JP2005256820A - Engine exhaust emission control device - Google Patents

Engine exhaust emission control device Download PDF

Info

Publication number
JP2005256820A
JP2005256820A JP2004073252A JP2004073252A JP2005256820A JP 2005256820 A JP2005256820 A JP 2005256820A JP 2004073252 A JP2004073252 A JP 2004073252A JP 2004073252 A JP2004073252 A JP 2004073252A JP 2005256820 A JP2005256820 A JP 2005256820A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
oxidation catalyst
engine
vehicle
injection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2004073252A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Nishimura
博幸 西村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mazda Motor Corp filed Critical Mazda Motor Corp
Priority to JP2004073252A priority Critical patent/JP2005256820A/en
Publication of JP2005256820A publication Critical patent/JP2005256820A/en
Abandoned legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
  • Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent lowering of fuel economy due to wasteful fuel consumption, in an engine exhaust emission control device which activates an oxidation catalyst arranged in an exhaust emission passage on an upper stream-side than a filter by carrying out fuel sub-injection when forcedly regenerating a DPF. <P>SOLUTION: It is judged whether an own vehicle can travel so that it activates an oxidation catalyst, based on map information in a navigation system, or on road traffic information on a traffic jam. When such a traveling is not available, a forced regeneration of the filter is prohibited. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、排気通路に排ガス中の微粒子(黒煙をはじめとする浮遊粒子状物質)を捕集するフィルタを備えたエンジンの排気浄化装置に関するものである。     The present invention relates to an exhaust emission control device for an engine provided with a filter for collecting particulates (floating particulate matter such as black smoke) in exhaust gas in an exhaust passage.

エンジンの排気通路に上記フィルタを設けた場合、このフィルタに捕集された微粒子量が所定量以上になったときに、この微粒子を燃焼させることによって該フィルタの再生を行なう必要がある。この再生に関し、上記フィルタよりも上流側の排気通路に酸化触媒を配置しておき、エンジンの排気弁の閉止直前に気筒内に燃料を噴射することにより、未燃燃料を酸化触媒に供給し、該酸化触媒での燃料の酸化反応熱により、上記フィルタの温度を上昇させ微粒子を燃焼させることが知られている(特許文献1参照)。
特開平8−42326号公報
When the filter is provided in the exhaust passage of the engine, it is necessary to regenerate the filter by burning the particulates when the amount of particulates collected by the filter exceeds a predetermined amount. With respect to this regeneration, an oxidation catalyst is disposed in the exhaust passage upstream of the filter, and fuel is injected into the cylinder immediately before the exhaust valve of the engine is closed, thereby supplying unburned fuel to the oxidation catalyst. It is known that the temperature of the filter is raised and fine particles are combusted by the oxidation reaction heat of the fuel in the oxidation catalyst (see Patent Document 1).
JP-A-8-42326

上記フィルタの強制再生技術では、酸化触媒が未燃燃料を酸化燃焼することができるように活性化している必要があるが、車両の通常の走行時は排ガス温度が低く、酸化触媒は不活性状態にあるのが普通である。従って、フィルタの再生を行なう際は、最初に酸化触媒の活性化を図るべく、エンジン出力を得るための燃料の主噴射後の膨張行程において、燃料を気筒内に少量噴射する副噴射を所定時間実行し、この副噴射燃料を気筒内で燃焼させて排出することにより排ガス温度を高め、それによって酸化触媒の温度を上昇させる必要がある。     In the forced regeneration technology of the above filter, the oxidation catalyst needs to be activated so that the unburned fuel can be oxidized and burned, but the exhaust gas temperature is low during normal driving of the vehicle, and the oxidation catalyst is in an inactive state. It is normal to be in Therefore, when the filter is regenerated, in order to activate the oxidation catalyst first, in the expansion stroke after the main injection of the fuel for obtaining the engine output, the sub-injection for injecting a small amount of fuel into the cylinder is performed for a predetermined time. It is necessary to increase the temperature of the exhaust gas by executing and discharging the sub-injected fuel by burning it in the cylinder, thereby increasing the temperature of the oxidation catalyst.

ところで、上記副噴射燃料の気筒内での燃焼は、主噴射燃料の燃焼によるエンジンの気筒内温度に左右され、換言すれば車両の走行状態に左右される。例えば、エンジン負荷が低い低車速走行時、発進・停止が頻繁に繰り返される走行時等においては、筒内温度がそれほど高くならないため、副噴射燃料が筒内で効率良く燃焼しないことがある。すなわち、副噴射を行なえば、排ガス温度が必ず期待するように上昇して酸化触媒が活性化に至るとは限らない。従って、フィルタの強制再生は、エンジン負荷が比較的高い(筒内温度が比較的高い)車両走行状態で実行開始することが望ましい。     By the way, the combustion of the sub-injected fuel in the cylinder depends on the temperature in the cylinder of the engine due to the combustion of the main injected fuel, in other words, on the running state of the vehicle. For example, when the vehicle is traveling at a low vehicle speed with a low engine load, or when the vehicle is frequently started and stopped, the in-cylinder temperature does not increase so much, and the sub-injected fuel may not burn efficiently in the cylinder. That is, if sub-injection is performed, the exhaust gas temperature does not always rise as expected and the oxidation catalyst does not always become activated. Therefore, it is desirable to start the forced regeneration of the filter in a vehicle running state in which the engine load is relatively high (cylinder temperature is relatively high).

しかし、エンジン負荷が高い状態でフィルタの強制再生を開始した場合であっても、酸化触媒が副噴射によって活性化するに至る前に、車両がエンジン負荷の低い走行状態、或いは発進・停止を頻繁に繰り返す走行状態になることがある。その場合、酸化触媒が活性化しないままこの酸化触媒にフィルタ温度上昇のための未燃燃料が供給されることになり、この未燃燃料及び副噴射燃料が無駄になるとともに、当然にフィルタの再生も図れない。また、酸化触媒が一旦活性状態になっても、その後、車両がエンジン負荷の低い走行状態、或いは発進・停止を頻繁に繰り返す走行状態になって、酸化触媒が活性の低い状態に戻り、フィルタの再生が不十分になることがある。その場合も、先に供給された未燃燃料や副噴射燃料が無駄になる。     However, even if forced regeneration of the filter is started in a state where the engine load is high, the vehicle frequently runs in a low engine load state or starts / stops before the oxidation catalyst is activated by the sub-injection. It may be in a running state that repeats. In this case, unburned fuel for increasing the filter temperature is supplied to the oxidation catalyst without activating the oxidation catalyst, and the unburned fuel and the sub-injected fuel are wasted, and naturally the filter is regenerated. I ca n’t plan. In addition, even if the oxidation catalyst is once activated, after that, the vehicle enters a traveling state with a low engine load, or a traveling state in which start and stop are frequently repeated, and the oxidation catalyst returns to a less active state. Regeneration may be insufficient. Even in this case, the unburned fuel and the sub-injected fuel previously supplied are wasted.

また、酸化触媒に温度センサを設け、副噴射を所定時間実行しても、酸化触媒が活性化温度にならないときに、フィルタの強制再生を中止することも考えられるが、その場合でも、中止に至るまでの副噴射燃料が無駄になる。     Even if a temperature sensor is provided in the oxidation catalyst and the sub-injection is executed for a predetermined time, the forced regeneration of the filter may be stopped when the oxidation catalyst does not reach the activation temperature. All the sub-injected fuel is wasted.

すなわち、本発明の課題は、上述の如きフィルタの強制再生に関して、燃料が無駄に使用されて燃費の悪化を招くことを防止することにある。     That is, an object of the present invention is to prevent fuel from being wasted and causing deterioration in fuel consumption with respect to forced regeneration of the filter as described above.

本発明は、このような課題に対して、ナビゲーションシステムによって得られる道路情報を利用して、フィルタの強制再生を開始したときに酸化触媒が活性化するに至るか否か、さらにはその活性化状態を維持できるか否かを予測し、自車両が酸化触媒を活性化させた走行をすることができないと予測されるときはフィルタ再生を開始しないようにした。     The present invention addresses such a problem by using the road information obtained by the navigation system to determine whether or not the oxidation catalyst is activated when forced regeneration of the filter is started. Whether or not the state can be maintained is predicted, and when it is predicted that the vehicle cannot travel with the oxidation catalyst activated, the filter regeneration is not started.

