JP2010106753A - Exhaust emission control device for vehicle - Google Patents

Exhaust emission control device for vehicle Download PDF

Info

Publication number
JP2010106753A
JP2010106753A JP2008279463A JP2008279463A JP2010106753A JP 2010106753 A JP2010106753 A JP 2010106753A JP 2008279463 A JP2008279463 A JP 2008279463A JP 2008279463 A JP2008279463 A JP 2008279463A JP 2010106753 A JP2010106753 A JP 2010106753A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
temperature
exhaust
filter
filter regeneration
post
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.)
Withdrawn
Application number
JP2008279463A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takuya Nigoro
拓也 仁頃
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.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP2008279463A priority Critical patent/JP2010106753A/en
Publication of JP2010106753A publication Critical patent/JP2010106753A/en
Withdrawn legal-status Critical Current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

Landscapes

  • Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To quickly regenerate a filter 8b while inhibiting or preventing oil dilution by not doing post fuel injection unnecessarily during execution of filter regeneration in an exhaust emission control device regenerating the filter 8b of an exhaust passage of an internal combustion engine 1 as the occasion demands. <P>SOLUTION: The control device 10 for an exhaust emission control device includes a decision means accompanying execution demand of filter regeneration and deciding whether the temperature of an oxidation catalyst 8a is not less than an activation temperature or not, a first coping means executing filter regeneration in a style adding and supplying fuel component to an upstream side of the oxidation catalyst 8a in the exhaust gas passage in affirmative decision by the decision means, and a second coping means executing filter regeneration in a style of making post injection control and fuel addition control operate together in negation decision by the decision means. The second coping means sets a post injection quantity not greater than a dilution limit value of oil dilution by post injection so as to compensate component short to a temperature rise control target value to a filter regeneration temperature by fuel addition control. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば自動車等の車両に搭載される内燃機関(エンジンともいう)に用いる排気浄化装置に係り、詳しくは、排気通路に設置されるフィルタを自動的に再生可能とする排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification device used for an internal combustion engine (also referred to as an engine) mounted on a vehicle such as an automobile, and more particularly to an exhaust purification device that can automatically regenerate a filter installed in an exhaust passage. .

車両等に搭載されるディーゼルエンジン等では、排出される排気ガス中に、カーボンを主成分とする粒子状物質(PM:Particulate Matter)が含まれており、それを大気に排出することが好ましくないので、従来では、ディーゼルエンジンの排気通路に、触媒装置が設けられている。   In a diesel engine or the like mounted on a vehicle or the like, exhausted exhaust gas contains particulate matter (PM) containing carbon as a main component, and it is not preferable to discharge it to the atmosphere. Therefore, conventionally, a catalyst device is provided in the exhaust passage of the diesel engine.

触媒装置は、排気通路を通過する排気ガス中に含まれる炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化して浄化するための酸化触媒と、排気通路を通過する排気ガス中に含まれるPMを捕集するフィルタとを備えており、大気中に放出されるエミッション量を低減する。   The catalyst device is included in an oxidation catalyst for oxidizing and purifying hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) contained in exhaust gas passing through the exhaust passage, and in exhaust gas passing through the exhaust passage. It includes a filter that collects PM and reduces the amount of emissions released into the atmosphere.

前記のフィルタは、一般的にDPF(Diesel Particulate Filter)や、DPR(Diesel Particulate active Reduction system)と呼ばれるものとされる。DPFは、多孔質部材を設けた構成とされており、また、DPRは、多孔質部材に酸化触媒を担持させた構成になっている。   The filter is generally called a DPF (Diesel Particulate Filter) or a DPR (Diesel Particulate active Reduction system). The DPF has a configuration in which a porous member is provided, and the DPR has a configuration in which an oxidation catalyst is supported on the porous member.

このようなフィルタでは、捕集したPMの堆積量が多くなると詰りが生じ、そのような場合には、PM捕集機能が低下するとともに、フィルタを通過する排気の圧力損失が増大し、これに伴うエンジンの排気背圧増大によってエンジンの出力低下や燃費低下につながる。   In such a filter, clogging occurs when the amount of collected PM increases, and in such a case, the PM trapping function decreases and the pressure loss of the exhaust gas passing through the filter increases. The accompanying increase in engine exhaust back pressure leads to a decrease in engine output and fuel consumption.

このような不具合を解消するため、従来では、フィルタのPM捕集量(堆積量)が所定の限界量になったときに、フィルタをクリーニングすることによりPM捕集機能を回復させる、いわゆる再生を行うことが考えられている。このフィルタ再生は、フィルタに入る排気温度を上昇させて、フィルタに捕集されているPMの燃焼、除去させることが有効である。   In order to eliminate such problems, conventionally, when the PM collection amount (deposition amount) of the filter reaches a predetermined limit amount, so-called regeneration is performed to recover the PM collection function by cleaning the filter. It is considered to do. In this filter regeneration, it is effective to raise the temperature of the exhaust gas entering the filter and to burn and remove the PM collected by the filter.

このフィルタ再生の形態について、従来からいろいろ考えられているので、以下で具体的に説明する。   Various forms of filter regeneration have been conventionally considered, and will be specifically described below.

まず、フィルタ再生時に、内燃機関の排気通路においてフィルタの下流に設けられる排気絞り弁を絞ることにより、排気温度を上昇させてフィルタに捕集されているPMを燃焼、除去することが考えられている(例えば特許文献1参照。)。   First, at the time of filter regeneration, it is conceivable that the exhaust throttle valve provided downstream of the filter in the exhaust passage of the internal combustion engine is throttled to raise the exhaust temperature and burn and remove PM collected in the filter. (For example, refer to Patent Document 1).

この特許文献1に係る従来例では、排気絞り弁を絞ってフィルタの入口温度を上昇させることは有効であるものの、排気絞り弁を絞ったときに、排気抵抗が増大して内燃機関の出力が低下するので、ドライバビリティが悪化するとともに、排気絞り弁を一旦絞った後で開放したときに大きな排気音を発するといった不具合が発生する。   In the conventional example according to Patent Document 1, it is effective to raise the inlet temperature of the filter by restricting the exhaust throttle valve. However, when the exhaust throttle valve is throttled, the exhaust resistance increases and the output of the internal combustion engine increases. As a result, the drivability deteriorates, and there is a problem that a loud exhaust sound is generated when the exhaust throttle valve is once throttled and then opened.

このような排気絞り弁を用いない方法として、一般的に、フィルタ再生時に、内燃機関の排気通路において酸化触媒よりも上流側に燃料を添加供給し、この燃料を酸化触媒で酸化反応(燃焼)させることで、フィルタを昇温させることが知られている。   As a method not using such an exhaust throttle valve, generally, at the time of filter regeneration, fuel is added and supplied upstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage of the internal combustion engine, and this fuel is oxidized by the oxidation catalyst (combustion). It is known to raise the temperature of the filter by causing the temperature to rise.

この従来例では、例えば内燃機関の冷間始動時や、車両のノロノロ運転が長期にわたって連続することによって酸化触媒が活性化せずにフィルタに入る排気温度が低い状況であると、排気通路に燃料を供給しても酸化触媒による燃料の酸化反応が期待できなくなる。そのため、フィルタに入る排気温度が上昇しにくくなるので、当該排気温度がPMを燃焼する温度(フィルタ再生温度)に到達しない等、フィルタ再生が進展しにくくなる。このような燃料添加制御によるフィルタ再生は、再生不可能な時期が存在するため、不十分である。   In this conventional example, for example, when the internal combustion engine is cold-started or when the exhaust gas temperature entering the filter is low because the oxidation catalyst is not activated due to continuous long-term operation of the vehicle, the fuel is discharged into the exhaust passage. Even if is supplied, the oxidation reaction of the fuel by the oxidation catalyst cannot be expected. As a result, the exhaust temperature entering the filter is unlikely to rise, and the filter regeneration is unlikely to proceed, for example, the exhaust temperature does not reach the temperature at which PM is combusted (filter regeneration temperature). Such filter regeneration by fuel addition control is insufficient because there is a period when it cannot be regenerated.

