JP2006316731A

JP2006316731A - Exhaust emission control device of internal combustion engine

Info

Publication number: JP2006316731A
Application number: JP2005141620A
Authority: JP
Inventors: Isao Chiba; 勲千葉
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2005-05-13
Filing date: 2005-05-13
Publication date: 2006-11-24
Anticipated expiration: 2025-05-13
Also published as: JP4447510B2

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device of an internal combustion engine for properly regenerating a filter, restraining oil dilution, and improving fuel economy. <P>SOLUTION: This exhaust emission control device 1 has the filter 18 for collecting PM in exhaust gas; and regenerates the filter 18 (Step 9, 10, 16 and 17) by a first regenerating means (Step 11) for regenerating the filter in a first regenerating mode for supplying unburnt fuel in the exhaust gas or a second regenerating means (Step 18) for regenerating the filter by a second regenerating mode without depending on supply of this unburnt fuel in response to a selected regenerating mode when being a PM quantity DPFPMS of the filter 18>a threshold value PMREF, by selecting a first regenerating mode when a load NE, QINJ falls within a predetermined first load area and a second regenerating mode when falling within a predetermined second load area except for the first load area (Step 2 to 4, and 6); and sets the threshold value PMREF to a smaller value when the load NE, QINJ falls within the second load area (Step 8, and 14). <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関、特にディーゼルエンジンから排出された排ガス中のパティキュレートをフィルタで捕集することによって排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine, particularly an internal combustion engine for purifying exhaust gas by collecting particulates in exhaust gas discharged from a diesel engine with a filter.

一般に、この種の排ガス浄化装置を用いたディーゼルエンジン（以下「エンジン」という）では、フィルタへのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）の堆積量が多くなると、排圧の上昇によってエンジンの出力の低下や燃費の悪化を招く。このような不具合を回避するためにフィルタを再生する排ガス浄化装置が、従来から知られており、例えば特許文献１に開示されている。 In general, in a diesel engine (hereinafter referred to as “engine”) using this type of exhaust gas purification device, if the amount of particulate (hereinafter referred to as “PM”) accumulated on the filter increases, This will lead to a decrease in fuel consumption. An exhaust gas purification device that regenerates a filter in order to avoid such a problem has been conventionally known. For example, Patent Document 1 discloses the exhaust gas purification device.

この排ガス浄化装置では、フィルタに堆積したＰＭの量を推定し、推定したＰＭの堆積量が所定のしきい値よりも大きくなったときに、フィルタを再生する。具体的には、エンジンの燃焼に必要な燃料に加えて、排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射により未燃燃料を排ガス中に含ませ、この未燃燃料を排気管内のフィルタよりも上流側で燃焼させ、排気温度を強制的に高めることによって、フィルタに堆積したＰＭを燃焼させ、フィルタを再生する。 In this exhaust gas purifying apparatus, the amount of PM deposited on the filter is estimated, and the filter is regenerated when the estimated amount of PM deposited becomes larger than a predetermined threshold value. Specifically, in addition to the fuel required for engine combustion, unburned fuel is included in the exhaust gas by post injection that injects fuel into the combustion chamber during the exhaust stroke, and this unburned fuel is filtered from the filter in the exhaust pipe. Also, the PM is accumulated on the filter by burning it upstream and forcibly raising the exhaust gas temperature to regenerate the filter.

しかし、この従来の排ガス浄化装置には、次のような問題がある。すなわち、上述したように、フィルタの再生を排気行程中に燃料を燃焼室に噴射するポスト噴射によって行うので、ポスト噴射された燃料の一部が、燃焼室から排出されずに、シリンダの壁面などに付着し、エンジンの潤滑オイルに混入する結果、オイルダイリューションが生じてしまう。また、ポスト噴射された燃料はエンジンの燃焼に寄与しないので、その分、燃費が悪化する。 However, this conventional exhaust gas purification device has the following problems. That is, as described above, since the filter is regenerated by post-injection in which fuel is injected into the combustion chamber during the exhaust stroke, a part of the post-injected fuel is not discharged from the combustion chamber, and the wall surface of the cylinder, etc. Oil dilution occurs as a result of adhering to the oil and mixing in the lubricating oil of the engine. Further, since the fuel that has been post-injected does not contribute to the combustion of the engine, the fuel efficiency is deteriorated accordingly.

本発明は、以上のような課題を解決するためになされたものであり、フィルタを適切に再生できるとともに、オイルダイリューションの抑制および燃費の向上を達成することができる内燃機関の排ガス浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is capable of appropriately regenerating a filter, and can achieve suppression of oil dilution and improvement of fuel consumption, and an exhaust gas purification device for an internal combustion engine. The purpose is to provide.

特開２００１−２８０１１８号公報JP 2001-280118 A

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明は、内燃機関３から排出された排ガス中のパティキュレートを捕集することによって排ガスを浄化する内燃機関の排ガス浄化装置１であって、排気系（実施形態における（以下、本項において同じ）排気管５）に設けられ、排ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタ１８と、排ガス中に未燃燃料を供給する第１再生モードによってフィルタ１８を再生する第１再生手段（インジェクタ６、ＥＣＵ２、ステップ１１）と、排ガス中への未燃燃料の供給によらない第２再生モードによってフィルタ１８を再生する第２再生手段（過給装置７、スロットル弁１２、アクチュエータ１２ａ、グロープラグ１６、ＥＣＵ２、ステップ１８）と、内燃機関の負荷（エンジン回転数ＮＥ、目標燃料噴射量ＱＩＮＪ）を検出する負荷検出手段（クランク角センサ３０、アクセル開度センサ３４、ＥＣＵ２、ステップ２１）と、検出された負荷が所定の第１負荷領域にあるときに第１再生モードを選択し、第１負荷領域以外の所定の第２負荷領域にあるときに第２再生モードを選択する再生モード選択手段（ＥＣＵ２、ステップ２〜４、６）と、フィルタ１８に捕集されたパティキュレートの量（ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳ）を検出するパティキュレート量検出手段（クランク角センサ３０、排ガス温度センサ３３、ＥＣＵ２、ステップ１）と、検出されたパティキュレート量が所定のしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きいときに、選択された再生モードに従って、第１および第２再生手段の一方にフィルタ１８の再生を実行させる再生実行手段（ＥＣＵ２、ステップ９、１０、１６、１７）と、負荷が第２負荷領域にあるときには、第１負荷領域にあるときよりも、所定のしきい値ＰＭＲＥＦを小さな値に設定するしきい値設定手段（ＥＣＵ２、ステップ８、１４）と、を備えることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is an exhaust gas purification apparatus 1 for an internal combustion engine that purifies exhaust gas by collecting particulates in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine 3. The filter 18 is provided in the system (the exhaust pipe 5 in the embodiment (hereinafter the same in this section)) and collects particulates in the exhaust gas, and the filter 18 by the first regeneration mode for supplying unburned fuel into the exhaust gas. First regeneration means (injector 6, ECU 2, step 11), and second regeneration means (supercharger 7, 7) for regenerating the filter 18 in a second regeneration mode that does not depend on the supply of unburned fuel into the exhaust gas. Throttle valve 12, actuator 12 a, glow plug 16, ECU 2, step 18), internal combustion engine load (engine speed NE, target fuel injection) QINJ) is selected as a load detection means (crank angle sensor 30, accelerator opening sensor 34, ECU 2, step 21), and the first regeneration mode is selected when the detected load is in a predetermined first load region, Regeneration mode selection means (ECU 2, steps 2 to 4 and 6) for selecting the second regeneration mode when in a predetermined second load region other than the first load region, and the amount of particulates collected by the filter 18 Particulate amount detection means (crank angle sensor 30, exhaust gas temperature sensor 33, ECU 2, step 1) for detecting (PM accumulation amount DPFPMS) and when the detected particulate amount is larger than a predetermined threshold value PMREF The reproduction execution means (EC) that causes one of the first and second reproduction means to reproduce the filter 18 in accordance with the selected reproduction mode. 2, step 9, 10, 16, 17) and the threshold value setting means for setting the predetermined threshold value PMREF to a smaller value when the load is in the second load region than when the load is in the first load region. (ECU2, steps 8, 14).