すなわち、請求項1に係る発明は、車両のエンジンの排気通路に設けられ排ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、
上記フィルタに捕集された微粒子量に関連するパラメータ値を検出する微粒子量検出手段と、
上記フィルタよりも上流側の上記排気通路に設けられた酸化触媒と、
上記車両の走行中に、上記微粒子量検出手段の検出値に基づいて、上記フィルタの微粒子量が所定量以上になったときに、上記エンジンの出力を得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射後の膨張行程において燃料を気筒内に噴射する副噴射を実行して排ガス温度を高め上記酸化触媒を活性化させるとともに、この活性化した酸化触媒での未燃燃料の酸化反応熱により上記フィルタの温度を上昇させて該フィルタに捕集されている微粒子を燃焼させるフィルタ強制再生手段とを備えたエンジンの排気浄化装置であって、
自車両の現在地を検出する手段と、地図情報の記憶手段と、自車両の走行目的地を入力する手段とを備え、該目的地の入力により上記地図情報に基いて該目的地までの走行経路を設定し該走行経路の道路情報を提供するナビゲーションシステムと、
上記ナビゲーションシステムより得られる上記道路情報に基いて、自車両が上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができるか否かを判定し、該走行を行なうことができないときに上記強制再生手段による上記フィルタの強制再生を禁止する活性化判定手段とを備えていることを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1 is a filter provided in an exhaust passage of a vehicle engine for collecting particulates in exhaust gas;
Fine particle amount detection means for detecting a parameter value related to the amount of fine particles collected by the filter;
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the filter;
When the particulate matter amount of the filter becomes a predetermined amount or more based on the detection value of the particulate matter amount detection means while the vehicle is running, main fuel is injected into the cylinder to obtain the output of the engine. In the expansion stroke after injection, sub-injection for injecting fuel into the cylinder is executed to increase the exhaust gas temperature to activate the oxidation catalyst, and the filter by the oxidation reaction heat of unburned fuel in the activated oxidation catalyst An exhaust emission control device for an engine, comprising a filter forced regeneration means for burning particulates collected by the filter by raising the temperature of the filter,
Means for detecting the present location of the host vehicle, storage means for map information, and means for inputting the travel destination of the host vehicle, and a travel route to the destination based on the map information by inputting the destination A navigation system that provides road information on the travel route
Based on the road information obtained from the navigation system, it is determined whether or not the own vehicle can travel with the oxidation catalyst activated, and the forced regeneration means is used when the traveling cannot be performed. And an activation determination means for prohibiting forced regeneration of the filter according to the above.

従って、フィルタに捕集された微粒子量が所定値以上になっても、ナビゲーションシステムからの道路情報により、自車両前方の走行経路が市街地道路等であって自車両が酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定されたときは、フィルタの強制再生は開始されないことになる。よって、酸化触媒を活性化させるための副噴射が無駄に行なわれることがなくなり、燃費の悪化が避けられる。     Therefore, even if the amount of particulates collected by the filter exceeds a predetermined value, the road information from the navigation system indicates that the traveling route ahead of the vehicle is an urban road or the like and the vehicle activates the oxidation catalyst. When it is determined that traveling cannot be performed, the forced regeneration of the filter is not started. Therefore, sub-injection for activating the oxidation catalyst is not wasted, and deterioration of fuel consumption can be avoided.

請求項2に係る発明は、請求項1において、
上記活性化判定手段は、上記ナビゲーションシステムの道路情報に基いて、自車両前方の走行経路の所定範囲内に上記地図情報において予め定めた市街地道路があるときは、自車両は上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定することを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the invention according to claim 1,
The activation determining means activates the oxidation catalyst when there is an urban road predetermined in the map information within a predetermined range of a travel route ahead of the host vehicle based on the road information of the navigation system. It is characterized in that it is determined that it is not possible to carry out the travel that has been made.

すなわち、市街地道路の走行中は、車速が制限されるとともに、交差点や信号機が多いことから、車両の発進・停止を頻繁に繰り返すことになり、エンジン負荷が比較的高い、換言すればエンジンの気筒内温度が高い走行状態を維持することが困難である。そこで、本発明では、自車両が市街地道路を走行しているとき、或いは所定距離範囲を走行すると自車両が市街地道路に移行するときは、副噴射を実行しても酸化触媒が活性化するに至らない、或いは一旦活性化してもその活性レベルが低くなる可能性が高いことから、フィルタの強制再生を開始しないようにしたものである。     In other words, while traveling on urban roads, the vehicle speed is limited and there are many intersections and traffic lights, so the vehicle starts and stops frequently, and the engine load is relatively high. It is difficult to maintain a traveling state where the internal temperature is high. Therefore, in the present invention, when the host vehicle is traveling on an urban road, or when the host vehicle moves to the urban road when traveling within a predetermined distance range, the oxidation catalyst is activated even if sub-injection is executed. Since the activation level is not likely to be reached or the activation level is likely to be lowered even once activated, the forced regeneration of the filter is not started.

請求項3に係る発明は、車両のエンジンの排気通路に設けられ排ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、
上記フィルタに捕集された微粒子量に関連するパラメータ値を検出する微粒子量検出手段と、
上記フィルタよりも上流側の上記排気通路に設けられた酸化触媒と、
上記車両の走行中に、上記微粒子量検出手段の検出値に基づいて、上記フィルタの微粒子量が所定量以上になったときに、上記エンジンの出力を得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射後の膨張行程において燃料を気筒内に噴射する副噴射を実行して排気ガス温度を高め上記酸化触媒を活性化させるとともに、この活性化した酸化触媒での未燃燃料の酸化反応熱により上記フィルタの温度を上昇させて該フィルタに捕集されている微粒子を燃焼させるフィルタ強制再生手段とを備えたエンジンの排気浄化装置であって、
自車両の現在地を検出する手段と、地図情報の記憶手段と、自車両の走行目的地を入力する手段と、道路交通情報を受信する手段とを備え、走行目的地の入力により上記地図情報に基いて該目的地までの走行経路を設定し該走行経路における交通渋滞の発生に関連する道路交通情報を提供するナビゲーションシステムと、
上記ナビゲーションシステムにより得られる交通渋滞の発生に関連する道路交通情報に基いて、自車両が上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができるか否かを判定し、該走行を行なうことができないときに上記強制再生手段による上記フィルタの強制再生を禁止する活性化判定手段とを備えていることを特徴とする。
The invention according to claim 3 is a filter provided in an exhaust passage of an engine of a vehicle for collecting particulates in exhaust gas,
Fine particle amount detection means for detecting a parameter value related to the amount of fine particles collected by the filter;
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the filter;
When the particulate matter amount of the filter becomes a predetermined amount or more based on the detection value of the particulate matter amount detection means while the vehicle is running, main fuel is injected into the cylinder to obtain the output of the engine. In the expansion stroke after injection, sub-injection for injecting fuel into the cylinder is executed to increase the exhaust gas temperature and activate the oxidation catalyst, and the oxidation reaction heat of the unburned fuel in the activated oxidation catalyst An exhaust emission control device for an engine comprising a filter forced regeneration means for raising the temperature of the filter and burning the particulates collected in the filter,
Means for detecting the current location of the host vehicle, means for storing map information, means for inputting the travel destination of the host vehicle, and means for receiving road traffic information; A navigation system that sets a travel route to the destination based on the road and provides road traffic information related to the occurrence of traffic congestion on the travel route;
Based on road traffic information related to the occurrence of traffic congestion obtained by the navigation system, it is determined whether or not the host vehicle can travel with the oxidation catalyst activated, and the traveling can be performed. And an activation determining means for prohibiting the forced regeneration of the filter by the forced regeneration means when it is not possible.

従って、フィルタに捕集された微粒子量が所定値以上になっても、ナビゲーションシステムからの交通渋滞の発生に関連する道路交通情報により、自車両が交通渋滞のために副噴射によって排ガス温度を高めて酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定されたときは、フィルタの強制再生は開始されないことになる。よって、無駄に副噴射が行なわれることがなくなり、燃費の悪化が避けられる。     Therefore, even if the amount of particulates collected by the filter exceeds a predetermined value, the vehicle raises the exhaust gas temperature by sub-injection due to traffic congestion due to road traffic information related to the occurrence of traffic congestion from the navigation system. If it is determined that traveling with the oxidation catalyst activated cannot be performed, the forced regeneration of the filter is not started. Therefore, the auxiliary injection is not performed unnecessarily, and deterioration of fuel consumption can be avoided.