この他、フィルタ再生時に、例えば内燃機関の燃焼室に対する主燃料噴射後で排気弁が閉じられる前に少量の燃料を副次的に噴射(いわゆるポスト噴射)することが考えられている(例えば特許文献2参照。)
このポスト噴射を行うと、未燃ガスが排気通路に排出されて、この未燃ガスが酸化触媒で酸化反応されることになるので、酸化触媒を通過する排気温度が上昇し、フィルタが昇温される。但し、このようなポスト噴射を行うと、ポスト噴射された燃料が気化されにくくてシリンダ壁に付着しやすくなるために、この燃料が機関オイルに混入するというオイル希釈が発生しやすくなることが知られている。
In addition, it is considered that a small amount of fuel is secondarily injected (so-called post-injection) when the filter is regenerated, for example, after the main fuel is injected into the combustion chamber of the internal combustion engine and before the exhaust valve is closed (for example, patents). (Refer to Literature 2.)
When this post-injection is performed, unburned gas is discharged into the exhaust passage, and this unburned gas is oxidized by the oxidation catalyst. Therefore, the temperature of the exhaust gas passing through the oxidation catalyst rises, and the temperature of the filter rises. Is done. However, when such post injection is performed, it is known that the post-injected fuel is less likely to be vaporized and easily adheres to the cylinder wall, so that oil dilution in which the fuel is mixed into the engine oil is likely to occur. It has been.

このように、いろいろな形態のフィルタ再生が提案されているが、一長一短であるので、それらを併用することが考えられている。例えば特許文献3には、フィルタ再生を排気絞り制御とポスト噴射制御との併用により行うことが開示されている。
特開2005−282534号公報 特開2008−133738号公報 特開2008−144726号公報
As described above, various forms of filter regeneration have been proposed. However, since they have advantages and disadvantages, it is considered to use them together. For example, Patent Document 3 discloses that filter regeneration is performed by a combination of exhaust throttle control and post injection control.
JP 2005-282534 A JP 2008-133738 A JP 2008-144726 A

前記特許文献3に係る従来例では、排気絞り制御を行う関係より、上述したようなドライバビリティの低下が懸念される。   In the conventional example according to Patent Document 3, there is a concern that the drivability is reduced as described above, because of the exhaust throttle control.

ところで、例えば特開2003−172185号公報には、排気やNox触媒の温度を最適値に制御するうえで、ポスト噴射制御や燃料添加制御を選択的に実施すること、あるいは前記両者を併せて実施することが記載されている。しかしながら、この先行技術は、フィルタ再生を行うときに、前記のような二つの制御を選択したり、あるいは併用したりするようなものではない。つまり、この先行技術は、本発明とは技術思想が異なるので、あくまでも参考文献として提示しているだけである。   By the way, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-172185, post-injection control and fuel addition control are selectively performed, or both of the above are performed together, in order to control the exhaust and Nox catalyst temperatures to optimum values. It is described to do. However, this prior art does not select the above two controls or use them together when performing filter regeneration. That is, this prior art has a technical idea different from that of the present invention, and is merely presented as a reference document.

このような事情に鑑み、本発明は、内燃機関の排気中のPMを捕集するフィルタの再生を自動的に行う排気浄化装置において、フィルタ再生の実行時にポスト噴射制御を無用に行わないようにし、オイル希釈を抑制または防止しながら、フィルタ再生を迅速に遂行可能とすることを目的としている。   In view of such circumstances, the present invention is an exhaust purification device that automatically regenerates a filter that collects PM in the exhaust gas of an internal combustion engine so that post injection control is not performed unnecessarily when filter regeneration is performed. An object of the present invention is to enable quick filter regeneration while suppressing or preventing oil dilution.

本発明は、内燃機関の排気通路に設けられる酸化触媒と、排気通路において前記酸化触媒より下流側に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、必要に応じて前記フィルタを当該フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生温度に昇温させることによりフィルタ再生を実行する制御装置とを有する排気浄化装置であって、前記制御装置は、前記フィルタ再生の実行要求に伴い、前記酸化触媒が活性化温度以上であるか否かを判定する判定手段と、前記判定手段で肯定判定した場合に、排気通路において前記酸化触媒の上流側に燃料成分を添加供給する形態のフィルタ再生を行う第1対処手段と、前記判定手段で否定判定した場合に、ポスト噴射制御と前記燃料添加制御とを協働させる形態のフィルタ再生を行う第2対処手段とを含み、前記第2対処手段は、ポスト噴射量をポスト噴射によるオイル希釈の希釈限界値以下に設定したうえで、前記フィルタ再生温度への昇温制御目標値に対して不足する分を前記燃料添加制御で補うように設定する、ことを特徴としている。   The present invention includes an oxidation catalyst provided in an exhaust passage of an internal combustion engine, a filter provided downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage to collect particulate matter in exhaust, and the filter as necessary. And a control device that executes filter regeneration by raising the temperature to a filter regeneration temperature that burns and removes particulate matter that has accumulated on the filter, the control device responding to a request for executing the filter regeneration. A determination unit for determining whether or not the oxidation catalyst is at an activation temperature or higher, and a filter configured to add and supply a fuel component to the upstream side of the oxidation catalyst in the exhaust passage when an affirmative determination is made by the determination unit The first coping means for performing the regeneration and the filter regeneration in the form of cooperating the post injection control and the fuel addition control when the determination means makes a negative determination. The second coping means sets the post injection amount below the dilution limit value of oil dilution by post injection, and is insufficient for the temperature increase control target value to the filter regeneration temperature. Is set to be supplemented by the fuel addition control.

なお、フィルタ再生とは、フィルタに堆積している粒子状物質を燃焼除去することにより、フィルタの機能を回復させることである。   The filter regeneration is to restore the function of the filter by burning and removing particulate matter accumulated on the filter.

また、排気通路へ燃料を添加供給するには、排気通路において酸化触媒よりも上流側に設置される燃料添加手段が用いられる。   In addition, in order to add and supply fuel to the exhaust passage, fuel addition means installed upstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage is used.

さらに、ポスト噴射とは、内燃機関の燃焼室に対する主燃料噴射後で排気弁が閉じられる前に少量の燃料を副次的に噴射することであり、内燃機関の燃焼室へ燃料を直接噴射供給する燃料噴射手段を用いて行われる。   Further, the post-injection is a secondary injection of a small amount of fuel after the main fuel injection to the combustion chamber of the internal combustion engine and before the exhaust valve is closed, and the fuel is directly injected and supplied to the combustion chamber of the internal combustion engine. The fuel injection means is used.

このポスト噴射を行うと、燃焼室から排気通路に未燃ガスが排出されやすくなるので、排気通路に排出される未燃ガスが酸化触媒で酸化反応(燃焼)されて、この酸化触媒下流での排気温度が上昇し、それに伴いフィルタが昇温することになる。   When this post-injection is performed, unburned gas is easily discharged from the combustion chamber to the exhaust passage, so the unburned gas discharged to the exhaust passage is oxidized (combusted) by the oxidation catalyst, and downstream of the oxidation catalyst. As the exhaust temperature rises, the temperature of the filter rises accordingly.

但し、ポスト噴射を行うと、オイル希釈が発生しやすくなる。このオイル希釈は、公知のように、ポスト噴射された燃料が気化せずに内燃機関のシリンダ壁に付着し、この燃料が内燃機関のオイルに混入することによって発生する。したがって、ポスト噴射の量が多いと、オイル希釈が発生しやすくなるので、好ましくない。   However, if post injection is performed, oil dilution is likely to occur. As is well known, this oil dilution occurs when the post-injected fuel does not vaporize and adheres to the cylinder wall of the internal combustion engine, and this fuel mixes with the oil of the internal combustion engine. Therefore, a large amount of post-injection is not preferable because oil dilution tends to occur.