この内燃機関の排ガス浄化装置によれば、フィルタを再生する再生モードとして、排ガス中に未燃燃料を供給する第１再生モードと、排ガス中への未燃燃料の供給によらない第２再生モードが設定されており、第１再生モードによる再生は、第１再生手段によって、第２再生モードによる再生は、第２再生手段によって行われる。また、再生モード選択手段によって、検出された負荷が所定の第１負荷領域にあるときには第１再生モードが選択され、第１負荷領域以外の所定の第２負荷領域にあるときには第２再生モードが選択される。さらに、再生実行手段によって、検出されたパティキュレート量が所定のしきい値よりも大きいときに、選択された再生モードに従い、第１または第２再生手段にフィルタの再生を実行させる。これにより、第１再生モードによる再生が実行されたときには、排ガス中に未燃燃料が供給される結果、この燃料をフィルタまたはこれよりも上流側で燃焼させ、フィルタの温度を高めることによって、フィルタに堆積したパティキュレートが燃焼し、フィルタが再生される。また、第２再生モードによる再生が実行されたときには、排ガス中に未燃燃料を供給することなく、フィルタが再生される。以上のように、内燃機関の負荷に応じ、第１または第２の再生モードによる再生を行うことによって、フィルタを適切に再生することができる。 According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, as a regeneration mode for regenerating the filter, a first regeneration mode in which unburned fuel is supplied into the exhaust gas, and a second regeneration mode that does not depend on the supply of unburned fuel into the exhaust gas. Is set, reproduction in the first reproduction mode is performed by the first reproduction means, and reproduction in the second reproduction mode is performed by the second reproduction means. The first regeneration mode is selected when the load detected by the regeneration mode selection means is in a predetermined first load region, and the second regeneration mode is selected when the load is in a predetermined second load region other than the first load region. Selected. Further, when the detected particulate amount is larger than a predetermined threshold value by the regeneration executing means, the first or second regeneration means is caused to regenerate the filter according to the selected regeneration mode. As a result, when regeneration in the first regeneration mode is executed, unburned fuel is supplied into the exhaust gas. As a result, the fuel is burned on the filter or upstream side thereof, and the temperature of the filter is increased, thereby increasing the filter temperature. The particulates deposited on the surface burn and the filter is regenerated. Further, when regeneration in the second regeneration mode is executed, the filter is regenerated without supplying unburned fuel into the exhaust gas. As described above, the filter can be appropriately regenerated by performing the regeneration in the first or second regeneration mode according to the load of the internal combustion engine.

さらに、しきい値設定手段による設定により、所定のしきい値は、負荷が第２負荷領域にあるときには、第１負荷領域にあるときよりも小さな値に設定される。このようなしきい値の設定により、第２再生モードによる再生をフィルタのパティキュレートの量が比較的少ない状態から早めに実行し、その実行頻度を高めることによって、第２負荷領域においては、フィルタに捕集されたパティキュレートの量が少ない状態に維持される。このことと、第１負荷領域においてしきい値がより大きな値に設定されることにより、第１負荷領域では、パティキュレート量がしきい値を上回りにくくなる結果、第１再生モードによる再生が実行されにくくなり、その実行頻度が低減される。このように、排ガス中に未燃燃料を供給する第１再生モードによる再生の実行頻度を低減できるので、燃費を向上させることができるとともに、排ガス中の未燃燃料の供給を、膨張行程中などに燃料を燃焼室に供給することにより行う場合には、オイルダイリューションを抑制することができる。 Further, by the setting by the threshold setting means, the predetermined threshold value is set to a smaller value when the load is in the second load region than when it is in the first load region. By setting such a threshold value, regeneration in the second regeneration mode is executed early from a state where the amount of particulates in the filter is relatively small, and by increasing the execution frequency, the filter is used in the second load region. The amount of collected particulates is kept low. As a result, since the threshold value is set to a larger value in the first load region, the particulate amount is less likely to exceed the threshold value in the first load region. As a result, regeneration in the first regeneration mode is executed. And the execution frequency is reduced. Thus, since the frequency of regeneration in the first regeneration mode for supplying unburned fuel into exhaust gas can be reduced, fuel efficiency can be improved, and supply of unburned fuel in exhaust gas can be performed during an expansion stroke, etc. In addition, when the fuel is supplied to the combustion chamber, oil dilution can be suppressed.

請求項２に係る発明は、請求項１に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、第２負荷領域は、第１負荷領域よりも負荷が大きい領域である（図５）ことを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the exhaust gas purification apparatus 1 for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second load region is a region where the load is larger than the first load region (FIG. 5). .

この構成によれば、検出された負荷がより負荷の大きい第２負荷領域にあるときに、第２再生モードによる再生が実行される。内燃機関の負荷が高いときには、排ガス温度が高く、それにより、フィルタの温度が高い状態にあるため、再生のためにフィルタの温度をそれほど上昇させる必要がないので、排ガス中に未燃燃料を供給しない第２再生モードによる再生によっても、フィルタを適切に再生することができる。 According to this configuration, regeneration in the second regeneration mode is executed when the detected load is in the second load region where the load is greater. When the load on the internal combustion engine is high, the exhaust gas temperature is high, so the filter temperature is high, so there is no need to raise the filter temperature so much for regeneration, so unburned fuel is supplied into the exhaust gas The filter can be properly reproduced also by the reproduction in the second reproduction mode that is not performed.

また、負荷が第１負荷領域にあり、内燃機関の負荷が低いときには、第１再生モードによる再生が実行される。このように負荷が低いときには、排ガス温度が低く、フィルタの温度が低い状態にあるため、再生のためにフィルタの温度を大きく上昇させる必要がある。本発明では、内燃機関の負荷が低いときに、第１再生モードによる再生により排ガス中に未燃燃料を供給するので、それにより、フィルタの温度を十分に上昇させることによって、フィルタの再生を適切に行うことができる。 Further, when the load is in the first load region and the load on the internal combustion engine is low, regeneration in the first regeneration mode is executed. When the load is low in this way, the exhaust gas temperature is low and the filter temperature is low, so it is necessary to greatly increase the filter temperature for regeneration. In the present invention, when the load on the internal combustion engine is low, unburned fuel is supplied into the exhaust gas by regeneration in the first regeneration mode, so that the filter can be properly regenerated by sufficiently raising the temperature of the filter. Can be done.

請求項３に係る発明は、請求項２に記載の内燃機関の排ガス浄化装置１において、内燃機関３は、車両Ｖに駆動源として搭載されており、車両の速度ＶＰを検出する車速検出手段（車速センサ３５）をさらに備え、しきい値設定手段は、所定のしきい値ＰＭＲＥＦの設定を、負荷が第２負荷領域にあり、かつ検出された車速が所定の速度（所定値ＶＰＲＥＦ）よりも高いときに行う（ステップ１３、１４）ことを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purification apparatus 1 for an internal combustion engine according to the second aspect, the internal combustion engine 3 is mounted on the vehicle V as a drive source, and a vehicle speed detecting means for detecting the vehicle speed VP ( A vehicle speed sensor 35), and the threshold value setting means sets the predetermined threshold value PMREF so that the load is in the second load region and the detected vehicle speed is higher than the predetermined speed (predetermined value VPREF). It carries out when it is high (steps 13 and 14).