請求項4に係る発明は、請求項3において、
上記活性化判定手段は、自車両前方の走行経路の所定範囲内での交通渋滞の発生に関連する道路交通情報があるときに、自車両は上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定することを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the invention according to claim 3,
The activation determination means may cause the vehicle to travel with the oxidation catalyst activated when there is road traffic information related to the occurrence of traffic congestion within a predetermined range of the traveling route ahead of the vehicle. It is characterized by determining that it is not possible.

すなわち、自車両が交通渋滞に巻き込まれているとき、或いは所定距離範囲走行すると交通渋滞に巻き込まれると見込まれるときは、副噴射を実行しても酸化触媒が活性化するに至らない、或いは一旦活性化してもその活性レベルが低くなる可能性が高いが、その場合、本発明によれば、フィルタの強制再生は開始されず、よって、無駄に副噴射が行なわれることがなくなり、燃費の悪化が避けられる。     That is, when the host vehicle is involved in a traffic jam, or when it is expected to get involved in a traffic jam if it travels within a predetermined distance, the oxidation catalyst will not be activated even if the sub-injection is executed, or once Even if activated, the activation level is likely to be low. In this case, however, according to the present invention, the forced regeneration of the filter is not started, and therefore, the sub-injection is not performed wastefully and the fuel consumption is deteriorated. Can be avoided.

請求項5に係る発明は、請求項2又は請求項4において、
上記所定範囲は、上記副噴射の実行を開始してから上記酸化触媒が活性化するまでに要する時間と、自車両の車速とによって定められることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the invention according to claim 2 or claim 4,
The predetermined range is defined by a time required from the start of execution of the sub-injection until the oxidation catalyst is activated and a vehicle speed of the host vehicle.

すなわち、副噴射を実行しながら自車両の現在の走行状態が維持されたときに、酸化触媒が活性化するに至るまでの走行距離は、上記時間に上記車速を乗算することによって求まる。従って、本発明によれば、上記所定範囲が自車両の走行状態に応じて定められるので、自車両が副噴射によって酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができるか否かを精度良く判定することができ、無駄になる副噴射を避ける上で有利になる。     That is, when the current traveling state of the host vehicle is maintained while executing the sub-injection, the traveling distance until the oxidation catalyst is activated is obtained by multiplying the time by the vehicle speed. Therefore, according to the present invention, since the predetermined range is determined according to the traveling state of the host vehicle, it is accurately determined whether or not the host vehicle can travel with the oxidation catalyst activated by the sub-injection. This is advantageous in avoiding unnecessary sub-injection.

以上のように、本発明によれば、フィルタの強制再生にあたり、燃料の副噴射を実行してフィルタよりも上流側の排気通路に配置された酸化触媒の活性化を図るようにしたエンジンの排気浄化装置において、ナビゲーションシステムの地図情報から得られる自車両の走行経路の道路情報に基いて、或いはナビゲーションシステムで受信される上記走行経路の交通渋滞に関連する道路交通情報に基いて、自車両が酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定されたときは、フィルタの強制再生を禁止するようにしたから、副噴射が無駄に行なわれることがなくなり、燃費の悪化を招くことが防止される。     As described above, according to the present invention, when the filter is forcibly regenerated, the exhaust gas of the engine in which the sub-injection of the fuel is executed to activate the oxidation catalyst disposed in the exhaust passage upstream of the filter. In the purifying apparatus, based on the road information on the travel route of the host vehicle obtained from the map information of the navigation system or on the road traffic information related to the traffic congestion on the travel route received by the navigation system, When it is determined that traveling with the oxidation catalyst activated cannot be performed, the forced regeneration of the filter is prohibited, so that sub-injection is not performed wastefully, resulting in deterioration of fuel consumption. Is prevented.

また、市街地道路の存在或いは交通渋滞の発生に基いて自車両が副噴射によって酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができるか否かを判定するための、自車両前方の所定範囲を、副噴射の実行を開始してから上記酸化触媒が活性化するまでに要する時間と、自車両の車速とによって定めるようにしたものによれば、当該判定を精度良く行なうことができ、無駄になる副噴射を避ける上で有利になる。     Further, a predetermined range in front of the host vehicle for determining whether or not the host vehicle can run with the oxidation catalyst activated by sub-injection based on the presence of an urban road or the occurrence of traffic congestion, According to what is determined by the time required from the start of the sub-injection to the activation of the oxidation catalyst and the vehicle speed of the host vehicle, the determination can be made with high accuracy and wasted. This is advantageous in avoiding secondary injection.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。     Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

<エンジン構成>
図1に示すエンジンの排気浄化装置において、1は車両の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、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。
<Engine configuration>
In the engine exhaust gas purification apparatus shown in FIG. 1, 1 is a multi-cylinder diesel engine of a vehicle (only one cylinder is shown in FIG. 1), 2 is its intake passage, and 3 is its exhaust passage. A deep dish combustion chamber 5 is formed on the top surface of the piston 4 of the engine 1. The cylinder head of the engine 1 is provided with a fuel injection valve 7 so that fuel can be directly injected into the in-cylinder combustion chamber 5.

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、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及び排ガス中の微粒子を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)17が配設されている。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。フィルタ17はその上流側の部位に酸化触媒を担持している。     In the intake passage 2, the air cleaner 9, the air flow sensor 10, the blower 11 a of the turbocharger 11, the intercooler 12, the intake throttle valve 13, the intake temperature sensor 14, and the intake pressure are sequentially arranged from the upstream side to the downstream side. A sensor 15 is provided. In the exhaust passage 3, a turbine 11 b of the turbocharger 11, an oxidation catalyst 16, and a diesel particulate filter (DPF) 17 that collects particulates in the exhaust gas are disposed in order from the upstream side to the downstream side. ing. Exhaust pressure sensors 18 and 19 are disposed upstream and downstream of the filter 17. The filter 17 carries an oxidation catalyst at a site upstream thereof.

また、排気通路3の上記タービン11bよりも上流側と吸気通路2の上記吸気圧力センサ15よりも下流側とが、排ガスの一部を吸気系に戻すための排ガス還流通路21によって接続されている。この排ガス還流通路21の途中には負圧アクチュエータ式のEGR弁(排ガス還流量調節弁)22と、排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。     Further, the upstream side of the exhaust passage 3 with respect to the turbine 11b and the downstream side of the intake passage 2 with respect to the intake pressure sensor 15 are connected by an exhaust gas recirculation passage 21 for returning a part of the exhaust gas to the intake system. . In the middle of the exhaust gas recirculation passage 21, a negative pressure actuator type EGR valve (exhaust gas recirculation amount adjustment valve) 22 and a cooler 23 for cooling the exhaust gas with engine coolant are disposed.

燃料噴射弁7には、燃料タンク(図示省略)の燃料が燃料フィルタ25、燃料噴射ポンプ26、蓄圧手段としてのコモンレール27を介して燃料供給管28により供給され、燃料戻し管29で燃料タンクに戻される。すなわち、燃料ポンプ26より圧送される高圧燃料がコモンレール27に蓄えられ、該コモンレール27に蓄圧された燃料がエンジン1の各気筒の燃料噴射弁7に分配供給される。     Fuel in the fuel tank (not shown) is supplied to the fuel injection valve 7 by a fuel supply pipe 28 via a fuel filter 25, a fuel injection pump 26, and a common rail 27 as a pressure accumulating means. Returned. That is, the high pressure fuel pumped from the fuel pump 26 is stored in the common rail 27, and the fuel stored in the common rail 27 is distributed and supplied to the fuel injection valves 7 of the cylinders of the engine 1.

31はエンジン水温を検出する水温センサ、32はエンジン回転数を検出するクランク角センサ、33は酸化触媒16に流入する排ガス温度を検出するセンサ、34はフィルタ17に流入する排ガス温度を検出するセンサ、35はフィルタ17から流出する排ガス温度を検出するセンサである。     31 is a water temperature sensor that detects the engine water temperature, 32 is a crank angle sensor that detects the engine speed, 33 is a sensor that detects the exhaust gas temperature flowing into the oxidation catalyst 16, and 34 is a sensor that detects the exhaust gas temperature flowing into the filter 17. , 35 are sensors for detecting the exhaust gas temperature flowing out from the filter 17.

次にフィルタ17の強制再生のための制御系について説明する。     Next, a control system for forced regeneration of the filter 17 will be described.