この構成においては、まず、ポスト噴射制御を行わずに、排気系への燃料添加制御のみでフィルタ再生を行う場合、酸化触媒が既に活性化していることが前提となるので、排気通路に添加される燃料成分が、既に活性化している酸化触媒で即座に酸化反応されるようになる。   In this configuration, first, when performing filter regeneration only by fuel addition control to the exhaust system without performing post-injection control, it is assumed that the oxidation catalyst has already been activated, so that it is added to the exhaust passage. The fuel component is immediately oxidized by the already activated oxidation catalyst.

これにより、フィルタがフィルタ再生温度(フィルタに堆積している粒子状物質の燃焼可能な温度)にまで速やかに上昇するようになる。しかも、ポスト噴射を行わないので、ポスト噴射によってオイル希釈が発生することが避けられるようになる。   As a result, the filter quickly rises to the filter regeneration temperature (the temperature at which the particulate matter deposited on the filter can burn). In addition, since post injection is not performed, it is possible to avoid oil dilution due to post injection.

したがって、前記のように排気系への燃料添加制御のみでフィルタ再生を実行する場合には、ポスト噴射によるオイル希釈の発生を避けながら、フィルタ再生を迅速に終了することが可能になる。   Therefore, when the filter regeneration is executed only by controlling the addition of fuel to the exhaust system as described above, it is possible to quickly terminate the filter regeneration while avoiding the occurrence of oil dilution due to post injection.

その一方で、ポスト噴射制御と燃料添加制御とを協働させてフィルタ再生を行う場合、ポスト噴射を行う関係上、オイル希釈が発生しやすくなると考えられるが、このポスト噴射量をオイル希釈の希釈限界値に基づいて可及的に少なく(ポスト噴射単独でフィルタ再生を行う場合での昇温制御目標量よりも少なく)設定しているので、オイル希釈の発生を抑制することが可能になる。しかも、ポスト噴射量を少なくすると、フィルタの昇温能力が不足すると考えられるものの、その不足分については排気系への燃料添加制御でもって補うようにしている。   On the other hand, when filter regeneration is performed by cooperating post injection control and fuel addition control, oil dilution is likely to occur due to post injection, but this post injection amount is diluted with oil dilution. Since it is set as small as possible based on the limit value (less than the target temperature increase control amount when filter regeneration is performed by post injection alone), it is possible to suppress the occurrence of oil dilution. In addition, if the post-injection amount is reduced, it is considered that the temperature raising capability of the filter is insufficient, but the shortage is compensated by control of fuel addition to the exhaust system.

つまり、ポスト噴射に伴い燃焼室から排気通路に排出される未燃ガスと添加燃料とを酸化触媒で酸化反応させるようにしているので、酸化触媒の下流の排気温度が速やかに昇温されるようになり、それに伴いフィルタも昇温するようになる。これにより、比較的早期にフィルタに堆積している粒子状物質を燃焼除去することが可能になる。   That is, the unburned gas discharged from the combustion chamber to the exhaust passage along with the post-injection is caused to undergo an oxidation reaction with the oxidation catalyst, so that the exhaust temperature downstream of the oxidation catalyst can be quickly raised. As a result, the temperature of the filter also increases. This makes it possible to burn off particulate matter that has accumulated on the filter relatively early.

したがって、前記のようにポスト噴射制御と燃料添加制御とを協働させてフィルタ再生を行う場合であっても、オイル希釈の発生を抑制または防止しながら、フィルタ再生を迅速に終了することが可能になる。   Accordingly, even when the filter regeneration is performed by cooperating the post injection control and the fuel addition control as described above, the filter regeneration can be completed quickly while suppressing or preventing the occurrence of oil dilution. become.

好ましくは、前記制御装置は、前記第1対処手段または第2対処手段による制御動作の実行後に、昇温不足か昇温過剰かを判定する昇温判定手段と、前記昇温判定手段で昇温不足と判定した場合に前記燃料添加制御により増量補正する第1補正手段と、前記昇温判定手段で昇温過剰と判定した場合に次回のポスト噴射量を減量補正する第2補正手段とをさらに含む、構成とすることができる。   Preferably, after the control operation by the first coping means or the second coping means is performed, the control device determines whether the temperature rise is insufficient or excessive, and the temperature rise determination means First correction means for correcting an increase by the fuel addition control when it is determined to be insufficient, and second correction means for correcting a decrease in the next post injection amount when it is determined that the temperature increase is excessive by the temperature increase determination means It can be set as the structure containing.

この構成では、第1対処手段または第2対処手段による制御動作の実行後に、フィルタ再生温度への昇温制御目標値に対する乖離状況を調べるとともに、その乖離状況に応じて補正の形態を工夫するようにしている。   In this configuration, after execution of the control operation by the first coping means or the second coping means, the deviation state with respect to the filter regeneration temperature with respect to the temperature rise control target value is examined, and the form of correction is devised according to the deviation situation. I have to.

これにより、排気浄化装置の構成を追加することなく、既存の構成で昇温補正を行うことが可能になるから、設備コストの上昇が避けられる。   As a result, the temperature increase correction can be performed with the existing configuration without adding the configuration of the exhaust emission control device, so that an increase in equipment cost can be avoided.

好ましくは、前記フィルタ再生の実行要求は、前記フィルタへの粒子状物質の堆積量の推定値が所定の上限値(限界堆積量)以上になったときに発令される、ものとすることができる。   Preferably, the execution request for the filter regeneration may be issued when the estimated value of the amount of particulate matter deposited on the filter becomes equal to or greater than a predetermined upper limit (limit deposition amount). .

なお、この場合、内燃機関の運転時間が経過するに伴いフィルタのPM堆積量が増加することを考慮し、内燃機関の運転条件(例えば、排気温度、燃料噴射量、機関回転数等)に応じたPM付着量を予め実験等により調べてマップ化しておき、このマップにより求められるPM付着量を積算してPM堆積量とすることが考えられる。これにより、運転経過時間を検出すれば、前記マップに基づいて対応するPM堆積量を求めることができる。   In this case, considering that the PM accumulation amount of the filter increases as the operating time of the internal combustion engine elapses, it depends on the operating conditions of the internal combustion engine (for example, exhaust temperature, fuel injection amount, engine speed, etc.). It is conceivable that the amount of deposited PM is examined in advance through experiments or the like and mapped, and the amount of deposited PM obtained from this map is integrated to obtain the amount of deposited PM. Thereby, if the operation elapsed time is detected, the corresponding PM accumulation amount can be obtained based on the map.

好ましくは、前記制御装置は、ポスト噴射を分割する形態でフィルタ再生を行う第3対処手段と、前記判定手段で前記否定判定した場合に、内燃機関の運転状況に応じてポスト噴射を分割可能か否かをさらに判定し、否定判定した場合に前記第2対処手段を、また、肯定判定した場合に前記第3対処手段に移行させる選択手段とをさらに含み、前記第3対処手段は、1回当たりのポスト噴射量を前記希釈限界値以下に設定したうえで、トータルでのポスト噴射量を前記昇温制御目標値に設定する、ものとすることができる。   Preferably, the control device can divide the post-injection according to the operating condition of the internal combustion engine when the negative response is determined by the third countermeasure unit that performs filter regeneration in the form of dividing the post-injection and the determination unit. And further includes a selection unit that shifts to the third coping unit when an affirmative determination is made, and the third coping unit is performed once. It is possible to set the total post injection amount to the temperature increase control target value after setting the hit post injection amount to be equal to or less than the dilution limit value.

ここでは、ポスト噴射制御の形態を特定し、フィルタ再生の形態を多様化している。従来から、ポスト噴射を分割すると、1回当たりのポスト噴射量が少なくなるので、燃料が気化しやすくなってオイル希釈の度合いを低減できることが公知である。これを踏まえて、ポスト噴射を分割するとともに、1回当たりのポスト噴射量をオイル希釈の希釈限界値以下に設定しているので、ポスト噴射によるオイル希釈の度合いを低減するうえでさらに有利となる。   Here, the form of post injection control is specified, and the form of filter regeneration is diversified. Conventionally, it is known that when post injection is divided, the amount of post injection per time is reduced, so that the fuel is easily vaporized and the degree of oil dilution can be reduced. Based on this, the post-injection is divided and the post-injection amount per time is set below the dilution limit value for oil dilution, which is further advantageous in reducing the degree of oil dilution by post-injection. .