この構成によれば、負荷が第２負荷領域にあることに加え、検出された車速が所定の速度よりも高いことを条件として、すなわち内燃機関の負荷が高く、かつ車速が高いときに、しきい値が、第１負荷領域にあるときよりも小さな値に設定される。例えば、負荷が低い状態での加速動作によって、負荷が急増し、第１負荷領域から第２負荷領域に移行しても、フィルタの温度は、すぐには上昇せず、低い状態にある場合があり、その場合には、第２再生モードによる再生を行っても、フィルタの再生を適切に行うことができないおそれがある。上述した構成により、内燃機関の負荷が高くても、車速が低いことでフィルタが低温である可能性がある場合に、しきい値設定手段による小さなしきい値の設定を禁止し、しきい値をより大きな値に設定することによって、第２再生モードによる再生の実行頻度を低減でき、それにより、上記のような不具合の発生を抑えることができる。 According to this configuration, in addition to the load being in the second load region, on the condition that the detected vehicle speed is higher than the predetermined speed, that is, when the load of the internal combustion engine is high and the vehicle speed is high, The threshold value is set to a smaller value than when the threshold value is in the first load region. For example, when the load suddenly increases due to the acceleration operation in a low load state, and the transition from the first load region to the second load region, the temperature of the filter does not rise immediately but may be in a low state. In this case, there is a possibility that the filter cannot be properly reproduced even if the reproduction is performed in the second reproduction mode. With the above-described configuration, even when the load on the internal combustion engine is high, setting of a small threshold by the threshold setting means is prohibited when there is a possibility that the filter is cold due to low vehicle speed. By setting to a larger value, it is possible to reduce the frequency of playback in the second playback mode, thereby suppressing the occurrence of the above problems.

以下、図面を参照しながら、本発明の好ましい実施形態について説明する。図１は、本発明による排ガス浄化装置１、およびこれを適用した内燃機関３を示している。この内燃機関（以下「エンジン」という）３は、車両Ｖに搭載された、例えば４気筒タイプのディーゼルエンジンである。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows an exhaust gas purification device 1 according to the present invention and an internal combustion engine 3 to which the exhaust gas purification device 1 is applied. This internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 3 is, for example, a four-cylinder type diesel engine mounted on a vehicle V.

エンジン３のピストン３ａとシリンダヘッド３ｂの間には、燃焼室３ｃが形成されている。シリンダヘッド３ｂには、吸気管４および排気管５（排気系）がそれぞれ接続されるとともに、燃料噴射弁（以下「インジェクタ」という）６（第１再生手段）およびグロープラグ１６（第２再生手段）が、燃焼室３ｃに臨むように取り付けられている。 A combustion chamber 3c is formed between the piston 3a of the engine 3 and the cylinder head 3b. An intake pipe 4 and an exhaust pipe 5 (exhaust system) are connected to the cylinder head 3b, respectively, and a fuel injection valve (hereinafter referred to as “injector”) 6 (first regeneration means) and a glow plug 16 (second regeneration means). Is attached so as to face the combustion chamber 3c.

インジェクタ６は、燃焼室３ｃの天壁中央部に配置されており、コモンレール（図示せず）を介して、高圧ポンプ６ａおよび燃料タンク（図示せず）に順に接続されている。高圧ポンプ６ａは、燃料タンクの燃料を、高圧に昇圧した後、コモンレールを介してインジェクタ６に送り、インジェクタ６はこの燃料を燃焼室３ｃに噴射する。燃料の噴射圧力ＰＲＡＩＬは、後述するＥＣＵ２で高圧ポンプ６ａを制御することによって制御される（図２参照）とともに、コモンレールに設けられた燃料圧センサ３６によって検出され、その検出信号はＥＣＵ２に出力される。また、インジェクタ６の開弁時間および開閉弁タイミングは、ＥＣＵ２からの駆動信号によって制御され、それにより、燃料噴射量および噴射時期がそれぞれ制御される。グロープラグ１６は、燃焼室３ｃの温度を高めるためのものであり、その通電量をＥＣＵ２で制御することによって制御される。 The injector 6 is disposed at the central portion of the top wall of the combustion chamber 3c, and is sequentially connected to a high-pressure pump 6a and a fuel tank (not shown) via a common rail (not shown). The high-pressure pump 6a boosts the fuel in the fuel tank to a high pressure and then sends it to the injector 6 through the common rail. The injector 6 injects this fuel into the combustion chamber 3c. The fuel injection pressure PRAIL is controlled by controlling the high pressure pump 6a with the ECU 2 described later (see FIG. 2), and is detected by the fuel pressure sensor 36 provided on the common rail, and the detection signal is output to the ECU 2. The In addition, the valve opening time and the on-off valve timing of the injector 6 are controlled by a drive signal from the ECU 2, thereby controlling the fuel injection amount and the injection timing, respectively. The glow plug 16 is for increasing the temperature of the combustion chamber 3c, and is controlled by controlling the energization amount by the ECU 2.

エンジン３のクランクシャフト３ｄには、マグネットロータ３０ａが取り付けられており、このマグネットロータ３０ａとＭＲＥピックアップ３０ｂによって、クランク角センサ３０（負荷検出手段、パティキュレート量検出手段）が構成されている。クランク角センサ３０は、クランクシャフト３ｄの回転に伴い、パルス信号であるＣＲＫ信号およびＴＤＣ信号をＥＣＵ２に出力する。 A magnet rotor 30a is attached to the crankshaft 3d of the engine 3, and a crank angle sensor 30 (load detection means, particulate quantity detection means) is configured by the magnet rotor 30a and the MRE pickup 30b. The crank angle sensor 30 outputs a CRK signal and a TDC signal, which are pulse signals, to the ECU 2 as the crankshaft 3d rotates.

ＣＲＫ信号は、所定のクランク角（例えば３０゜）ごとに出力される。ＥＣＵ２は、このＣＲＫ信号に基づき、エンジン３の回転数（以下「エンジン回転数」という）ＮＥを求める。ＴＤＣ信号は、各気筒のピストン３ａが吸気行程開始時のＴＤＣ（上死点）付近の所定クランク角度位置にあることを表す信号であり、４気筒タイプの本例では、クランク角１８０゜ごとに出力される。 The CRK signal is output every predetermined crank angle (for example, 30 °). The ECU 2 obtains the rotational speed NE (hereinafter referred to as “engine rotational speed”) NE of the engine 3 based on the CRK signal. The TDC signal is a signal indicating that the piston 3a of each cylinder is at a predetermined crank angle position near the TDC (top dead center) at the start of the intake stroke, and in this example of the 4-cylinder type, every crank angle of 180 °. Is output.

吸気管４には、過給装置７（第２再生手段）が設けられており、過給装置７は、ターボチャージャで構成された過給機８と、これに連結されたアクチュエータ９と、ベーン開度制御弁１０を備えている。 The intake pipe 4 is provided with a supercharging device 7 (second regeneration means). The supercharging device 7 includes a supercharger 8 composed of a turbocharger, an actuator 9 connected thereto, and a vane. An opening control valve 10 is provided.