−制御系の構成−
上記フィルタ17に捕集された微粒子量が多くなったときに該微粒子を燃焼させてフィルタ17を再生する強制再生のために、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)40が設けられ、また、地図情報や道路交通情報を利用して上記強制再生を適切に行なうためにナビゲーションシステム41が設けられている。
-Control system configuration-
An ECU (engine control unit) 40 using a microcomputer shown in FIG. 2 is used for forced regeneration in which the particulates are burned to regenerate the filter 17 when the amount of particulates collected by the filter 17 increases. In addition, a navigation system 41 is provided to appropriately perform the forced regeneration using map information and road traffic information.

すなわち、ECU40には、車両走行中に燃料噴射弁7による燃料噴射制御によってフィルタ17の強制再生を行なう強制再生手段42と、ナビゲーションシステム41からの道路情報に基いて上記強制再生の可否を決定するための酸化触媒16の活性化判定手段43とが設けられている。また、フィルタの強制再生及びその可否決定のために、排気圧力センサ18,19、排気ガス温度センサ44、クランク角センサ45、エンジンのアクセル開度(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46、車速センサ47が設けられている。     That is, the ECU 40 determines whether or not forced regeneration is possible based on road information from the navigation system 41 and forced regeneration means 42 that performs forced regeneration of the filter 17 by fuel injection control by the fuel injection valve 7 while the vehicle is traveling. An activation determination means 43 for the oxidation catalyst 16 is provided. In addition, exhaust pressure sensors 18 and 19, exhaust gas temperature sensor 44, crank angle sensor 45, and accelerator opening for detecting the accelerator opening of the engine (depressing amount of the accelerator pedal) for forced regeneration of the filter and determination of whether or not it is possible. A sensor 46 and a vehicle speed sensor 47 are provided.

排気圧力センサ18,19は、フィルタ17に捕集された微粒子量に関連するパラメータ値を検出する微粒子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フィルタ17に堆積している微粒子量を検出するようになっており、差圧が大きいほど当該堆積量が大と判定することができる。アクセル開度センサ46はエンジン負荷を求めるためのものであり、このアクセル開度センサ46とクランク角センサ45とは、エンジン運転状態(エンジン負荷及びエンジン回転数)に関連するパラメータ値を検出するエンジン運転状態検出手段を構成している。     The exhaust pressure sensors 18 and 19 constitute a fine particle amount detecting means for detecting a parameter value related to the fine particle amount collected by the filter 17. That is, the amount of fine particles accumulated on the filter 17 is detected based on the differential pressure between the exhaust pressures detected by the sensors 18 and 19, and the larger the differential pressure, the larger the accumulated amount is determined. can do. The accelerator opening sensor 46 is used to determine the engine load. The accelerator opening sensor 46 and the crank angle sensor 45 detect the parameter values related to the engine operating state (engine load and engine speed). The operating state detecting means is configured.

強制再生手段42は、排気圧力センサ18,19からの検出信号に基いてフィルタ17に捕集された微粒子量が所定量α以上であることを判定し、且つ車速センサ47の出力に基いて車両が酸化触媒16を活性化させる運転状態にある(所定車速(例えば50km/h)以上)であることを判定し、且つ活性化判定手段43より実行が禁止されていないときに、フィルタ17の強制再生を実行する。     The forced regeneration means 42 determines that the amount of particulates collected by the filter 17 is greater than or equal to a predetermined amount α based on detection signals from the exhaust pressure sensors 18, 19, and the vehicle based on the output of the vehicle speed sensor 47. Is in an operating state in which the oxidation catalyst 16 is activated (a predetermined vehicle speed (for example, 50 km / h) or more), and when the execution is not prohibited by the activation determination means 43, the filter 17 is forced. Perform playback.

すなわち、強制再生手段42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後の膨張行程において燃料を少量噴射する第1副噴射を実行することにより、酸化触媒16の活性化を促し、所定の活性化時間が経過した後に、上記第1副噴射よりもリタードした時期(膨張行程又は排気行程)に燃料を少量噴射する第2副噴射を実行することにより、フィルタ17を再生する。そして、上記微粒子量が所定量β以下になったときに強制再生の実行を終了する。なお、α>βである。     That is, the forced regeneration means 42 executes the first sub-injection in which a small amount of fuel is injected in the expansion stroke after the main injection in which the fuel is injected near the top dead center of the compression stroke to generate the engine output. By performing a second sub-injection in which a small amount of fuel is injected at a timing (expansion stroke or exhaust stroke) retarded from the first sub-injection after a predetermined activation time has elapsed. 17 is reproduced. Then, the forced regeneration is terminated when the amount of the fine particles becomes equal to or less than the predetermined amount β. Note that α> β.

上記主噴射制御は、エンジン回転数とエンジン負荷とに基づいて、予め設定して電子的に格納されたマップを参照して主噴射量及び主噴射時期を設定することにより行なわれ、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。     The main injection control is performed by setting the main injection amount and the main injection timing with reference to a map that is preset and electronically stored based on the engine speed and the engine load. And correction based on intake air temperature and the like.

上記第1副噴射制御も、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、予め設定して電子的に格納されたマップを参照して副噴射量及び副噴射時期を設定することにより行なわれる。この第1副噴射燃料はエンジンの膨張行程において気筒内で燃焼させるものであり、それによって排ガス温度を高めて酸化触媒16の活性化を促進する。     The first sub-injection control is also performed by setting the sub-injection amount and sub-injection timing with reference to a map that is preset and electronically stored based on the engine speed and the engine load. This first sub-injected fuel is burned in the cylinder during the expansion stroke of the engine, thereby increasing the exhaust gas temperature and promoting the activation of the oxidation catalyst 16.

第1副噴射量は、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副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。第1副噴射時期は、当該噴射燃料を気筒内で燃焼させるべく、ATDC(圧縮行程上死点後)10゜CA〜60゜CAの範囲において、好ましくは20゜CA〜50゜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される。     The first sub-injection amount is basically set so that the sub-injection amount increases 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 main injection and the smaller the amount of exhaust gas. The first sub-injection timing is in the range of 10 ° CA to 60 ° CA, preferably in the range of 20 ° CA to 50 ° CA, in order to combust the injected fuel in the cylinder. The engine load is set to be slower as the engine load becomes higher and the engine speed becomes higher.

上記第2副噴射制御も、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて、予め設定して電子的に格納されたマップを参照して副噴射量及び副噴射時期を設定することにより行なわれる。この第2副噴射により、酸化触媒16に未燃燃料ないしは部分酸化された未燃燃料を供給し、この酸化触媒16での該燃料の酸化反応熱によってフィルタ17に流入する排ガス温度を高め、フィルタ17の温度を微粒子が燃焼するように上昇させる。     The second sub-injection control is also performed by setting the sub-injection amount and sub-injection timing with reference to a map that is preset and electronically stored based on the engine speed and the engine load. By this second sub-injection, unburned fuel or partially oxidized unburned fuel is supplied to the oxidation catalyst 16, and the temperature of the exhaust gas flowing into the filter 17 is increased by the oxidation reaction heat of the fuel at the oxidation catalyst 16, and the filter The temperature of 17 is raised so that the fine particles burn.

第2副噴射量も、第1副噴射量と同じく、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副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。第2副噴射時期は、当該噴射燃料を酸化触媒16で燃焼しやすいように若干熱分解させて排出すべく、ATDC(圧縮行程上死点後)50゜CA〜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される。     Similarly to the first sub-injection amount, the second sub-injection amount is basically set so that the sub-injection amount increases 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 main injection and the smaller the amount of exhaust gas. In the second sub-injection time, in order to discharge the injected fuel by being slightly thermally decomposed so as to be easily burned by the oxidation catalyst 16, the engine is within the range of 50 ° CA to 120 ° CA (after the top dead center of the compression stroke). It is set to become slower as the load becomes higher and as the engine speed becomes higher.