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置では、フィルタ再生を行う場合に、内燃機関の運転状況を考慮して、フィルタの昇温効率が良いもののオイル希釈が発生しやすくなるポスト噴射制御の実行可否を選択するようにしている。これにより、フィルタ再生を行う場合に、ポスト噴射制御を極力行わないようにすることが可能になり、また、前記ポスト噴射制御を行う必要がある場合も、ポスト噴射量をオイル希釈の発生しにくい条件で行うようにしている。   In the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, when performing filter regeneration, whether or not to perform post-injection control in which the temperature rise efficiency of the filter is good, but oil dilution is likely to occur in consideration of the operating condition of the internal combustion engine To choose. As a result, when performing filter regeneration, it is possible to minimize post-injection control, and even when it is necessary to perform post-injection control, the post-injection amount is less likely to cause oil dilution. I do it under conditions.

したがって、フィルタ再生を実行するときの内燃機関の運転状況に関係なく、ポスト噴射によるオイル希釈の発生を抑制または防止したうえで、フィルタ再生を迅速に遂行することが可能になる。   Therefore, regardless of the operating state of the internal combustion engine when performing filter regeneration, it is possible to quickly perform filter regeneration while suppressing or preventing the occurrence of oil dilution due to post injection.

以下、本発明を実施するための最良の形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings.

図1から図3に本発明の一実施形態を示している。まず、図1を参照して、本発明に係る排気浄化装置の使用対象となる内燃機関の概略構成を説明する。   1 to 3 show an embodiment of the present invention. First, with reference to FIG. 1, a schematic configuration of an internal combustion engine that is an object of use of the exhaust purification apparatus according to the present invention will be described.

図1に示す内燃機関1は、例えば筒内直接噴射型の直列四気筒ディーゼルエンジンとされており、基本的には、吸気系から供給される空気と燃料供給系から供給される燃料とを適宜の空燃比で混合してなる混合気を燃焼室2に噴射して燃焼させた後、燃焼室2内の排気ガスを排気系を経て大気放出させるようになっている。   An internal combustion engine 1 shown in FIG. 1 is, for example, an in-cylinder direct injection type in-line four-cylinder diesel engine. Basically, air supplied from an intake system and fuel supplied from a fuel supply system are appropriately used. After the air-fuel mixture mixed at the air-fuel ratio is injected into the combustion chamber 2 and burned, the exhaust gas in the combustion chamber 2 is released into the atmosphere through the exhaust system.

前記吸気系は、シリンダヘッドの吸気ポート3に接続されるインテークマニホールド21に吸気管22を接続してなる吸気通路に、その空気流通方向上流側から順にエアクリーナ23、スロットルバルブ24を配置した構成である。   The intake system has a configuration in which an air cleaner 23 and a throttle valve 24 are sequentially arranged from the upstream side in the air flow direction in an intake passage formed by connecting an intake pipe 22 to an intake manifold 21 connected to an intake port 3 of a cylinder head. is there.

前記燃料供給系は、燃料供給路31に、その燃料供給方向上流側から順に燃料タンク32、サプライポンプ33、コモンレール34、複数の燃料噴射弁35・・・を配置した構成である。サプライポンプ33は、内燃機関1の図示しないクランクシャフトによって駆動されるもので、燃料タンク32から燃料を汲み上げ、この汲み上げた燃料を燃料供給路31を介してコモンレール34に供給する。コモンレール34は、サプライポンプ33から供給された高圧燃料を所定圧力に保持(蓄圧)する蓄圧室としての機能を有し、この蓄圧した燃料を各燃料噴射弁35に分配する。燃料噴射弁35は所定電圧が印加されたときに開弁して、燃焼室2内に燃料を噴射供給する電磁駆動式の開閉弁である。   The fuel supply system has a structure in which a fuel tank 32, a supply pump 33, a common rail 34, a plurality of fuel injection valves 35,... The supply pump 33 is driven by a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 and pumps fuel from the fuel tank 32 and supplies the pumped fuel to the common rail 34 via the fuel supply path 31. The common rail 34 has a function as a pressure accumulation chamber that holds (accumulates) the high-pressure fuel supplied from the supply pump 33 at a predetermined pressure, and distributes the accumulated fuel to each fuel injection valve 35. The fuel injection valve 35 is an electromagnetically driven on-off valve that opens when a predetermined voltage is applied and supplies fuel into the combustion chamber 2.

前記排気系は、シリンダヘッドの排気ポート4に接続されるエキゾーストマニホールド41にマフラー42を接続して構成される排気通路からなる。   The exhaust system includes an exhaust passage configured by connecting a muffler 42 to an exhaust manifold 41 connected to the exhaust port 4 of the cylinder head.

この実施形態で例示する内燃機関1には、ターボチャージャ(過給機)5、インタークーラ6、排気再循環装置としてのEGR装置7、触媒装置8、燃料添加弁9が装備されているので、以下で説明する。   The internal combustion engine 1 exemplified in this embodiment is equipped with a turbocharger (supercharger) 5, an intercooler 6, an EGR device 7 as an exhaust gas recirculation device, a catalyst device 8, and a fuel addition valve 9. This will be described below.

ターボチャージャ5は、一般的に公知のように排気ガスを利用して吸入空気を昇圧過給するものであり、主としてコンプレッサインペラ5aと、タービンホイール5bとを備えている。コンプレッサインペラ5aは、吸気管22途中に配置されており、タービンホイール5bは、エキゾーストマニホールド41の集合部とマフラー42との間に配置されている。   As is generally known, the turbocharger 5 boosts and supercharges intake air using exhaust gas, and mainly includes a compressor impeller 5a and a turbine wheel 5b. The compressor impeller 5 a is disposed in the intake pipe 22, and the turbine wheel 5 b is disposed between the collecting portion of the exhaust manifold 41 and the muffler 42.

インタークーラ6は、ターボチャージャ5で昇圧過給した吸入空気を強制的に冷却するものであり、ターボチャージャ5のコンプレッサインペラ5aとスロットルバルブ24との間に配置されている。スロットルバルブ24は、その開度を無段階に調整することが可能な電子制御式の開閉弁であり、所定条件下において吸入空気の流路面積を絞り、この吸入空気の供給量を調整(低減)する機能を有している。   The intercooler 6 forcibly cools the intake air boosted and supercharged by the turbocharger 5, and is disposed between the compressor impeller 5 a of the turbocharger 5 and the throttle valve 24. The throttle valve 24 is an electronically controlled on-off valve whose opening degree can be adjusted steplessly, and the flow area of the intake air is reduced under a predetermined condition, and the supply amount of the intake air is adjusted (reduced). ) Function.

EGR装置7は、排気の一部(EGRガス)を吸気系に戻して燃焼室2へ再度供給することにより燃焼温度を低下させ、これによってNOx発生量を低減させるものであり、EGR通路7aに、その上流からEGRクーラ7b、EGRバルブ7cを配置した構成である。   The EGR device 7 lowers the combustion temperature by returning a part of the exhaust gas (EGR gas) to the intake system and supplying it again to the combustion chamber 2, thereby reducing the amount of NOx generated. The EGR cooler 7b and the EGR valve 7c are arranged from the upstream.