過給機８は、吸気管４に設けられた回転自在のコンプレッサブレード８ａと、排気管５に設けられた回転自在のタービンブレード８ｂおよび複数の回動自在の可変ベーン８ｃ（２つのみ図示）と、これらのブレード８ａ，８ｂを一体に連結するシャフト８ｄとを有している。過給機８は、排気管５内の排ガスによりタービンブレード８ｂが回転駆動されるのに伴い、これと一体のコンプレッサブレード８ａが回転駆動されることによって、吸気管４内の吸入空気を加圧する過給動作を行う。 The supercharger 8 includes a rotatable compressor blade 8a provided in the intake pipe 4, a rotatable turbine blade 8b provided in the exhaust pipe 5, and a plurality of rotatable variable vanes 8c (only two are shown). And a shaft 8d for integrally connecting these blades 8a and 8b. The turbocharger 8 pressurizes the intake air in the intake pipe 4 by rotationally driving the compressor blade 8a integrated therewith as the turbine blade 8b is rotationally driven by the exhaust gas in the exhaust pipe 5. Perform supercharging operation.

アクチュエータ９は、負圧によって作動するダイアフラム式のものであり、各可変ベーン８ｃに機械的に連結されている。アクチュエータ９には、負圧ポンプから負圧供給通路（いずれも図示せず）を介して負圧が供給され、この負圧供給通路の途中にベーン開度制御弁１０が設けられている。ベーン開度制御弁１０は、電磁弁で構成されており、その開度がＥＣＵ２からの駆動信号で制御されることにより、アクチュエータ９への供給負圧が変化し、それに伴い、可変ベーン８ｃの開度が変化することにより、過給圧が制御される。 The actuator 9 is of a diaphragm type that is operated by negative pressure, and is mechanically connected to each variable vane 8c. A negative pressure is supplied to the actuator 9 from a negative pressure pump through a negative pressure supply passage (both not shown), and a vane opening degree control valve 10 is provided in the middle of the negative pressure supply passage. The vane opening control valve 10 is composed of an electromagnetic valve, and the negative pressure supplied to the actuator 9 changes when the opening is controlled by a drive signal from the ECU 2, and accordingly, the variable vane 8c The supercharging pressure is controlled by changing the opening degree.

吸気管４の過給機８よりも下流側には、上流側から順に、水冷式のインタークーラ１１およびスロットル弁１２（第２再生手段）が設けられている。インタークーラ１１は、過給装置７の過給動作により吸入空気の温度が上昇したときなどに、吸入空気を冷却するものである。スロットル弁１２には、例えば直流モータで構成されたアクチュエータ１２ａ（第２再生手段）が接続されている。スロットル弁１２の開度（以下「スロットル弁開度」という）は、アクチュエータ１２ａに供給される電流のデューティ比をＥＣＵ２で制御することによって、制御される。 A water-cooled intercooler 11 and a throttle valve 12 (second regeneration means) are provided downstream from the supercharger 8 of the intake pipe 4 in order from the upstream side. The intercooler 11 cools the intake air when the temperature of the intake air rises due to the supercharging operation of the supercharging device 7 or the like. The throttle valve 12 is connected to an actuator 12a (second regeneration means) made of, for example, a DC motor. The opening degree of the throttle valve 12 (hereinafter referred to as “throttle valve opening degree”) is controlled by controlling the duty ratio of the current supplied to the actuator 12 a by the ECU 2.

また、吸気管４には、過給機８よりも上流側にエアフローセンサ３１が、インタークーラ１１とスロットル弁１２の間に過給圧センサ３２が、それぞれ設けられている。エアフローセンサ３１は吸入空気量ＱＡを検出し、過給圧センサ３２は吸気管４内の過給圧ＰＡＣＴを検出し、それらの検出信号はＥＣＵ２に出力される。 The intake pipe 4 is provided with an air flow sensor 31 upstream of the supercharger 8 and a supercharging pressure sensor 32 between the intercooler 11 and the throttle valve 12. The air flow sensor 31 detects the intake air amount QA, the supercharging pressure sensor 32 detects the supercharging pressure PACT in the intake pipe 4, and these detection signals are output to the ECU 2.

さらに、吸気管４の吸気マニホールド４ａは、その集合部から分岐部にわたって、スワール通路４ｂとバイパス通路４ｃに仕切られており、これらの通路４ｂ，４ｃはそれぞれ、吸気ポートを介して各燃焼室３ｃに連通している。バイパス通路４ｃには、スワール装置１３が設けられており、このスワール装置１３は、スワール弁１３ａと、これを開閉するアクチュエータ１３ｂと、スワール制御弁１３ｃを備えている。スワール制御弁１３ｃの開度をＥＣＵ２で制御することにより、スワール弁１３ａの開度を変化させることによって、燃焼室３ｃ内に発生するスワールの強さが制御される。 Further, the intake manifold 4a of the intake pipe 4 is partitioned into a swirl passage 4b and a bypass passage 4c from the collecting portion to the branch portion, and each of the passages 4b and 4c is connected to each combustion chamber 3c via an intake port. Communicating with A swirl device 13 is provided in the bypass passage 4c. The swirl device 13 includes a swirl valve 13a, an actuator 13b for opening and closing the swirl valve 13a, and a swirl control valve 13c. By controlling the opening degree of the swirl control valve 13c by the ECU 2, the strength of the swirl generated in the combustion chamber 3c is controlled by changing the opening degree of the swirl valve 13a.

また、エンジン３には、ＥＧＲ管１４ａおよびＥＧＲ制御弁１４ｂを有するＥＧＲ装置１４が設けられている。ＥＧＲ管１４ａは、吸気管４と排気管５の間に、具体的には、吸気マニホールド４ａの集合部のスワール通路４ｂと排気管５の過給機８よりも上流側とをつなぐように接続されている。このＥＧＲ管１４ａを介して、エンジン３の排ガスの一部が吸気管４にＥＧＲガスとして還流し、それにより、燃焼室３ｃ内の燃焼温度が低下することによって、排ガス中のＮＯｘが低減される。 The engine 3 is provided with an EGR device 14 having an EGR pipe 14a and an EGR control valve 14b. The EGR pipe 14 a is connected between the intake pipe 4 and the exhaust pipe 5, specifically, so as to connect the swirl passage 4 b of the collecting portion of the intake manifold 4 a and the upstream side of the supercharger 8 of the exhaust pipe 5. Has been. Through this EGR pipe 14a, a part of the exhaust gas of the engine 3 is recirculated to the intake pipe 4 as EGR gas, thereby reducing the combustion temperature in the combustion chamber 3c, thereby reducing NOx in the exhaust gas. .

ＥＧＲ制御弁１４ｂは、ＥＧＲ管１４ａに取り付けられたリニア電磁弁で構成されており、そのバルブリフト量が、ＥＣＵ２からの駆動信号によってリニアに制御されることによって、ＥＧＲガス量が制御される。 The EGR control valve 14b is configured by a linear electromagnetic valve attached to the EGR pipe 14a, and the EGR gas amount is controlled by controlling the valve lift amount linearly by a drive signal from the ECU 2.