ナビゲーションシステム41は、GPS(Global Positioning System)用人工衛星からの送信電波を受信するためのGPSアンテナ52と、このGPSアンテナ52からの受信信号に基づいて自車両の現在地、進行方向を演算するためのGPSレシーバ53と、車両に設けられ自車両の進行方向の変化を検出するためのジャイロコンパス54と、自車両の走行速度を検出するための車速センサ47と、乗員が自車両の走行目的地の入力、現在地から目的地までの走行経路の指定など各種の指令を入力するための操作部56と、地図情報が格納されたCD−ROM(又はDVD)から当該地図情報を読み出すためのプレーヤ57と、道路地図や現在地を表示するためのディスプレイ58と、これらGPSレシーバ53、ジャイロコンパス54、車速センサ47、操作部56およびCD−ROMプレーヤ57からの情報を取り込んで、主として自車両の現在地や進行方向、目的地、走行経路等をディスプレイ58に表示して、運転者に対して自車両の走行案内を行うためのナビゲーション制御ユニット51とを備えている。     The navigation system 41 calculates a current location and a traveling direction of the vehicle based on a GPS antenna 52 for receiving a transmission radio wave from a GPS (Global Positioning System) artificial satellite and a received signal from the GPS antenna 52. GPS receiver 53, a gyro compass 54 provided on the vehicle for detecting a change in the traveling direction of the host vehicle, a vehicle speed sensor 47 for detecting the traveling speed of the host vehicle, , An operation unit 56 for inputting various commands such as designation of a travel route from the current location to the destination, and a player 57 for reading the map information from a CD-ROM (or DVD) storing map information. A display 58 for displaying a road map and the current location, a GPS receiver 53, a gyro compass 54, a vehicle speed sensor 7. The information from the operation unit 56 and the CD-ROM player 57 is taken in, and the current location, traveling direction, destination, traveling route, etc. of the host vehicle are mainly displayed on the display 58, and the host vehicle travels to the driver. A navigation control unit 51 for providing guidance.

CD−ROMに記憶されている地図情報では、道路の所定区画毎に道路の種別(高速道路、郊外道路及び市街地道路の別)が記憶されているとともに、道路各点の高度、信号機の位置等が記憶されている。     In the map information stored in the CD-ROM, the road type (by expressway, suburban road, and urban road) is stored for each predetermined section of the road, the altitude of each point on the road, the position of the traffic light, etc. Is remembered.

GPSレシーバ52は、いわゆるGPS航法のために使用されるもので、自車両の現在地や進行方向をGPS用人工衛星からの電波に基づき測定する。これに対して、ジャイロコンパス54および車速センサ47は、いわゆる自律航法のために使用されるもので、車両の相対的な移動量を検出して現在地や進行方向を逐次更新しながら現在地や進行方向を測定し、自車両が人工衛星からの電波を受信できない場合などのように、GPSレシーバ53による測定結果が正常でないときにこれを補完する。     The GPS receiver 52 is used for so-called GPS navigation, and measures the current location and traveling direction of the host vehicle based on radio waves from a GPS artificial satellite. On the other hand, the gyrocompass 54 and the vehicle speed sensor 47 are used for so-called autonomous navigation, and detect the relative movement amount of the vehicle and update the current location and the traveling direction sequentially while updating the current location and the traveling direction. This is supplemented when the measurement result by the GPS receiver 53 is not normal, such as when the vehicle cannot receive radio waves from the artificial satellite.

また、本実施形態では、VICSなどの交通情報の提供通信網からビーコン受信アンテナ59によって当該交通情報を取得する交通情報受信器60が搭載されており、自車両走行経路の道路交通情報を受信し、これを復調してナビゲーション制御ユニット51へ送出する。     Further, in this embodiment, a traffic information receiver 60 that acquires the traffic information from a communication network that provides traffic information such as VICS by the beacon receiving antenna 59 is mounted, and receives road traffic information of the own vehicle travel route. This is demodulated and sent to the navigation control unit 51.

このナビゲーションシステム41のナビゲーション制御ユニット51と上述したECU40とは、交信可能に結線されており、ECU40からの要求に応じて、主として自車両の目的地までの走行経路の道路情報(地図情報及び道路交通情報)をナビゲーション制御ユニット51から送出する。     The navigation control unit 51 of the navigation system 41 and the ECU 40 described above are connected so as to be able to communicate with each other, and in response to a request from the ECU 40, road information (map information and road information) mainly on a travel route to the destination of the host vehicle. Traffic information) is transmitted from the navigation control unit 51.

上記ナビゲーションシステム41において、GPSアンテナ52、GPSレシーバ53、ジャイロコンパス54及び車速センサ47は自車両の現在地を検出する手段を構成し、CD−ROM及びそのプレーヤ57は地図情報記憶手段を構成し、操作部56は入力手段を構成している。     In the navigation system 41, the GPS antenna 52, the GPS receiver 53, the gyro compass 54, and the vehicle speed sensor 47 constitute a means for detecting the current location of the host vehicle, and the CD-ROM and its player 57 constitute a map information storage means. The operation unit 56 constitutes input means.

活性化判定手段43は、ナビゲーションシステム41からの道路情報に基いて、自車両が上記第1副噴射によって排ガス温度を高めて酸化触媒16を活性化させた走行を行なうことができるか否かを判定し、該走行を行なうことができないときに強制再生手段42によるフィルタ17の強制再生を禁止する。     Based on the road information from the navigation system 41, the activation determination unit 43 determines whether or not the host vehicle can travel while increasing the exhaust gas temperature and activating the oxidation catalyst 16 by the first sub-injection. Determination is made, and forced regeneration of the filter 17 by the forced regeneration means 42 is prohibited when the traveling cannot be performed.

具体的には、ナビゲーションシステム41の地図情報に基いて、自車両が市街地道路を走行しているときは、上記第1副噴射によって酸化触媒16を活性化させる走行を行なうことができないと判定され、強制再生手段42による強制再生が禁止される。また、ナビゲーションシステム41によって、自車両前方の走行経路の所定範囲での交通渋滞の発生に関連する道路交通情報が与えられたときは、上記第1副噴射によって酸化触媒16を活性化させる走行を行なうことができないと判定され、強制再生手段42による強制再生が禁止される。     Specifically, based on the map information of the navigation system 41, when the host vehicle is traveling on an urban road, it is determined that traveling that activates the oxidation catalyst 16 by the first sub-injection cannot be performed. The forced regeneration by the forced regeneration means 42 is prohibited. In addition, when the navigation system 41 gives road traffic information related to the occurrence of traffic congestion in a predetermined range of the travel route ahead of the host vehicle, the travel that activates the oxidation catalyst 16 by the first sub-injection is performed. It is determined that it cannot be performed, and forced regeneration by the forced regeneration means 42 is prohibited.

上記所定範囲は、上記第1副噴射の実行を開始してから酸化触媒16が活性化するまでに要する活性化時間に、自車両の現在の車速を乗算することによって求められる、酸化触媒16が活性化するに至るまでの自車両の走行距離である。この場合、活性化時間は、酸化触媒16が活性を呈する温度(予め実験等により設定される温度)と、排ガス温度センサ34により求められる酸化触媒16の現在の温度との差を、副噴射実行時の酸化触媒16の単位時間当たりの温度上昇値(予め実験等により設定される値)でわり算することによって求められる。     The predetermined range is obtained by multiplying the activation time required from the start of the execution of the first sub-injection to the activation of the oxidation catalyst 16 by the current vehicle speed of the host vehicle. This is the travel distance of the host vehicle until it is activated. In this case, the activation time is the sub-injection execution time, which is the difference between the temperature at which the oxidation catalyst 16 exhibits activity (the temperature set in advance through experiments or the like) and the current temperature of the oxidation catalyst 16 determined by the exhaust gas temperature sensor 34. It is obtained by dividing by the temperature rise value per unit time of the oxidation catalyst 16 (a value set in advance by experiments or the like).

交通渋滞の発生に関連する道路交通情報としては、交通渋滞が発生しているという情報の他、速度制限、車線縮小等の交通規制についての情報、交通事故発生についての情報を含む。     The road traffic information related to the occurrence of traffic congestion includes information on traffic restrictions such as speed limit and lane reduction, and information on occurrence of traffic accidents in addition to information that traffic congestion has occurred.

なお、ナビゲーションシステム41の地図情報に基いて当該交通渋滞を避ける迂回路がとられたときは、自車両前方の走行経路には交通渋滞発生に関連する情報が存在しなくなるため、上記強制再生の禁止は自動的に解除される。     Note that when a detour is taken to avoid the traffic jam based on the map information of the navigation system 41, there is no information related to the occurrence of the traffic jam in the travel route ahead of the host vehicle. The prohibition is automatically lifted.

