
An actual fuel specific gravity calculating means for calculating an actual fuel specific gravity based on the detected intake air amount, fuel supply amount, and actual air-fuel ratio, and using the actual fuel specific gravity as it is as the fuel specific gravity. The exhaust emission control device for a diesel engine according to claim 4,
燃料温度を検出する燃料温度検出手段を備え、
前記燃料比重を検出する燃料比重検出手段は、
吸入空気量を検出する吸入空気量検出手段と、
燃料供給量を検出する燃料供給量検出手段と、
排気の実空燃比を検出する実空燃比検出手段と、
これら検出された吸入空気量、燃料供給量及び実空燃比に基づいて実燃料比重を算出する実燃料比重算出手段と、
前記燃料温度とこの実燃料比重とから標準状態での燃料比重である標準燃料比重を算出し、この標準燃料比重を、前記燃料比重とする標準燃料比重算出手段とからなることを特徴とする請求項4に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
A fuel temperature detecting means for detecting the fuel temperature;
The fuel specific gravity detecting means for detecting the fuel specific gravity,
An intake air amount detection means for detecting an intake air amount;
Fuel supply amount detection means for detecting the fuel supply amount;
An actual air-fuel ratio detecting means for detecting the actual air-fuel ratio of the exhaust;
Actual fuel specific gravity calculating means for calculating the actual fuel specific gravity based on the detected intake air amount, fuel supply amount and actual air-fuel ratio;
A standard fuel specific gravity calculating means for calculating a standard fuel specific gravity, which is a fuel specific gravity in a standard state, from the fuel temperature and the actual fuel specific gravity, and using the standard fuel specific gravity as the fuel specific gravity is provided. Item 5. An exhaust emission control device for a diesel engine according to Item 4.
燃料噴射期間を検出する手段と、燃料噴射圧力を検出する手段とを備え、
これら検出された燃料噴射期間及び燃料噴射圧力から前記燃料供給量を算出することを特徴とする請求項6に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。
Means for detecting the fuel injection period; and means for detecting the fuel injection pressure;
The exhaust purification device for a diesel engine according to claim 6, wherein the fuel supply amount is calculated from the detected fuel injection period and fuel injection pressure.
前記基準燃料に対するパティキュレートの発生量の算出値を、前記燃料中の芳香族炭化水素含有量が多くなるほど多くなる側に補正することを特徴とする請求項2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The exhaust emission control device for a diesel engine according to claim 2, wherein the calculated value of the amount of particulates generated relative to the reference fuel is corrected so as to increase as the aromatic hydrocarbon content in the fuel increases. . 前記フィルタの再生処理を行う間隔を、前記燃料中の前記芳香族炭化水素含有量が多いほど短くすることを特徴とする請求項2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The exhaust purification device for a diesel engine according to claim 2, wherein the interval for performing the regeneration processing of the filter is shortened as the content of the aromatic hydrocarbon in the fuel increases. 前記フィルタの再生処理を行う際のフィルタ温度を、前記燃料中の芳香族炭化水素含有量が前記基準燃料よりも多いほど高くすることを特徴とする請求項2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。3. The exhaust purification device for a diesel engine according to claim 2, wherein the filter temperature at the time of performing the regeneration process of the filter is increased as the aromatic hydrocarbon content in the fuel is higher than that of the reference fuel. . 前記フィルタの再生処理を行うに際してフィルタを昇温させる場合に、空気過剰率の目標値を、前記燃料中の芳香族炭化水素含有量が前記基準燃料よりも多いほどリーン側にすることを特徴とする請求項2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。When the temperature of the filter is raised when performing the regeneration process of the filter, the target value of the excess air ratio is made leaner as the aromatic hydrocarbon content in the fuel is larger than the reference fuel. The exhaust emission control device for a diesel engine according to claim 2. 前記フィルタの再生処理を行うに際してフィルタを目標温度まで昇温させた後に、空気過剰率の目標値を、前記燃料中の芳香族炭化水素含有量が前記基準燃料よりも多いほどリーン側にすることを特徴とする請求項2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。After the temperature of the filter is raised to the target temperature when performing the regeneration process of the filter, the target value of the excess air ratio is made leaner as the aromatic hydrocarbon content in the fuel is larger than the reference fuel. The exhaust emission control device for a diesel engine according to claim 2. 排気中のパティキュレートを捕集するフィルタと、
リーン燃焼時に排気中のNOxをトラップする一方、理論空燃比での燃焼時またはリッチ燃焼時になるとトラップしていたNOxを脱離すると共に排気中の還元成分を用いてその脱離したNOxを還元浄化するNOxトラップ触媒と
を備え、
リーン燃焼と理論空燃比での燃焼とを繰り返すことで前記NOxトラップ触媒の硫黄被毒解除処理と前記フィルタの再生処理とを同時に行わせるようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、
燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値を検出する芳香族炭化水素含有量相関値検出手段と、
この燃料中の芳香族炭化水素含有率の相関値が、燃料中の芳香族炭化水素含有率が基準燃料よりも多いことを示すほど、前記リーン燃焼の比率を大きくする比率増大手段と
を設けることを特徴とするディーゼルエンジンの排気浄化装置。
A filter that collects particulates in the exhaust;
While trapping NOx in the exhaust during lean combustion, the trapped NOx is desorbed at the time of combustion at the stoichiometric air-fuel ratio or rich combustion, and the desorbed NOx is reduced and purified using a reducing component in the exhaust NOx trap catalyst
In the exhaust gas purification apparatus for a diesel engine, the sulfur poisoning release process of the NOx trap catalyst and the regeneration process of the filter are simultaneously performed by repeating lean combustion and combustion at a stoichiometric air-fuel ratio.
An aromatic hydrocarbon content correlation value detecting means for detecting a correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel;
Providing a ratio increasing means for increasing the lean combustion ratio such that the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel indicates that the aromatic hydrocarbon content in the fuel is higher than that of the reference fuel. An exhaust emission control device for diesel engines.
前記燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値は燃料比重であることを特徴とする請求項13に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The exhaust gas purification apparatus for a diesel engine according to claim 13, wherein the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is fuel specific gravity. 前記パティキュレートの発生量は単位時間当たりの量であることを特徴とする請求項1または2に記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The exhaust purification device for a diesel engine according to claim 1 or 2, wherein the amount of generated particulates is an amount per unit time. 前記燃料中の芳香族炭化水素含有量の相関値はセタン価または粘度であることを特徴とする請求項1、2、13のいずれか一つに記載のディーゼルエンジンの排気浄化装置。The diesel engine exhaust gas purification apparatus according to any one of claims 1, 2, and 13, wherein the correlation value of the aromatic hydrocarbon content in the fuel is a cetane number or a viscosity.
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