また、ＥＧＲ装置１４にはＥＧＲガスを冷却するためのＥＧＲ冷却装置１５が設けられており、ＥＧＲ冷却装置１５は、ＥＧＲ通路切替弁１５ｂと、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ制御弁１４ｂよりも下流側に設けられたＥＧＲクーラ１５ｃを有している。ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ制御弁１４ｂよりも下流側には、ＥＧＲクーラ１５ｃをバイパスするようにバイパス通路１５ａが設けられており、ＥＧＲ通路切替弁１５ｂはバイパス通路１５ａの分岐部に取り付けられている。ＥＧＲ通路切替弁１５ｂは、ＥＣＵ２による制御によって、ＥＧＲ管１４ａのＥＧＲ通路切替弁１５ｂよりも下流側の部分を、ＥＧＲクーラ１５ｃ側とバイパス通路１５ａ側に選択的に切り替える。 Further, the EGR device 14 is provided with an EGR cooling device 15 for cooling the EGR gas, and the EGR cooling device 15 is located downstream of the EGR passage switching valve 15b and the EGR control valve 14b of the EGR pipe 14a. The EGR cooler 15c is provided. A bypass passage 15a is provided downstream of the EGR pipe 14a from the EGR control valve 14b so as to bypass the EGR cooler 15c, and the EGR passage switching valve 15b is attached to a branch portion of the bypass passage 15a. The EGR passage switching valve 15b selectively switches a portion of the EGR pipe 14a on the downstream side of the EGR passage switching valve 15b to the EGR cooler 15c side and the bypass passage 15a side under the control of the ECU 2.

以上により、ＥＧＲ通路切替弁１５ｂがバイパス通路１５ａ側に切り替えられた場合には、ＥＧＲガスは、バイパス通路１５ａに通され、吸気管４に還流する。一方、逆側に切り替えられた場合には、ＥＧＲガスは、ＥＧＲクーラ１５ｃで冷却された後、吸気管４に還流する。 As described above, when the EGR passage switching valve 15b is switched to the bypass passage 15a side, the EGR gas passes through the bypass passage 15a and returns to the intake pipe 4. On the other hand, when switched to the reverse side, the EGR gas is cooled by the EGR cooler 15c and then returned to the intake pipe 4.

また、排気管５の過給機８よりも下流側には、上流側から順に、酸化触媒１７およびフィルタ１８が設けられている。酸化触媒１７は、排ガス中のＨＣおよびＣＯを酸化し、排ガスを浄化する。フィルタ１８は、排ガス中の煤などのパティキュレート（以下「ＰＭ」という）を捕集することによって、大気中に排出されるＰＭを低減する。また、フィルタ１８は、その表面に酸化触媒１７と同様の触媒（図示せず）を担持している。 Further, an oxidation catalyst 17 and a filter 18 are provided on the exhaust pipe 5 downstream of the supercharger 8 in order from the upstream side. The oxidation catalyst 17 oxidizes HC and CO in the exhaust gas and purifies the exhaust gas. The filter 18 collects particulates such as soot in the exhaust gas (hereinafter referred to as “PM”), thereby reducing PM discharged into the atmosphere. The filter 18 carries a catalyst (not shown) similar to the oxidation catalyst 17 on its surface.

さらに、排気管５のフィルタ１８のすぐ上流側には、排ガス温度センサ３３（パティキュレート量検出手段）が設けられている。排ガス温度センサ３３は、フィルタ１８のすぐ上流側の排ガスの温度（以下「フィルタ前ガス温度」という）ＴＤＰＦＧを検出し、その検出信号をＥＣＵ２に出力する。 Further, an exhaust gas temperature sensor 33 (particulate amount detection means) is provided immediately upstream of the filter 18 in the exhaust pipe 5. The exhaust gas temperature sensor 33 detects the temperature of the exhaust gas immediately upstream of the filter 18 (hereinafter referred to as “pre-filter gas temperature”) TDPFG, and outputs a detection signal to the ECU 2.

ＥＣＵ２にはさらに、アクセル開度センサ３４（負荷検出手段）および車速センサ３５（車速検出手段）から、アクセルペダル（図示せず）の操作量（以下「アクセル開度」という）ＡＰおよび車速ＶＰを表す検出信号が、それぞれ出力される。 The ECU 2 further receives an operation amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP and vehicle speed VP of an accelerator pedal (not shown) from an accelerator opening sensor 34 (load detection means) and a vehicle speed sensor 35 (vehicle speed detection means). Representing detection signals are respectively output.

ＥＣＵ２は、Ｉ／Ｏインターフェース、ＣＰＵ、ＲＡＭおよびＲＯＭなどからなるマイクロコンピュータで構成されている。前述した各種センサ３０〜３６からの検出信号はそれぞれ、Ｉ／ＯインターフェースでＡ／Ｄ変換や整形がなされた後、ＣＰＵに入力される。 The ECU 2 is composed of a microcomputer including an I / O interface, CPU, RAM, ROM, and the like. The detection signals from the various sensors 30 to 36 described above are each input to the CPU after A / D conversion and shaping by the I / O interface.

ＣＰＵは、これらの入力信号に応じ、ＲＯＭに記憶された制御プログラムなどに従って、エンジン３の運転状態を判別するとともに、判別した運転状態に応じて、フィルタ１８を再生するための再生制御処理を実行する。また、本実施形態では、ＥＣＵ２によって、第１再生手段、第２再生手段、負荷検出手段、再生モード選択手段、パティキュレート量検出手段、再生実行手段、およびしきい値設定手段が構成されている。 In accordance with these input signals, the CPU determines the operating state of the engine 3 according to a control program stored in the ROM, etc., and executes a regeneration control process for regenerating the filter 18 according to the determined operating state. To do. In the present embodiment, the ECU 2 constitutes a first regeneration means, a second regeneration means, a load detection means, a regeneration mode selection means, a particulate quantity detection means, a regeneration execution means, and a threshold setting means. .

次に、図３を参照しながら、上記再生制御処理について説明する。本処理は、ＴＤＣ信号の入力に同期して実行される。まず、ステップ１（「Ｓ１」と図示。以下同じ）では、フィルタ１８に堆積したＰＭの堆積量（以下「ＰＭ堆積量」という）ＤＰＦＰＭＳを算出する。 Next, the reproduction control process will be described with reference to FIG. This process is executed in synchronization with the input of the TDC signal. First, in Step 1 (illustrated as “S1”, the same applies hereinafter), the amount of PM deposited on the filter 18 (hereinafter referred to as “PM deposition amount”) DPFPMS is calculated.

具体的には、エンジン回転数ＮＥおよび目標燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、ＰＭ排出量マップ（図示せず）を検索することによって、エンジン３から排出されたＰＭの排出量を算出する。次いで、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧに基づき、テーブル（図示せず）を検索することによって、フィルタ１８で燃焼されたＰＭの燃焼量を算出する。そして、求めたＰＭ排出量からＰＭ燃焼量を減算することによって、１ＴＤＣ当たりのＰＭ堆積量を算出し、この１ＴＤＣ当たりのＰＭ堆積量をＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳの前回値に加算することによって、今回のＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳを算出する。 Specifically, the PM emission amount discharged from the engine 3 is calculated by searching a PM emission amount map (not shown) according to the engine speed NE and the target fuel injection amount QINJ. Next, the amount of PM burned by the filter 18 is calculated by searching a table (not shown) based on the pre-filter gas temperature TDPFG. Then, by subtracting the PM combustion amount from the obtained PM emission amount, the PM deposition amount per 1 TDC is calculated, and this PM deposition amount per 1 TDC is added to the previous value of the PM deposition amount DPFPMS. The PM deposition amount DPFPMS is calculated.

ＰＭ排出量マップは、エンジン３から排出されるＰＭの排出量を実験によって求め、その結果をエンジン回転数ＮＥおよび目標燃料噴射量ＱＩＮＪに応じてマップ化したものである。目標燃料噴射量ＱＩＮＪは、燃料噴射量の目標値であり、図４のステップ２１において、エンジン回転数ＮＥおよびアクセル開度ＡＰに応じ、マップ（図示せず）を検索することによって算出される。また、この目標燃料噴射量ＱＩＮＪに基づく駆動信号がインジェクタ６に出力されることによって、燃料噴射量が制御される。ＰＭ燃焼量は、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧが高いほど、より大きな値に算出される。 The PM emission amount map is obtained by experimentally determining the amount of PM discharged from the engine 3 and mapping the result according to the engine speed NE and the target fuel injection amount QINJ. The target fuel injection amount QINJ is a target value of the fuel injection amount, and is calculated by searching a map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP in step 21 of FIG. Further, the fuel injection amount is controlled by outputting a drive signal based on the target fuel injection amount QINJ to the injector 6. The PM combustion amount is calculated to be larger as the pre-filter gas temperature TDPFG is higher.