EGR通路7aは、排気系から吸気系へ燃焼室2をバイパスして連接するバイパス通路からなる。EGRクーラ7bは、例えばEGR通路7aを通過する排気ガスと内燃機関1の冷却液との間で熱交換を行うことにより排気ガスの温度を下げる熱交換器からなる。EGRバルブ7cは、EGR通路7a内を排気系側から吸気系側へ還流される排気ガスの還流量を制御するものである。   The EGR passage 7a includes a bypass passage that bypasses the combustion chamber 2 and is connected from the exhaust system to the intake system. The EGR cooler 7b includes a heat exchanger that lowers the temperature of the exhaust gas by exchanging heat between the exhaust gas passing through the EGR passage 7a and the coolant of the internal combustion engine 1, for example. The EGR valve 7c controls the recirculation amount of the exhaust gas recirculated from the exhaust system side to the intake system side in the EGR passage 7a.

触媒装置8は、排気通路を構成するエキゾーストマニホールド41とマフラー42との間に介装されており、酸化触媒8aとパティキュレートフィルタ8bとを備える構成とされている。酸化触媒8aは、排気通路において、パティキュレートフィルタ8bよりも上流側に設けられている。   The catalyst device 8 is interposed between an exhaust manifold 41 and a muffler 42 that constitute an exhaust passage, and includes an oxidation catalyst 8a and a particulate filter 8b. The oxidation catalyst 8a is provided upstream of the particulate filter 8b in the exhaust passage.

パティキュレートフィルタ8bは、例えば一般的に公知のDPF(Diesel Particulate Filter)やDPR(Diesel Particulate active Reduction system)と呼ばれるものとされる。   The particulate filter 8b is generally called a known DPF (Diesel Particulate Filter) or DPR (Diesel Particulate active Reduction system), for example.

なお、DPFは、多孔質部材を設けた構成とされている。また、DPRは、例えば多孔質セラミックからなるハニカム構造体に酸化触媒(例えば白金等の貴金属を主成分とするもの)を担持させた構成であり、原理的には、排気ガス中の有害物質を酸化触媒で酸化させ、二酸化炭素と水蒸気に変換し、さらにPMをハニカム構造体の多孔質セラミック基材の微細孔に捕集する。   In addition, DPF is set as the structure which provided the porous member. The DPR has a structure in which, for example, a honeycomb structure made of a porous ceramic is supported with an oxidation catalyst (for example, a precious metal such as platinum as a main component), and in principle, harmful substances in exhaust gas are removed. It is oxidized with an oxidation catalyst, converted into carbon dioxide and water vapor, and further PM is collected in the fine pores of the porous ceramic substrate of the honeycomb structure.

燃料添加弁9は、エキゾーストマニホールド41に設置されており、エキゾーストマニホールド41の集合部分へ向けて燃料を噴射するものである。   The fuel addition valve 9 is installed in the exhaust manifold 41, and injects fuel toward a portion where the exhaust manifold 41 is gathered.

この燃料添加弁9には、サプライポンプ33から添加剤供給路52を介して燃料が供給される。この燃料添加弁9は、例えばパティキュレートフィルタ8bを再生するためのフィルタ再生を行う際に利用されるものであって、その動作はコントローラ10により制御されるようになっている。   Fuel is supplied to the fuel addition valve 9 from the supply pump 33 via the additive supply path 52. The fuel addition valve 9 is used, for example, when performing filter regeneration for regenerating the particulate filter 8 b, and its operation is controlled by the controller 10.

このような内燃機関1の各種動作は、コントローラ10により制御される。このコントローラ10は、一般的に公知のECU(Electronic Control Unit)とされ、例えば図2に示すように、CPU101、ROM102、RAM103ならびにバックアップRAM104等から構成されている。このコントローラ10が請求項に記載の制御装置に相当している。   Various operations of the internal combustion engine 1 are controlled by the controller 10. The controller 10 is generally a known ECU (Electronic Control Unit), and includes, for example, a CPU 101, a ROM 102, a RAM 103, a backup RAM 104, and the like as shown in FIG. The controller 10 corresponds to the control device described in the claims.

なお、ROM102は、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPU101は、ROM102に記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて各種の演算処理を実行する。また、RAM103は、CPU101での演算結果や各センサから入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリであり、バックアップRAM104は、例えば内燃機関1の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。これらROM102、CPU101、RAM103ならびにバックアップRAM104は、双方向性バス107によって相互に接続されるとともに、入力インターフェース105や出力インターフェース106と接続されている。   The ROM 102 stores various control programs, maps that are referred to when the various control programs are executed, and the like. The CPU 101 executes various arithmetic processes based on various control programs and maps stored in the ROM 102. The RAM 103 is a memory that temporarily stores calculation results of the CPU 101, data input from each sensor, and the like. The backup RAM 104 is a nonvolatile memory that stores data to be saved when the internal combustion engine 1 is stopped, for example. Sex memory. The ROM 102, CPU 101, RAM 103, and backup RAM 104 are connected to each other via a bidirectional bus 107 and are connected to an input interface 105 and an output interface 106.

入力インターフェース105には、図2に示すように、水温センサ71、エアフローメータ72、吸気温センサ73、吸気圧センサ74、A/F(空燃比)センサ75、O2(酸素)センサ76、温度センサ77、レール圧センサ78、スロットル開度センサ79、アクセル開度センサ80、クランクポジションセンサ81などが接続されている。 As shown in FIG. 2, the input interface 105 includes a water temperature sensor 71, an air flow meter 72, an intake air temperature sensor 73, an intake air pressure sensor 74, an A / F (air / fuel ratio) sensor 75, an O 2 (oxygen) sensor 76, a temperature. A sensor 77, a rail pressure sensor 78, a throttle opening sensor 79, an accelerator opening sensor 80, a crank position sensor 81, and the like are connected.

水温センサ71は、内燃機関1の冷却水温に応じた検出信号を出力する。エアフローメータ72は、吸気系のスロットルバルブ24よりも上流において吸入空気の流量(吸入空気量)に応じた検出信号を出力する。吸気温センサ73は、インテークマニホールド21に配置され、吸入空気の温度に応じた検出信号を出力する。吸気圧センサ74は、インテークマニホールド21に配置され、吸入空気圧力に応じた検出信号を出力する。A/Fセンサ75は、排気系7の触媒装置8の下流において排気中の酸素濃度に応じて連続的に変化する検出信号を出力する。   The water temperature sensor 71 outputs a detection signal corresponding to the cooling water temperature of the internal combustion engine 1. The air flow meter 72 outputs a detection signal corresponding to the flow rate (intake air amount) of intake air upstream from the throttle valve 24 of the intake system. The intake air temperature sensor 73 is disposed in the intake manifold 21 and outputs a detection signal corresponding to the intake air temperature. The intake pressure sensor 74 is disposed in the intake manifold 21 and outputs a detection signal corresponding to the intake air pressure. The A / F sensor 75 outputs a detection signal that continuously changes according to the oxygen concentration in the exhaust gas downstream of the catalyst device 8 of the exhaust system 7.

温度センサ77は、触媒装置8において酸化触媒8aとパティキュレートフィルタ8bとの間に設けられており、同じく酸化触媒8aの出口温度(排気温度)あるいはパティキュレートフィルタ8bの入口温度(排気温度)に応じた検出信号を出力する。レール圧センサ78は、コモンレール34内に蓄えられている燃料の圧力に応じた検出信号を出力する。スロットル開度センサ79は、スロットルバルブ24の開度を検出する。アクセル開度センサ80は、アクセルペダルの踏み込み量に応じた検出信号を出力する。クランクポジションセンサ81は、内燃機関1のクランクシャフト(図示省略)が一定角度回転する毎に検出信号(パルス)を出力する。   The temperature sensor 77 is provided between the oxidation catalyst 8a and the particulate filter 8b in the catalyst device 8, and similarly to the outlet temperature (exhaust temperature) of the oxidation catalyst 8a or the inlet temperature (exhaust temperature) of the particulate filter 8b. A corresponding detection signal is output. The rail pressure sensor 78 outputs a detection signal corresponding to the fuel pressure stored in the common rail 34. The throttle opening sensor 79 detects the opening of the throttle valve 24. The accelerator opening sensor 80 outputs a detection signal corresponding to the depression amount of the accelerator pedal. The crank position sensor 81 outputs a detection signal (pulse) every time a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 1 rotates by a certain angle.