−制御フロー−
予めナビゲーションシステム41の操作部56にて自車両の走行目的地を入力し、走行経路を設定しておく。具体的には、走行目的地を入力すると、GPSレシーバ53及びジャイロコンパス54から求められる現在地と、CD−ROMプレーヤ57に格納された地図情報とに基いて、制御ユニット51で現在地から目的地までの走行経路が演算され、ディスプレイ58に地図と共に表示される。走行経路が複数ある場合は乗員が操作部56にて選択する。
-Control flow-
The travel destination of the host vehicle is input in advance using the operation unit 56 of the navigation system 41, and the travel route is set. Specifically, when the travel destination is input, the control unit 51 moves from the current location to the destination based on the current location obtained from the GPS receiver 53 and the gyrocompass 54 and the map information stored in the CD-ROM player 57. Is calculated and displayed on the display 58 together with the map. When there are a plurality of travel routes, the occupant selects with the operation unit 56.

図3に示すように、スタート後のステップS1においてナビ情報を検出する。具体的には、ナビゲーションシステム41のCD−ROMから車速に関連する地図情報(走行経路の道路種別、信号機数等)を読み出して求めるとともに、交通情報受信機60により走行経路の道路交通情報(交通規制、交通渋滞発生、事故発生の有無等)を取り込む。     As shown in FIG. 3, navigation information is detected in step S1 after the start. Specifically, the map information related to the vehicle speed (the road type of the travel route, the number of traffic lights, etc.) is read out from the CD-ROM of the navigation system 41, and the road traffic information (traffic of the travel route) is obtained by the traffic information receiver 60. Regulations, traffic congestion, accidents, etc.).

続くステップS2において排気圧力センサ18,19の検出信号によってフィルタ17の前後の排気圧力の差圧Pを読込み、この差圧Pに基づいてステップS3でフィルタ17の微粒子捕獲量Mを算出する。続くステップS4において微粒子捕獲量Mがフィルタ強制再生の終了閾値である所定量β以下であるか否かを判定する。微粒子捕獲量Mが所定量β以下であるときはフィルタ17の強制再生は実行せずリターンする。     In the next step S2, the exhaust pressure differential pressure P before and after the filter 17 is read by the detection signals of the exhaust pressure sensors 18, 19, and the particulate trapping amount M of the filter 17 is calculated in step S3 based on this differential pressure P. In the subsequent step S4, it is determined whether or not the amount M of particulate traps is equal to or less than a predetermined amount β that is a threshold value for forced filter regeneration. When the particulate trapping amount M is equal to or smaller than the predetermined amount β, the filter 17 is not forcibly regenerated and returns.

ステップS4において微粒子捕獲量Mが所定量βよりも多いときはステップS5に進み、微粒子捕獲量Mがフィルタ強制再生の開始閾値である所定量α以上であるか否かを判定する。微粒子捕獲量Mが所定量α以上であるときはステップS6に進み、自車両前方の走行経路の所定範囲内での交通渋滞発生に関連する情報がナビゲーションシステム41より出ているか否かを判定する。そのような情報が出ているときはフィルタ17の強制再生は禁止してリターンする。     When the particle trapping amount M is larger than the predetermined amount β in step S4, the process proceeds to step S5, and it is determined whether or not the particle trapping amount M is greater than or equal to a predetermined amount α that is a filter start regeneration threshold. When the particulate trapping amount M is equal to or larger than the predetermined amount α, the process proceeds to step S6, and it is determined whether or not information related to the occurrence of traffic congestion within a predetermined range of the traveling route ahead of the host vehicle is output from the navigation system 41. . When such information is output, the forced regeneration of the filter 17 is prohibited and the process returns.

また、自車両前方の走行経路の所定範囲内での交通渋滞発生に関連する情報が出ていないときはステップS7に進み、自車両が市街地道路を現在走行中か否かを判定する。市街地道路を走行中であるときは、フィルタ17の強制再生は禁止してリターンする。そうして、自車両が市街地道路走行中でないときには、ステップS8に進んで強制再生手段41によるフィルタ17の強制再生を実行する。     If there is no information related to the occurrence of traffic congestion within a predetermined range of the travel route ahead of the host vehicle, the process proceeds to step S7 to determine whether the host vehicle is currently traveling on an urban road. When traveling on an urban road, forced regeneration of the filter 17 is prohibited and the process returns. Thus, when the host vehicle is not traveling on a city road, the process proceeds to step S8 where the forced regeneration of the filter 17 by the forced regeneration means 41 is executed.

また、ステップS5において、微粒子捕獲量Mが所定量αよりも少ないと判定されたときはステップS9に進み、フィルタ17の強制再生を現在継続中であるか否かを判定し、継続中であればステップS8に進み、ステップS4において微粒子捕獲量Mが所定量以下になるまで強制を続行し、継続中でないときはリターンする。     If it is determined in step S5 that the trapped amount M is smaller than the predetermined amount α, the process proceeds to step S9, where it is determined whether the forced regeneration of the filter 17 is currently being continued. For example, the process proceeds to step S8, in which the forcing is continued until the particle trapping amount M becomes equal to or less than the predetermined amount in step S4.

以上のように、フィルタ17の微粒子量が強制再生の開始閾値である所定量α以上になっても、自車両前方の走行経路の所定範囲内での交通渋滞発生に関連する情報が出ているときは、フィルタ17の強制再生が禁止され、また、そのような情報が出ていないときでも自車両が市街地道路を走行中であるときはフィルタ17の強制再生が禁止される。     As described above, even when the amount of fine particles in the filter 17 is equal to or greater than the predetermined amount α which is the threshold value for forced regeneration, information related to the occurrence of traffic congestion within the predetermined range of the traveling route ahead of the host vehicle is output. When the vehicle is traveling on an urban road even when such information is not available, the forced regeneration of the filter 17 is prohibited.

従って、フィルタ17の強制再生を開始、すなわち、第1副噴射の実行を開始した後に、酸化触媒16の活性化に至る前に自車両が交通渋滞に巻き込まれて、その活性化を図ることができなくなり、第1副噴射が無駄に終わること、さらには第2副噴射が無駄に実行されることがなくなる。また、自車両が第1副噴射によっては酸化触媒の活性化を図ることが困難な市街地道路を走行中に、第1副噴射が無駄に実行されること、さらには第2副噴射が無駄に実行されることもなくなる。よって、当該車両の燃費の悪化を避けることができる。     Therefore, after the forced regeneration of the filter 17 is started, that is, the execution of the first sub-injection is started, before the oxidation catalyst 16 is activated, the host vehicle is involved in a traffic jam and activated. The first sub-injection is not wasted and the second sub-injection is not performed unnecessarily. In addition, when the host vehicle is traveling on an urban road where it is difficult to activate the oxidation catalyst by the first sub-injection, the first sub-injection is performed wastefully, and further, the second sub-injection is wasteful. It will not be executed. Therefore, deterioration of the fuel consumption of the vehicle can be avoided.

なお、酸化触媒16の活性化に要する時間は、ナビゲーションシステム41の地図情報に基いて変えるようにしてもよい。例えば、自車両前方の走行経路が登坂路であれば、エンジン負荷が高くなり、これに伴って排ガス温度が高くなるから、酸化触媒16の早期活性化が図れる。従って、その場合は酸化触媒16の単位時間当たりの温度上昇値を高い値に変更して、上記活性化時間が短くなるように、従って、上記所定範囲が狭くなるようにしてもよい。     The time required to activate the oxidation catalyst 16 may be changed based on the map information of the navigation system 41. For example, if the traveling route ahead of the host vehicle is an uphill road, the engine load increases and the exhaust gas temperature increases accordingly, so that the oxidation catalyst 16 can be activated early. Therefore, in this case, the temperature increase value per unit time of the oxidation catalyst 16 may be changed to a high value so that the activation time is shortened, and thus the predetermined range is narrowed.

また、上記実施形態では、地図情報上で分類した道路種別に基いて市街地道路走行中の強制再生を禁止するようにしたが、例えば郊外道路でも交差点や信号機が多い区間の走行中はフィルタ17の強制再生が実行されないように、地図情報上で単位距離当たりの交差点数又は信号機数に基いて道路を分類し、交差点又は信号機が単位距離当たりに所定数以上あるときに、フィルタ17の強制再生を禁止するようにしてもよい。     Further, in the above embodiment, forced regeneration during urban road traveling is prohibited based on the road type classified on the map information. In order to prevent forced regeneration, roads are classified on the map information based on the number of intersections or traffic lights per unit distance. When there are more than a predetermined number of intersections or traffic lights per unit distance, forced regeneration of filter 17 You may make it prohibit.