次いで、エンジン３の負荷が所定の第１負荷領域にあるか否かを判別する（ステップ２）。この判別は、エンジン回転数ＮＥおよび目標燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、図５に示す領域マップに基づいて行われる。この領域マップでは、第１負荷領域は、エンジン回転数ＮＥが低〜高で、かつ目標燃料噴射量ＱＩＮＪが低〜中の領域、すなわち低〜中負荷領域に設定されている。 Next, it is determined whether or not the load of the engine 3 is in a predetermined first load region (step 2). This determination is performed based on the region map shown in FIG. 5 according to the engine speed NE and the target fuel injection amount QINJ. In this region map, the first load region is set to a region where the engine speed NE is low to high and the target fuel injection amount QINJ is low to medium, that is, a low to medium load region.

ステップ２の答がＹＥＳで、負荷が第１負荷領域にあり、エンジン３が低〜中負荷運転状態にあるときには、フィルタ１８の再生モードとして第１再生モードを選択し、そのことを表すために、第１再生モードフラグＦ＿ＲＥ１を「１」にセットする（ステップ３）。 When the answer to step 2 is YES, the load is in the first load region, and the engine 3 is in the low to medium load operation state, the first regeneration mode is selected as the regeneration mode of the filter 18 to express that fact. Then, the first reproduction mode flag F_RE1 is set to “1” (step 3).

一方、上記ステップ２の答がＮＯのときには、エンジン３の負荷が第２負荷領域にあるか否かを判別する（ステップ４）。この判別は、上記ステップ２と同様、エンジン回転数ＮＥおよび目標燃料噴射量ＱＩＮＪに応じ、領域マップに基づいて行われる。この領域マップでは、第２負荷領域は、エンジン回転数ＮＥが低〜高で、かつ目標燃料噴射量ＱＩＮＪが高い領域、すなわち高負荷領域に設定されている。 On the other hand, when the answer to step 2 is NO, it is determined whether or not the load of the engine 3 is in the second load region (step 4). This determination is performed based on the region map in accordance with the engine speed NE and the target fuel injection amount QINJ, as in step 2 above. In this region map, the second load region is set to a region where the engine speed NE is low to high and the target fuel injection amount QINJ is high, that is, a high load region.

このステップ４の答がＹＥＳで、負荷が第２負荷領域にあり、エンジン３が高負荷運転状態にあるときには、第２再生モードを選択し、第１再生モードフラグＦ＿ＲＥ１を「０」にセットする（ステップ６）。 If the answer to step 4 is YES, the load is in the second load region, and the engine 3 is in the high load operation state, the second regeneration mode is selected and the first regeneration mode flag F_RE1 is set to “0”. (Step 6).

一方、上記ステップ４の答がＮＯのとき、すなわち、エンジン３の負荷が第１および第２の負荷領域のいずれにもないときには、エンジン３が再生制御に適した運転状態にないとして、再生制御を実行しないものとし、本処理を終了する。 On the other hand, when the answer to step 4 is NO, that is, when the load of the engine 3 is not in any of the first and second load regions, it is determined that the engine 3 is not in an operation state suitable for the regeneration control. This processing is terminated.

前記ステップ３が実行されたとき、すなわち第１再生モードが選択されたときには、ステップ７〜１１を実行する。まず、ステップ７では、第１再生モード用の実行中フラグＦ＿ＲＥ１ＯＮが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、第１再生モードによる再生の実行中でないときには、しきい値ＰＭＲＥＦを所定の第１しきい値ＰＭＲＥＦ１（例えば９ｇ）に設定する（ステップ８）。次いで、前記ステップ１で算出したＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳが、設定したしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きいか否かを判別する（ステップ９）。この答がＮＯのときには、再生制御を実行しないものとして、本処理を終了する。 When Step 3 is executed, that is, when the first reproduction mode is selected, Steps 7 to 11 are executed. First, in step 7, it is determined whether or not the execution flag F_RE1ON for the first reproduction mode is “1”. If the answer is NO and regeneration in the first regeneration mode is not being executed, the threshold value PMREF is set to a predetermined first threshold value PMREF1 (for example, 9 g) (step 8). Next, it is determined whether or not the PM deposition amount DPFPMS calculated in Step 1 is larger than a set threshold value PMREF (Step 9). When this answer is NO, it is assumed that the regeneration control is not executed, and this process is terminated.

一方、ステップ９の答がＹＥＳで、ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳがしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きくなったときには、第１再生モードによる再生を開始するものとして、実行中フラグＦ＿ＲＥ１ＯＮを「１」にセットする（ステップ１０）とともに、第１再生モードによる再生制御を実行し（ステップ１１）、本処理を終了する。 On the other hand, if the answer to step 9 is YES and the PM accumulation amount DPFPMS is larger than the threshold value PMREF, the in-execution flag F_RE1ON is set to “1”, assuming that regeneration in the first regeneration mode is started ( Simultaneously with step 10), the reproduction control in the first reproduction mode is executed (step 11), and this process is terminated.

この第１再生モードによる再生制御では、膨張行程中や排気行程中に燃焼室３ｃに燃料を噴射するポスト噴射による燃料量を制御することなどによって、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧを目標温度（例えば６００℃）になるように制御し、フィルタ１８を高温状態に制御する。これにより、フィルタ１８に堆積したＰＭを燃焼させることによって、フィルタ１８を適切に再生することができる。 In the regeneration control in the first regeneration mode, the pre-filter gas temperature TDPFG is set to a target temperature (for example, 600 ° C.) by controlling the amount of fuel by post injection for injecting fuel into the combustion chamber 3c during the expansion stroke or the exhaust stroke. ) To control the filter 18 to a high temperature state. Thereby, the filter 18 can be appropriately regenerated by burning the PM deposited on the filter 18.

具体的には、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧ＜目標温度のときには、ポスト噴射による燃料量を増量することにより、排ガス中に含まれる未燃燃料量を増量することによって、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧを上昇させる。また、このポスト噴射制御に加えて、スロットル弁開度および過給圧ＰＡＣＴの減少制御、ならびにグロープラグ１６の通電量の増大制御などを行う。以上の制御により、燃焼温度を高め、排ガスの温度を上昇させることによって、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧを上昇させる。一方、ＴＤＰＦＧ＞目標温度のときには、上記とは逆の動作によってフィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧを低下させる。上記のポスト噴射制御以外のスロットル弁開度などの制御を、以下、総称して「再生用エンジン制御」という。 Specifically, when the pre-filter gas temperature TDPFG <target temperature, the pre-filter gas temperature TDPFG is increased by increasing the amount of unburnt fuel contained in the exhaust gas by increasing the amount of fuel by post injection. . In addition to the post injection control, the throttle valve opening and the boost pressure PACT are decreased and the energization amount of the glow plug 16 is increased. By the above control, the pre-filter gas temperature TDPFG is raised by raising the combustion temperature and raising the temperature of the exhaust gas. On the other hand, when TDPFG> target temperature, the pre-filter gas temperature TDPFG is lowered by the reverse operation to the above. Control other than the above-described post-injection control, such as throttle valve opening, is hereinafter collectively referred to as “regeneration engine control”.