一方、出力インターフェース106には、スロットルバルブ24、燃料噴射弁35、EGRバルブ7c、燃料添加弁9などが接続されている。   On the other hand, the throttle valve 24, the fuel injection valve 35, the EGR valve 7c, the fuel addition valve 9, and the like are connected to the output interface 106.

このコントローラ10は、各種のセンサ類の信号(運転パラメータ:車両の走行状態、内燃機関の運転状態に応じた信号)に基づいて、内燃機関1のいろいろな運転を制御するのであるが、ここでは本発明の特徴に関係する制御(例えばフィルタ再生)についてのみ説明し、本発明の特徴に無関係の制御についての説明は割愛する。   The controller 10 controls various operations of the internal combustion engine 1 based on signals from various sensors (operation parameters: signals according to the running state of the vehicle and the operating state of the internal combustion engine). Only control related to the characteristics of the present invention (for example, filter regeneration) will be described, and description of control unrelated to the characteristics of the present invention will be omitted.

この実施形態では、コントローラ10により、触媒装置8のパティキュレートフィルタ8bのPM捕集機能を回復させるためのフィルタ再生の実行形態を工夫している。   In this embodiment, the controller 10 devises an execution form of filter regeneration for recovering the PM collection function of the particulate filter 8b of the catalyst device 8.

このフィルタ再生は、基本的に、パティキュレートフィルタ8bに入る排気温度を上昇させることにより、パティキュレートフィルタ8bに捕集されたPMを燃焼除去させるものであり、前記排気温度を上昇させるための具体的形態について、以下で説明する。   In this filter regeneration, basically, the PM trapped in the particulate filter 8b is burned and removed by raising the exhaust temperature entering the particulate filter 8b, and this is a specific example for raising the exhaust temperature. The specific form will be described below.

そもそも、内燃機関1の冷間始動運転時や、車両のノロノロ運転(低速低負荷運転)等のような運転条件が長期にわたって連続する場合、酸化触媒8aの温度やパティキュレートフィルタ8bに入る排気温度が低い。一方、暖機後においては、内燃機関1の排気温度が高くなっているために、酸化触媒8aが活性化温度に到達していて、パティキュレートフィルタ8bに入る排気温度が高くなっている。   In the first place, when the internal combustion engine 1 is cold-started or when operating conditions such as the vehicle's non-noro operation (low speed and low load operation) continue for a long period of time, the temperature of the oxidation catalyst 8a and the exhaust temperature entering the particulate filter 8b. Is low. On the other hand, after the warm-up, the exhaust temperature of the internal combustion engine 1 is high, so the oxidation catalyst 8a has reached the activation temperature, and the exhaust temperature entering the particulate filter 8b is high.

そこで、この実施形態では、要するに、フィルタ再生を実行する際、酸化触媒8aが活性化温度に到達している場合に、燃料添加制御のみを実行する形態のフィルタ再生を行う一方、酸化触媒8aが活性化温度に到達しておらず、かつパティキュレートフィルタ8bへ入る排気温度が上昇しにくいような内燃機関1の運転状況である場合に、ポスト噴射制御と、燃料添加制御とを協働させて実行する形態のフィルタ再生を行うようにしている。   Therefore, in this embodiment, in short, when performing the filter regeneration, if the oxidation catalyst 8a has reached the activation temperature, the filter regeneration is performed so that only the fuel addition control is performed, while the oxidation catalyst 8a When the operating temperature of the internal combustion engine 1 is such that the activation temperature is not reached and the exhaust temperature entering the particulate filter 8b is unlikely to rise, the post-injection control and the fuel addition control are coordinated. Filter regeneration in the form to be executed is performed.

なお、燃料添加制御とは、燃料添加弁9により排気通路に燃料を直接噴射する制御のことである。この燃料添加制御を行うと、触媒装置8の上流側に設置されている酸化触媒8aで燃料が酸化反応(燃焼)されることになるので、酸化触媒8aの下流側でパティキュレートフィルタ8bに入る排気温度が上昇し、パティキュレートフィルタ8b自身が昇温することになる。   The fuel addition control is control in which fuel is directly injected into the exhaust passage by the fuel addition valve 9. When this fuel addition control is performed, the fuel is oxidized (combusted) by the oxidation catalyst 8a installed on the upstream side of the catalyst device 8, and therefore enters the particulate filter 8b on the downstream side of the oxidation catalyst 8a. The exhaust gas temperature rises and the particulate filter 8b itself rises in temperature.

この燃料添加制御では、例えばコントローラ10が、クランクポジションセンサ81の出力から読み込んだ機関回転数Neに基づいて、予め実験等により作成されたマップを参照して要求添加量および添加間隔を算出し、その算出結果に応じて燃料添加弁9の開度を制御して、エキゾーストマニホールド41への燃料添加を行う。   In this fuel addition control, for example, the controller 10 calculates the required addition amount and the addition interval with reference to a map created in advance by experiments or the like based on the engine speed Ne read from the output of the crank position sensor 81, The fuel addition to the exhaust manifold 41 is performed by controlling the opening of the fuel addition valve 9 according to the calculation result.

また、ポスト噴射制御とは、例えば燃料噴射弁35による内燃機関1の燃焼室2への主燃料噴射後で排気弁(図示省略)が閉じられる前に、燃料噴射弁35により少量の燃料を燃焼室2へ副次的に噴射する制御のことである。   In addition, the post-injection control is, for example, that a small amount of fuel is burned by the fuel injection valve 35 before the exhaust valve (not shown) is closed after the main fuel is injected into the combustion chamber 2 of the internal combustion engine 1 by the fuel injection valve 35. This is a control for secondary injection into the chamber 2.

このポスト噴射制御においては、一般的に、ポスト噴射を1回とする非分割形態とする場合と、例えばポスト噴射を複数回に分けて噴射する分割形態とすることがある。ちなみに、ポスト噴射を2回に分けて噴射する形態をダブルポスト噴射と言う。   In this post-injection control, there are generally a case where a non-divided configuration in which post injection is performed once and a configuration in which, for example, post injection is divided into a plurality of times for injection. Incidentally, the form in which the post injection is injected in two is called double post injection.

一般的に、ポスト噴射制御を行うと、内燃機関1の燃焼室2から排気通路に未燃ガスが排出されやすくなるので、この排気通路に排出される未燃ガスが酸化触媒8aで酸化反応(燃焼)されて、酸化触媒8aからパティキュレートフィルタ8bに流入する排気温度が上昇し、パティキュレートフィルタ8b自身が昇温することになる。   In general, when post-injection control is performed, unburned gas is easily discharged from the combustion chamber 2 of the internal combustion engine 1 into the exhaust passage. Therefore, the unburned gas discharged into the exhaust passage is oxidized by the oxidation catalyst 8a ( The temperature of the exhaust gas flowing into the particulate filter 8b from the oxidation catalyst 8a rises, and the temperature of the particulate filter 8b itself rises.

但し、ポスト噴射を行うと、一般的に、燃料が気化しにくくなってシリンダ壁に付着しやすくなるために、この付着燃料が内燃機関1のオイルに混入しやすくなってオイル希釈が発生しやすくなる。この点を考慮し、機関運転状況に応じてフィルタ再生の形態を選択するようにしている。   However, when post-injection is generally performed, the fuel is difficult to vaporize and easily adheres to the cylinder wall. Therefore, the attached fuel is likely to be mixed into the oil of the internal combustion engine 1 and oil dilution is likely to occur. Become. Considering this point, the filter regeneration mode is selected in accordance with the engine operating condition.

なお、この実施形態では、主として、燃料噴射弁35、触媒装置8、燃料添加弁9、コントローラ10を含んで排気浄化装置を構成している。   In this embodiment, the exhaust purification device is mainly configured by including the fuel injection valve 35, the catalyst device 8, the fuel addition valve 9, and the controller 10.