或いは、上述の如き道路の分類をせずに、自車両前方の走行経路の単位距離当たりの交差点数又は信号機数を求め、その数が所定値以上であるときにフィルタ17の強制再生を禁止するようにしてもよい。     Alternatively, the number of intersections or traffic lights per unit distance of the travel route ahead of the host vehicle is obtained without classifying the road as described above, and the forced regeneration of the filter 17 is prohibited when the number is equal to or greater than a predetermined value. You may do it.

また、上記実施形態では自車両が市街地道路を走行中であるときにフィルタ17の強制再生を禁止するようにしたが、自車両が現在は市街地道路や単位距離当たりの交差点数又は信号機数が多い区間を走行中でないときでも、上述の所定範囲内の走行によってそのような市街地道路や交差点数又は信号機数が多い区間を走行することになるときも、フィルタ17の強制再生を禁止するようにしてもよい。     In the above embodiment, the forced regeneration of the filter 17 is prohibited when the host vehicle is traveling on an urban road. However, the host vehicle has a large number of intersections or traffic lights per unit road at present. Even when the vehicle is not traveling in the section, the forced regeneration of the filter 17 is prohibited even when traveling in such a city road, the number of intersections or the number of traffic lights due to traveling within the predetermined range. Also good.

また、上記実施形態では、第1副噴射によって酸化触媒16を活性化させることができないときにフィルタ17の強制再生を禁止するようにしたが、酸化触媒16が一旦活性化しても、その活性化状態を所定期間(例えばフィルタ17の微粒子量が半減するまで)維持する走行を行なうことができないとき、或いはフィルタ17の強制再生が終了するまで活性化状態を維持した走行を行なうことができないときも、自車両は酸化触媒16を活性化させた走行を行なうことができないと判定し、フィルタ17の強制再生を禁止するようにしてもよい。     In the above embodiment, the forced regeneration of the filter 17 is prohibited when the oxidation catalyst 16 cannot be activated by the first sub-injection. However, even if the oxidation catalyst 16 is activated once, the activation thereof is activated. Also, when traveling that maintains the state for a predetermined period (for example, until the amount of fine particles in the filter 17 is reduced by half) cannot be performed, or when traveling that maintains the activated state until forced regeneration of the filter 17 is completed cannot be performed. Alternatively, it may be determined that the host vehicle cannot travel with the oxidation catalyst 16 activated, and the forced regeneration of the filter 17 may be prohibited.

また、上記第2副噴射は、上記第1副噴射が開始されると同時に開始するようにしてもよく、さらには第1副噴射をフィルタ17の強制再生期間中継続して実行するようにしてもよい。     The second sub-injection may be started at the same time as the first sub-injection is started. Further, the first sub-injection is continuously executed during the forced regeneration period of the filter 17. Also good.

また、フィルタ再生の際に、吸気絞り弁によって気筒に流入する吸気量を少なくする吸気絞り、或いはフィルタ17よりも下流側の排気通路に絞り弁を設けて排気流量を少なくする排気絞りを行なうことによって、フィルタ17の温度の速やかな上昇を図るようにしてもよい。     Further, when the filter is regenerated, an intake throttle that reduces the amount of intake air flowing into the cylinder by the intake throttle valve or an exhaust throttle that reduces the exhaust flow rate by providing a throttle valve in the exhaust passage downstream of the filter 17 is performed. Thus, the temperature of the filter 17 may be quickly increased.

また、上記実施形態はフィルタがDPFであるケースであるが、ガソリンエンジンの排ガス中に含まれる微粒子をフィルタで捕集する場合にも本発明は適用することができる。     Moreover, although the said embodiment is a case where a filter is DPF, this invention is applicable also when trapping the particulates contained in the exhaust gas of a gasoline engine with a filter.

本発明に係るエンジンの排気浄化装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an exhaust emission control device for an engine according to the present invention. 実施形態に係る制御ブロック図である。It is a control block diagram concerning an embodiment. 同実施形態に係る制御フロー図である。It is a control flow figure concerning the embodiment.

符号の説明Explanation of symbols

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
16 酸化触媒
17 フィルタ
18,19 排気圧力センサ
40 ECU
41 ナビゲーションシステム
42 強制再生手段
43 活性化判定手段
52〜54 自車両の現在地検出手段
56 入力手段
57 地図情報記憶手段
59,60 道路交通情報受信手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Intake passage 3 Exhaust passage 5 Cylinder combustion chamber 7 Fuel injection valve 16 Oxidation catalyst 17 Filter 18, 19 Exhaust pressure sensor 40 ECU
41 navigation system 42 forced regeneration means 43 activation determination means 52 to 54 current vehicle location detection means 56 input means 57 map information storage means 59, 60 road traffic information reception means

Claims (5)

車両のエンジンの排気通路に設けられ排ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、
上記フィルタに捕集された微粒子量に関連するパラメータ値を検出する微粒子量検出手段と、
上記フィルタよりも上流側の上記排気通路に設けられた酸化触媒と、
上記車両の走行中に、上記微粒子量検出手段の検出値に基づいて、上記フィルタの微粒子量が所定量以上になったときに、上記エンジンの出力を得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射後の膨張行程において燃料を気筒内に噴射する副噴射を実行して排ガス温度を高め上記酸化触媒を活性化させるとともに、この活性化した酸化触媒での未燃燃料の酸化反応熱により上記フィルタの温度を上昇させて該フィルタに捕集されている微粒子を燃焼させるフィルタ強制再生手段とを備えたエンジンの排気浄化装置であって、
自車両の現在地を検出する手段と、地図情報の記憶手段と、自車両の走行目的地を入力する手段とを備え、該目的地の入力により上記地図情報に基いて該目的地までの走行経路を設定し該走行経路の道路情報を提供するナビゲーションシステムと、
上記ナビゲーションシステムより得られる上記道路情報に基いて、自車両が上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができるか否かを判定し、該走行を行なうことができないときに上記強制再生手段による上記フィルタの強制再生を禁止する活性化判定手段とを備えていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
A filter provided in an exhaust passage of a vehicle engine for collecting particulates in exhaust gas;
Fine particle amount detection means for detecting a parameter value related to the amount of fine particles collected by the filter;
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the filter;
When the particulate matter amount of the filter becomes a predetermined amount or more based on the detection value of the particulate matter amount detection means while the vehicle is running, main fuel is injected into the cylinder to obtain the output of the engine. In the expansion stroke after injection, sub-injection for injecting fuel into the cylinder is executed to increase the exhaust gas temperature to activate the oxidation catalyst, and the filter by the oxidation reaction heat of unburned fuel in the activated oxidation catalyst An exhaust emission control device for an engine, comprising a filter forced regeneration means for burning particulates collected by the filter by raising the temperature of the filter,
Means for detecting the present location of the host vehicle, storage means for map information, and means for inputting the travel destination of the host vehicle, and a travel route to the destination based on the map information by inputting the destination A navigation system that provides road information on the travel route
Based on the road information obtained from the navigation system, it is determined whether or not the own vehicle can travel with the oxidation catalyst activated, and the forced regeneration means is used when the traveling cannot be performed. And an activation determining means for prohibiting the forced regeneration of the filter by the engine exhaust purification device.
請求項1において、
上記活性化判定手段は、上記ナビゲーションシステムの道路情報に基いて、自車両前方の走行経路の所定範囲内に上記地図情報において予め定めた市街地道路があるときは、自車両は上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
In claim 1,
The activation determining means activates the oxidation catalyst when there is an urban road predetermined in the map information within a predetermined range of a travel route ahead of the host vehicle based on the road information of the navigation system. An exhaust emission control device for an engine, characterized in that it is determined that it is not possible to perform the travel that has been made into an engine.
車両のエンジンの排気通路に設けられ排ガス中の微粒子を捕集するフィルタと、
上記フィルタに捕集された微粒子量に関連するパラメータ値を検出する微粒子量検出手段と、
上記フィルタよりも上流側の上記排気通路に設けられた酸化触媒と、
上記車両の走行中に、上記微粒子量検出手段の検出値に基づいて、上記フィルタの微粒子量が所定量以上になったときに、上記エンジンの出力を得るために気筒内に燃料を噴射する主噴射後の膨張行程において燃料を気筒内に噴射する副噴射を実行して排気ガス温度を高め上記酸化触媒を活性化させるとともに、この活性化した酸化触媒での未燃燃料の酸化反応熱により上記フィルタの温度を上昇させて該フィルタに捕集されている微粒子を燃焼させるフィルタ強制再生手段とを備えたエンジンの排気浄化装置であって、
自車両の現在地を検出する手段と、地図情報の記憶手段と、自車両の走行目的地を入力する手段と、道路交通情報を受信する手段とを備え、走行目的地の入力により上記地図情報に基いて該目的地までの走行経路を設定し該走行経路における交通渋滞の発生に関連する道路交通情報を提供するナビゲーションシステムと、
上記ナビゲーションシステムにより得られる交通渋滞の発生に関連する道路交通情報に基いて、自車両が上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができるか否かを判定し、該走行を行なうことができないときに上記強制再生手段による上記フィルタの強制再生を禁止する活性化判定手段とを備えていることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
A filter provided in an exhaust passage of a vehicle engine for collecting particulates in exhaust gas;
Fine particle amount detection means for detecting a parameter value related to the amount of fine particles collected by the filter;
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage upstream of the filter;
When the particulate matter amount of the filter becomes a predetermined amount or more based on the detection value of the particulate matter amount detection means while the vehicle is running, main fuel is injected into the cylinder to obtain the output of the engine. In the expansion stroke after injection, sub-injection for injecting fuel into the cylinder is executed to increase the exhaust gas temperature and activate the oxidation catalyst, and the oxidation reaction heat of the unburned fuel in the activated oxidation catalyst An exhaust emission control device for an engine comprising a filter forced regeneration means for raising the temperature of the filter and burning the particulates collected in the filter,
Means for detecting the current location of the host vehicle, means for storing map information, means for inputting the travel destination of the host vehicle, and means for receiving road traffic information; A navigation system that sets a travel route to the destination based on the road and provides road traffic information related to the occurrence of traffic congestion on the travel route;
Based on road traffic information related to the occurrence of traffic congestion obtained by the navigation system, it is determined whether or not the host vehicle can travel with the oxidation catalyst activated, and the traveling can be performed. An exhaust emission control device for an engine, comprising: an activation determination unit that prohibits the forced regeneration of the filter by the forced regeneration unit when it cannot be performed.
請求項3において、
上記活性化判定手段は、自車両前方の走行経路の所定範囲内での交通渋滞の発生に関連する道路交通情報があるときに、自車両は上記酸化触媒を活性化させた走行を行なうことができないと判定することを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
In claim 3,
The activation determination means may cause the vehicle to travel with the oxidation catalyst activated when there is road traffic information related to the occurrence of traffic congestion within a predetermined range of the traveling route ahead of the vehicle. An exhaust emission control device for an engine, characterized in that it is determined that the engine cannot be used.
請求項2又は請求項4において、
上記所定範囲は、上記副噴射の実行を開始してから上記酸化触媒が活性化するまでに要する時間と、自車両の車速とによって定められることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
In claim 2 or claim 4,
The engine exhaust gas purification apparatus, wherein the predetermined range is determined by a time required from the start of execution of the sub-injection until the oxidation catalyst is activated and a vehicle speed of the host vehicle.
JP2004073252A 2004-03-15 2004-03-15 Engine exhaust emission control device Abandoned JP2005256820A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004073252A JP2005256820A (en) 2004-03-15 2004-03-15 Engine exhaust emission control device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004073252A JP2005256820A (en) 2004-03-15 2004-03-15 Engine exhaust emission control device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2005256820A true JP2005256820A (en) 2005-09-22