なお、第１再生モードによる再生制御は、その開始後、前述したようにして算出されたＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳが判定値よりも小さくなったときに、フィルタ１８に堆積したＰＭが十分に燃焼し、再生が適切に行われたとして終了される。この判定値は、値０に近い小さな所定値に設定されている。 Note that the regeneration control in the first regeneration mode starts, and when the PM accumulation amount DPFPMS calculated as described above becomes smaller than the determination value, the PM deposited on the filter 18 is sufficiently burned, The playback is terminated as appropriate. This determination value is set to a small predetermined value close to the value 0.

一方、前記ステップ６が実行されたとき、すなわち第２再生モードが選択されたときには、ステップ１２〜１８を実行する。まず、ステップ１２では、第２再生モード用の実行中フラグＦ＿ＲＥ２ＯＮが「１」であるか否かを判別する。この答がＮＯで、第２再生モードによる再生の実行中でないときには、車速ＶＰが所定値ＶＰＲＥＦ（例えば１３０ｋｍ／ｈ）よりも大きいか否かを判別する（ステップ１３）。この答がＹＥＳのとき、すなわち高負荷高速運転中のときには、しきい値ＰＭＲＥＦを所定の第２しきい値ＰＭＲＥＦ２に設定し（ステップ１４）、ステップ１６に進む。この第２しきい値ＰＭＲＥＦ２は、前記ステップ８で用いた第１しきい値ＰＭＲＥＦ１よりも小さな値に設定されており、例えば６ｇである。 On the other hand, when step 6 is executed, that is, when the second reproduction mode is selected, steps 12 to 18 are executed. First, in step 12, it is determined whether or not the execution flag F_RE2ON for the second reproduction mode is “1”. If the answer is NO and regeneration in the second regeneration mode is not being executed, it is determined whether or not the vehicle speed VP is greater than a predetermined value VPREF (for example, 130 km / h) (step 13). When the answer is YES, that is, when the high load high speed operation is being performed, the threshold value PMREF is set to a predetermined second threshold value PMREF2 (step 14), and the process proceeds to step 16. The second threshold value PMREF2 is set to a value smaller than the first threshold value PMREF1 used in Step 8, and is 6 g, for example.

一方、上記ステップ１３の答がＮＯで、ＶＰ≦ＶＰＲＥＦのときには、しきい値ＰＭＲＥＦを第１しきい値ＰＭＲＥＦ１に設定し（ステップ１５）、ステップ１６に進む。このステップ１６では、ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳが設定したしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きいか否かを判別する。この答がＮＯのときには、再生制御を実行しないものとして、本処理を終了する。 On the other hand, if the answer to step 13 is NO and VP ≦ VPREF, the threshold value PMREF is set to the first threshold value PMREF1 (step 15), and the process proceeds to step 16. In this step 16, it is determined whether or not the PM accumulation amount DPFPMS is larger than the set threshold value PMREF. When this answer is NO, it is assumed that the regeneration control is not executed, and this process is terminated.

一方、上記ステップ１６の答がＹＥＳで、ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳがしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きくなったときには、第２再生モードによる再生を開始するものとして、実行中フラグＦ＿ＲＥ２ＯＮを「１」にセットする（ステップ１７）とともに、第２再生モードによる再生制御を実行し（ステップ１８）、本処理を終了する。この再生制御では、前記ステップ１１の第１再生モードによる再生制御と異なり、ポスト噴射を実行しないことによって、排ガス中に未燃燃料を供給せずに、再生用エンジン制御のみを実行する。これにより、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧを前記目標温度になるように制御することによって、フィルタ１８を適切に再生することができる。 On the other hand, if the answer to step 16 is YES and the PM accumulation amount DPFPMS is greater than the threshold value PMREF, the in-execution flag F_RE2ON is set to “1”, assuming that regeneration in the second regeneration mode is started. Along with (Step 17), reproduction control in the second reproduction mode is executed (Step 18), and this process is terminated. In this regeneration control, unlike the regeneration control in the first regeneration mode in step 11, the post-injection is not performed, so that only the regeneration engine control is performed without supplying unburned fuel in the exhaust gas. Thereby, the filter 18 can be appropriately regenerated by controlling the pre-filter gas temperature TDPFG to be the target temperature.

なお、第２再生モードによる再生制御は、その開始後、第１再生モードの場合と同様、ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳが前記判定値よりも小さくなったときに、再生が適切に行われたとして終了される。 Note that after the start of the regeneration control in the second regeneration mode, as in the case of the first regeneration mode, when the PM deposition amount DPFPMS becomes smaller than the determination value, the regeneration control is terminated. The

以上のように、本実施形態によれば、エンジン３の負荷が第１負荷領域にあるときには第１再生モードが、第２負荷領域にあるときには第２再生モードが、それぞれ選択されるとともに、ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳがしきい値ＰＭＲＥＦよりも大きくなったときに、選択された再生モードによる再生制御が実行される。また、しきい値ＰＭＲＥＦを、エンジン３の負荷が第２負荷領域にあるときにはより小さな第２しきい値ＰＭＲＥＦ２に設定するとともに、第１負荷領域にあるときにはより大きな第１しきい値ＰＭＲＥＦ１に設定する。これにより、排ガス中に未燃燃料を供給する第１再生モードによる再生制御の実行頻度を低減できるので、オイルダイリューションの抑制および燃費の向上を達成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the first regeneration mode is selected when the load of the engine 3 is in the first load region, and the second regeneration mode is selected when the load is in the second load region. When the accumulation amount DPFPMS becomes larger than the threshold value PMREF, regeneration control according to the selected regeneration mode is executed. The threshold value PMREF is set to a smaller second threshold value PMREF2 when the load of the engine 3 is in the second load region, and is set to a larger first threshold value PMREF1 when the load is in the first load region. To do. As a result, the frequency of execution of regeneration control in the first regeneration mode in which unburned fuel is supplied into the exhaust gas can be reduced, so that oil dilution can be suppressed and fuel consumption can be improved.

さらに、排ガス中に未燃燃料を供給しない第２再生モードによる再生制御を、エンジン３が高負荷運転状態にあるときに実行するので、フィルタ１８を適切に再生することができる。また、エンジン３が低〜中負荷運転状態にあるときに、排ガス中に未燃燃料を供給する第１再生モードによる再生制御を実行するので、再生を適切に行うことができる。 Furthermore, since the regeneration control in the second regeneration mode in which unburned fuel is not supplied into the exhaust gas is executed when the engine 3 is in a high load operation state, the filter 18 can be properly regenerated. In addition, when the engine 3 is in a low to medium load operation state, regeneration control is executed in the first regeneration mode in which unburned fuel is supplied into the exhaust gas, so regeneration can be performed appropriately.

また、負荷が第２負荷領域にあっても、車速ＶＰが所定値ＶＰＲＥＦよりも小さいときには、しきい値ＰＭＲＥＦをより大きな第１しきい値ＰＭＲＥＦ１に設定するので、フィルタ１８が低温である可能性がある場合に、第２再生モードによる再生制御の実行頻度を低減でき、それにより、フィルタ１８の再生が不適切に行われるのを抑えることができる。 Further, even when the load is in the second load region, when the vehicle speed VP is smaller than the predetermined value VPREF, the threshold value PMREF is set to a larger first threshold value PMREF1, so that the filter 18 may be at a low temperature. When there is, it is possible to reduce the frequency of execution of the regeneration control in the second regeneration mode, thereby suppressing the regeneration of the filter 18 from being performed inappropriately.