具体的に、図3に示すフローチャートを参照して、コントローラ10によるフィルタ再生の形態を詳細に説明する。   Specifically, the form of filter regeneration by the controller 10 will be described in detail with reference to the flowchart shown in FIG.

図3に示すフローチャートは、フィルタ再生が要求されたときにエントリーされる。つまり、コントローラ10は、パティキュレートフィルタ8bのPM堆積量を推定している。   The flowchart shown in FIG. 3 is entered when filter regeneration is requested. That is, the controller 10 estimates the PM accumulation amount of the particulate filter 8b.

このPM堆積量を推定する方法としては、例えば、内燃機関1の運転条件(例えば、排気温度、燃料噴射量、機関回転数等)に応じたPM付着量を予め実験等により調べてマップ化しておき、このマップにより求められるPM付着量を積算してPMの堆積量とする方法や、車両走行距離もしくは走行時間に応じてPM堆積量を推定する方法、あるいは、パティキュレートフィルタ8bの入口(上流側)圧力と出口(下流側)圧力との差圧を検出する差圧センサを設け、そのセンサ出力に基づいてパティキュレートフィルタ8bに捕集されたPM堆積量を推定する方法などが挙げられる。   As a method for estimating the PM accumulation amount, for example, the PM adhesion amount according to the operating conditions (for example, exhaust temperature, fuel injection amount, engine speed, etc.) of the internal combustion engine 1 is examined in advance through experiments and mapped. In addition, the PM deposition amount obtained from this map is integrated to obtain the PM deposition amount, the PM deposition amount is estimated according to the vehicle travel distance or travel time, or the inlet (upstream) of the particulate filter 8b. Side pressure) and outlet (downstream side) pressure differential sensor is provided, and the PM accumulation amount collected by the particulate filter 8b is estimated based on the sensor output.

コントローラ10は、PM堆積量の推定値が所定の上限値(限界堆積量)を超えたときにパティキュレートフィルタ8bの機能回復、つまり再生が必要であると判断して、フィルタ再生フラグをオンする。   When the estimated value of the PM accumulation amount exceeds a predetermined upper limit value (limit accumulation amount), the controller 10 determines that the function recovery of the particulate filter 8b, that is, regeneration is necessary, and turns on the filter regeneration flag. .

つまり、コントローラ10は、内燃機関1の運転中において、一定周期毎にフィルタ再生フラグがオンになっているか否かを監視し、オンになっていると判断したときに、図3に示すフローチャートにエントリーする。   That is, the controller 10 monitors whether or not the filter regeneration flag is turned on at regular intervals during the operation of the internal combustion engine 1, and when determining that the filter regeneration flag is turned on, the flow chart shown in FIG. Entry.

まず、ステップS1において、酸化触媒8aの温度が、所定の規定値以上であるか否かを判定する。ここでは、酸化触媒8aとパティキュレートフィルタ8bとの間に設置される温度センサ77の検出出力に基づいて、酸化触媒8aから排出される排気温度を調べ、当該排気温度が規定値以上であるか否かを判定するのである。   First, in step S1, it is determined whether or not the temperature of the oxidation catalyst 8a is equal to or higher than a predetermined specified value. Here, based on the detection output of the temperature sensor 77 installed between the oxidation catalyst 8a and the particulate filter 8b, the exhaust temperature discharged from the oxidation catalyst 8a is examined, and whether the exhaust temperature is equal to or higher than a specified value. It is determined whether or not.

この規定値は、例えば酸化触媒8aの活性化温度(例えば200℃)に設定される。そのようにしている理由は、要するに、検出された排気温度が、酸化触媒8aの活性化温度以上であれば、後で燃料添加制御を実行することにより排気通路(41,42)に燃料成分を添加供給したときにパティキュレートフィルタ8bに堆積するPMを燃焼可能なフィルタ再生温度(例えば600℃)にまで迅速に昇温させることが可能になるからである。この規定値は、最適値に適宜のマージンを見込んだ値に設定するのが好ましい。   This specified value is set to, for example, the activation temperature (for example, 200 ° C.) of the oxidation catalyst 8a. In short, if the detected exhaust gas temperature is equal to or higher than the activation temperature of the oxidation catalyst 8a, the fuel addition control is executed later so that the fuel component is introduced into the exhaust passages (41, 42). This is because it is possible to quickly raise the PM accumulated on the particulate filter 8b to the filter regeneration temperature (for example, 600 ° C.) that can be combusted when the additive is supplied. This specified value is preferably set to a value that allows an appropriate margin for the optimum value.

ここで、前記ステップS1で肯定判定した場合、つまり酸化触媒8aの温度が規定値以上である場合には、下記ステップS2,S3に移行する。一方、前記ステップS1で否定判定した場合、つまり酸化触媒8aの温度が規定値未満である場合には、下記ステップS4〜S10に移行する。   Here, when an affirmative determination is made in step S1, that is, when the temperature of the oxidation catalyst 8a is equal to or higher than a specified value, the process proceeds to steps S2 and S3 described below. On the other hand, if a negative determination is made in step S1, that is, if the temperature of the oxidation catalyst 8a is less than the specified value, the process proceeds to the following steps S4 to S10.

前記ステップS2では、燃料添加制御のみでフィルタ再生を実行する。このとき、酸化触媒8aが活性化温度以上であるので、酸化触媒8aの上流側に燃料を添加すると、この燃料が即座に酸化触媒8aで酸化反応されることになり、酸化触媒8aを通過する排気温度つまりパティキュレートフィルタ8bへ入る排気温度が速やかに上昇するようになる。これにより、パティキュレートフィルタ8bが速やかに昇温して、このパティキュレートフィルタ8bに堆積しているPMの燃焼が進展する。   In step S2, filter regeneration is executed only by fuel addition control. At this time, since the oxidation catalyst 8a is equal to or higher than the activation temperature, when fuel is added to the upstream side of the oxidation catalyst 8a, the fuel is immediately oxidized by the oxidation catalyst 8a and passes through the oxidation catalyst 8a. The exhaust temperature, that is, the exhaust temperature entering the particulate filter 8b quickly rises. As a result, the temperature of the particulate filter 8b rises quickly, and the combustion of PM deposited on the particulate filter 8b progresses.

この後、続くステップS3において、フィルタ再生が完了したか否かを判定する。このステップS3では、要するに、PM堆積量の推定値が所定の下限値以下になったか否かを調べている。   Thereafter, in subsequent step S3, it is determined whether or not the filter regeneration is completed. In short, in this step S3, it is examined whether or not the estimated value of the PM accumulation amount has become equal to or less than a predetermined lower limit value.

ここで、前記ステップS3で否定判定した場合、つまりPM堆積量の推定値が所定の下限値以下になっていない場合には、フィルタ再生が完了していないことを意味するので、前記ステップS1に戻る。   Here, if a negative determination is made in step S3, that is, if the estimated value of the PM accumulation amount is not less than or equal to a predetermined lower limit value, it means that the filter regeneration has not been completed. Return.

その一方で、前記ステップS3で肯定判定した場合、つまりPM堆積量の推定値が所定の下限値以下になっている場合には、フィルタ再生が完了したことを意味するので、フィルタ再生フラグをオフしてから、フィルタ再生を終了する。   On the other hand, if an affirmative determination is made in step S3, that is, if the estimated value of the PM accumulation amount is less than or equal to a predetermined lower limit value, it means that filter regeneration has been completed, so the filter regeneration flag is turned off. Then, the filter regeneration is finished.