Family

ID=35082775

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004073252A Abandoned JP2005256820A (en) 2004-03-15 2004-03-15 Engine exhaust emission control device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2005256820A (en)

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010236431A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Toyota Motor Corp High-expansion-ratio internal combustion engine
JP2011508146A (en) * 2007-12-31 2011-03-10 シーレイト リミテッド ライアビリティー カンパニー System and method for remotely correcting vehicle operation
JP2011080428A (en) * 2009-10-08 2011-04-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd Exhaust gas treatment device for construction machine
JP2012067731A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Yanmar Co Ltd Exhaust emission control system
JP2012127300A (en) * 2010-12-16 2012-07-05 Isuzu Motors Ltd Exhaust pipe injection system
JP2013177837A (en) * 2012-02-28 2013-09-09 Kubota Corp Working machine
JP2014227831A (en) * 2013-05-17 2014-12-08 富士重工業株式会社 Vehicle control device
KR20190026027A (en) * 2016-07-19 2019-03-12 로베르트 보쉬 게엠베하 How the internal combustion engine works
FR3085996A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-20 Psa Automobiles Sa METHOD FOR ESTABLISHING A REGENERATION QUALITY MAPPING OF A PARTICLE FILTER
CN111287827A (en) * 2018-12-06 2020-06-16 现代自动车株式会社 Black smoke filter regeneration control system and method for hybrid vehicle
US10829108B2 (en) 2017-11-01 2020-11-10 Hyundai Motor Company Hybrid electric vehicle and method of controlling engine operation for the same

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011508146A (en) * 2007-12-31 2011-03-10 シーレイト リミテッド ライアビリティー カンパニー System and method for remotely correcting vehicle operation
JP2010236431A (en) * 2009-03-31 2010-10-21 Toyota Motor Corp High-expansion-ratio internal combustion engine
JP2011080428A (en) * 2009-10-08 2011-04-21 Hitachi Constr Mach Co Ltd Exhaust gas treatment device for construction machine
JP2012067731A (en) * 2010-09-27 2012-04-05 Yanmar Co Ltd Exhaust emission control system
JP2012127300A (en) * 2010-12-16 2012-07-05 Isuzu Motors Ltd Exhaust pipe injection system
JP2013177837A (en) * 2012-02-28 2013-09-09 Kubota Corp Working machine
JP2014227831A (en) * 2013-05-17 2014-12-08 富士重工業株式会社 Vehicle control device
KR20190026027A (en) * 2016-07-19 2019-03-12 로베르트 보쉬 게엠베하 How the internal combustion engine works
KR102280928B1 (en) 2016-07-19 2021-07-26 로베르트 보쉬 게엠베하 How an internal combustion engine works
US10829108B2 (en) 2017-11-01 2020-11-10 Hyundai Motor Company Hybrid electric vehicle and method of controlling engine operation for the same
FR3085996A1 (en) * 2018-09-18 2020-03-20 Psa Automobiles Sa METHOD FOR ESTABLISHING A REGENERATION QUALITY MAPPING OF A PARTICLE FILTER
CN111287827A (en) * 2018-12-06 2020-06-16 现代自动车株式会社 Black smoke filter regeneration control system and method for hybrid vehicle
CN111287827B (en) * 2018-12-06 2023-05-30 现代自动车株式会社 Black filter regeneration control system and method for hybrid vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2716098C2 (en) System and method (embodiments) for adaptive regeneration of particulate filters in diesel engines
US8035532B2 (en) Vehicle location based particulate matter filter regeneration
JP4092499B2 (en) DPF regeneration control device
CN110160921B (en) Vehicle emission measurement system with sensor and computer system
RU2710451C2 (en) Method and system of filter regeneration for particles entrapping (embodiments)
US8412451B2 (en) Telemetry-based regeneration strategy for an engine exhaust after-treatment device
US8620573B2 (en) Method for determining a route in a navigation system, and navigation system
JP2007255367A (en) Exhaust emission control system of internal combustion engine for vehicle
JP2005256820A (en) Engine exhaust emission control device
JP2008057476A (en) Oil level detection device for internal combustion engine
JP4457693B2 (en) Engine exhaust purification system
JP4457696B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2003314250A (en) Filter-regeneration device for trapping exhaust particulate
US11448515B2 (en) Methods and systems for a motor vehicle
JP5731343B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP4423990B2 (en) Engine exhaust purification system
US9784165B2 (en) Method of operating an aftertreatment system of an internal combustion engine
JP2005214096A (en) Engine exhaust emission control device
JP2008063997A (en) Oil consumption detecting device
JP2003155925A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
EP3073084A1 (en) Exhaust emission control apparatus for on-board internal combustion engine, and method for exhaust emission control apparatus
JP2004218440A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP3922249B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2010112198A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP4081420B2 (en) Exhaust purification device

Legal Events

Date Code Title Description
A762 Written abandonment of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762

Effective date: 20070706