なお、本発明は、説明した実施形態に限定されることなく、種々の態様で実施することができる。例えば、実施形態では、第１再生モードでの排ガス中への未燃燃料の供給を、インジェクタ６を用いた燃焼室３ｃへのポスト噴射によって行っているが、排気管５のフィルタ１８よりも上流側にインジェクタを別個に設け、これにより燃料を排気管５内に直接、噴射するようにしてもよい。また、実施形態では、第２再生モードによる再生制御を、前述した再生用エンジン制御によって行っているが、この再生用エンジン制御を構成するスロットル弁開度などの制御パラメータの種類や組合せは、任意である。また、排ガス中に未燃燃料を供給せずにフィルタ１８の温度を制御できるものであれば、他の適当な制御を行ってもよく、例えば、ヒータによるフィルタ１８の加熱制御を行ってもよい。 In addition, this invention can be implemented in various aspects, without being limited to the described embodiment. For example, in the embodiment, the unburned fuel is supplied into the exhaust gas in the first regeneration mode by post injection to the combustion chamber 3c using the injector 6, but upstream of the filter 18 in the exhaust pipe 5. A separate injector may be provided on the side so that the fuel is directly injected into the exhaust pipe 5. In the embodiment, the regeneration control in the second regeneration mode is performed by the above-described regeneration engine control. However, the type and combination of control parameters such as the throttle valve opening constituting the regeneration engine control are arbitrary. It is. Further, other appropriate control may be performed as long as the temperature of the filter 18 can be controlled without supplying unburned fuel in the exhaust gas. For example, the heating control of the filter 18 by a heater may be performed. .

さらに、実施形態では、ＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳの算出を、エンジン３の運転状態に基づいて算出したＰＭの排出量から、フィルタ前ガス温度ＴＤＰＦＧに基づいて算出したＰＭの燃焼量を減算することなどによって行っているが、他の任意の手法、例えば、フィルタ１８の上流側と下流側の差圧を検出し、この差圧と排ガス流量に応じて算出することによって行ってもよい。また、このようにして算出したＰＭ堆積量と、実施形態のＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳとを比較し、より大きい方をＰＭ堆積量ＤＰＦＰＭＳとして用いてもよい。さらに、実施形態は、本発明をディーゼルエンジンに適用した例であるが、本発明は、これに限らず、ディーゼルエンジン以外の各種のエンジン、例えば、ガソリンエンジンやクランク軸を鉛直方向に配置した船外機などのような船舶推進機用エンジンに適用可能である。その他、本発明の趣旨の範囲内で、細部の構成を適宜、変更することが可能である。 Further, in the embodiment, the calculation of the PM accumulation amount DPFPMS is performed by subtracting the PM combustion amount calculated based on the pre-filter gas temperature TDPFG from the PM emission amount calculated based on the operating state of the engine 3. However, it may be performed by detecting any differential pressure between the upstream side and the downstream side of the filter 18 and calculating the differential pressure and the exhaust gas flow rate. Further, the PM deposition amount calculated in this way may be compared with the PM deposition amount DPFPMS of the embodiment, and the larger one may be used as the PM deposition amount DPFPMS. Furthermore, although embodiment is an example which applied this invention to the diesel engine, this invention is not limited to this, Various engines other than a diesel engine, for example, the ship which arrange | positioned the gasoline engine and the crankshaft in the perpendicular direction It can be applied to an engine for a marine propulsion device such as an external unit. In addition, it is possible to appropriately change the detailed configuration within the scope of the gist of the present invention.

本実施形態による排ガス浄化装置、およびこれを適用した内燃機関を概略的に示す図である。1 is a diagram schematically illustrating an exhaust gas purification apparatus according to an embodiment and an internal combustion engine to which the exhaust gas purification apparatus is applied. 本実施形態による排ガス浄化装置の一部を概略的に示す図である。It is a figure which shows roughly a part of exhaust gas purification apparatus by this embodiment. 再生制御処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a reproduction | regeneration control process. 目標燃料噴射量ＱＩＮＪ算出処理を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the target fuel injection amount QINJ calculation process. 図３の処理で用いられる領域マップの一例である。It is an example of the area | region map used by the process of FIG.

Explanation of symbols

１排ガス浄化装置
２ＥＣＵ（第１再生手段、第２再生手段、負荷検出手段、再生モード選択
手段、パティキュレート量検出手段、再生実行手段、しきい値
設定手段）
３エンジン
５排気管（排気系）
６インジェクタ（第１再生手段）
７過給装置（第２再生手段）
１２スロットル弁（第２再生手段）
１２ａアクチュエータ（第２再生手段）
１６グロープラグ（第２再生手段）
１８フィルタ
３０クランク角センサ（負荷検出手段、パティキュレート量検出手段）
３３排ガス温度センサ（パティキュレート量検出手段）
３４アクセル開度センサ（負荷検出手段）
３５車速センサ（車速検出手段）
Ｖ車両
ＮＥエンジン回転数（内燃機関の負荷）
ＱＩＮＪ目標燃料噴射量（内燃機関の負荷）
ＤＰＦＰＭＳＰＭ堆積量（フィルタに捕集されたパティキュレートの量）
ＰＭＲＥＦしきい値
ＶＰＲＥＦ所定値（所定の速度） 1 Exhaust gas purification device
2 ECU (first regeneration means, second regeneration means, load detection means, regeneration mode selection
Means, particulate quantity detection means, regeneration execution means, threshold value
Setting method)
3 Engine
5 Exhaust pipe (exhaust system)
6 Injector (first regeneration means)
7 Supercharging device (second regeneration means)
12 Throttle valve (second regeneration means)
12a Actuator (second regeneration means)
16 Glow plug (second regeneration means)
18 Filter
30 Crank angle sensor (load detection means, particulate quantity detection means)
33 Exhaust gas temperature sensor (particulate amount detection means)
34 Accelerator opening sensor (load detection means)
35 Vehicle speed sensor (vehicle speed detection means)
V Vehicle NE Engine speed (load of internal combustion engine)
QINJ Target fuel injection amount (load of internal combustion engine)
DPFPMS PM deposition amount (particulate amount collected by the filter)
PMREF threshold VPREF Predetermined value (predetermined speed)

Claims

An exhaust gas purification device for an internal combustion engine that purifies exhaust gas by collecting particulates in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine,
A filter provided in the exhaust system for collecting particulates in the exhaust gas;
First regeneration means for regenerating the filter in a first regeneration mode for supplying unburned fuel into the exhaust gas;
Second regeneration means for regenerating the filter in a second regeneration mode that does not depend on the supply of unburned fuel into the exhaust gas;
Load detecting means for detecting a load of the internal combustion engine;
The first regeneration mode is selected when the detected load is in a predetermined first load region, and the second regeneration mode is selected when the detected load is in a predetermined second load region other than the first load region. Playback mode selection means;
Particulate amount detection means for detecting the amount of particulates collected in the filter;
Regeneration executing means for causing one of the first and second regeneration means to perform regeneration of the filter according to the selected regeneration mode when the detected particulate amount is greater than a predetermined threshold;
Threshold setting means for setting the predetermined threshold value to a smaller value when the load is in the second load region than when the load is in the first load region;
An exhaust gas purifying device for an internal combustion engine, comprising:

2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the second load region is a region where the load is larger than that of the first load region.

The internal combustion engine is mounted on a vehicle as a drive source,
Vehicle speed detecting means for detecting the speed of the vehicle,
The threshold setting means performs the setting of the predetermined threshold when the load is in the second load region and the detected vehicle speed is higher than a predetermined speed. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 2.