次に、前記のステップS4〜S10の流れを説明する。まず、ステップS4では、現在の内燃機関1の運転状況に基づきポスト噴射を分割可能であるか否かを判定する。ここでは、例えば燃料噴射弁35を駆動するためのドライバ(EDU)による制御能力の限界、つまりポスト噴射を行う時間内でポスト噴射を分割するだけの応答が可能であるか否かを調べている。前記制御能力の限界となる運転状況とは、例えば内燃機関1の高速回転領域や、コモンレール34が高レール圧になる領域が挙げられる。   Next, the flow of steps S4 to S10 will be described. First, in step S4, it is determined whether or not post injection can be divided based on the current operating state of the internal combustion engine 1. Here, for example, it is examined whether or not the limit of the control capability by the driver (EDU) for driving the fuel injection valve 35, that is, whether or not a response sufficient to divide the post injection within the post injection time is possible. . Examples of the operating conditions that limit the control capability include a high-speed rotation region of the internal combustion engine 1 and a region where the common rail 34 has a high rail pressure.

ここで、まず、前記ステップS4で否定判定した場合、つまりポスト噴射の分割が不可能な状況である場合には、ステップS5において、非分割のポスト噴射制御と燃料添加制御とを協働させる形態でフィルタ再生を実行する。   Here, first, when a negative determination is made in step S4, that is, when it is impossible to divide the post injection, in step S5, the non-split post injection control and the fuel addition control are cooperated. Perform filter regeneration with.

このとき、ポスト噴射量は、オイル希釈の発生を抑制することを重視し、ポスト噴射によるオイル希釈の希釈限界値以下に設定する。このようなポスト噴射量では、フィルタ再生温度への昇温制御目標値に対して不足するので、この不足分については、前記燃料添加制御で補うように設定する。   At this time, the post-injection amount is set to be equal to or less than the dilution limit value of oil dilution by post-injection, with emphasis on suppressing the occurrence of oil dilution. Since such a post injection amount is insufficient with respect to the temperature increase control target value to the filter regeneration temperature, the shortage is set to be compensated by the fuel addition control.

前記ポスト噴射量の設定は、予め作成したマップからオイル希釈の希釈限界値を調べ、この希釈限界値を基準として行う。前記マップは、例えば予め機関回転数、ポスト噴射量、噴射タイミング、機関オイルに対する燃料の希釈の度合い等をパラメータとし、実験・計算等により取得した値により作成される。また、前記希釈限界値とは、オイル希釈が進みやすさを示す値で、経験的に設定される。   The post injection amount is set by checking the dilution limit value of oil dilution from a map prepared in advance and using this dilution limit value as a reference. The map is created based on values obtained by experiments and calculations, etc., using as parameters the engine speed, post injection amount, injection timing, degree of fuel dilution with respect to engine oil, and the like. The dilution limit value is a value indicating the ease of oil dilution and is set empirically.

一方、前記ステップS4で否定判定した場合、つまりポスト噴射の分割が可能な状況である場合には、ステップS6において分割ポスト噴射のみによるフィルタ再生を実行する。この分割ポスト噴射における1回当たりのポスト噴射量、噴射間隔、噴射タイミング等は、現在の内燃機関1の運転状況とオイル希釈の希釈限界値との関係に基づいて適宜に設定される。例えば、分割ポスト噴射における1回当たりのポスト噴射量を前記希釈限界値以下に設定したうえで、分割ポスト噴射におけるトータルでのポスト噴射量を前記昇温制御目標値に設定するのが好ましい。   On the other hand, if a negative determination is made in step S4, that is, if it is possible to divide the post-injection, filter regeneration by only the divided post-injection is executed in step S6. The post injection amount per injection, the injection interval, the injection timing, and the like in this divided post injection are appropriately set based on the current operating condition of the internal combustion engine 1 and the dilution limit value of the oil dilution. For example, it is preferable to set the post injection amount per one time in the divided post injection to be equal to or less than the dilution limit value, and then set the total post injection amount in the divided post injection to the temperature increase control target value.

このようなステップS5やステップS6のフィルタ再生を実行すると、排気通路に供給される未燃ガス、添加燃料が酸化触媒8aで酸化反応されることになって、酸化触媒8自身が速やかに昇温する。時間経過に伴いパティキュレートフィルタ8bへ入る排気温度が昇温して、パティキュレートフィルタ8bがフィルタ再生温度にまで昇温すると、パティキュレートフィルタ8bに堆積しているPMが燃焼除去されるようになる。   When the filter regeneration in step S5 or step S6 is executed, the unburned gas and the added fuel supplied to the exhaust passage are oxidized by the oxidation catalyst 8a, so that the oxidation catalyst 8 itself quickly rises in temperature. To do. As the exhaust gas temperature entering the particulate filter 8b rises with time and the particulate filter 8b rises to the filter regeneration temperature, the PM deposited on the particulate filter 8b is burned and removed. .

この後、ステップS7において、パティキュレートフィルタ8bの昇温が不足しているか否かを判定する。ここでは、例えばパティキュレートフィルタ8bの上流側に設置される温度センサ77の検出出力に基づいてパティキュレートフィルタ8bへ入る排気温度を調べ、当該排気温度が目標値以下であるか否かを判定する。   Thereafter, in step S7, it is determined whether or not the temperature of the particulate filter 8b is insufficient. Here, for example, the exhaust temperature entering the particulate filter 8b is checked based on the detection output of the temperature sensor 77 installed on the upstream side of the particulate filter 8b, and it is determined whether or not the exhaust temperature is below the target value. .

この目標値は、例えばフィルタ再生温度(例えば600℃)に基づいて適宜に設定されるが、最適値に適宜のマージンを見込んだ値に設定するのが好ましい。   The target value is appropriately set based on, for example, the filter regeneration temperature (for example, 600 ° C.), but is preferably set to a value that allows an appropriate margin for the optimum value.

このステップS7で肯定判定した場合、つまりパティキュレートフィルタ8bがフィルタ再生温度以下である場合には、ステップS8において、燃料添加弁9により不足分の燃料を増量補正し、その後、前記ステップS3に移行する。   If an affirmative determination is made in step S7, that is, if the particulate filter 8b is equal to or lower than the filter regeneration temperature, in step S8, the shortage of fuel is corrected by the fuel addition valve 9, and then the process proceeds to step S3. To do.

一方、前記ステップS7で否定判定した場合、つまりパティキュレートフィルタ8bの温度がフィルタ再生温度付近か、このフィルタ再生温度を超えている場合には、ステップS9に移行する。   On the other hand, if a negative determination is made in step S7, that is, if the temperature of the particulate filter 8b is near or exceeds the filter regeneration temperature, the process proceeds to step S9.

このステップS9では、パティキュレートフィルタ8bが過剰昇温しているか否かを判定する。ここでは、例えばパティキュレートフィルタ8bの上流側に設置される温度センサ77の検出出力に基づいてパティキュレートフィルタ8bへ入る排気温度を調べ、当該排気温度が適宜の規定値を超えているか否かを判定する。この規定値は、フィルタ再生温度より高い側で任意に設定することができる。   In this step S9, it is determined whether or not the particulate filter 8b is excessively heated. Here, for example, the exhaust temperature entering the particulate filter 8b is checked based on the detection output of the temperature sensor 77 installed on the upstream side of the particulate filter 8b, and it is determined whether or not the exhaust temperature exceeds an appropriate specified value. judge. This specified value can be arbitrarily set on the side higher than the filter regeneration temperature.

このステップS9で否定判定した場合、つまりパティキュレートフィルタ8bが過剰昇温していない場合には、ステップS3に移行する。   If a negative determination is made in step S9, that is, if the particulate filter 8b has not excessively heated, the process proceeds to step S3.

一方、前記ステップS9で肯定判定した場合、つまりパティキュレートフィルタ8bが過剰昇温している場合には、ステップS10において、前記ステップS5,S6での次のポスト噴射量を減少させるように減量補正し、その後、前記ステップS3に移行する。なお、前記次のポスト噴射量の減量補正について、ステップS5における非分割のポスト噴射制御では、1回のポスト噴射量を減量補正するのであるが、ステップS6での分割ポスト噴射制御では、トータルでのポスト噴射量を減量補正し、それに基づいて1回当たりのポスト噴射量を算出するようになる。   On the other hand, if an affirmative determination is made in step S9, that is, if the particulate filter 8b is excessively heated, a reduction correction is performed in step S10 so as to reduce the next post-injection amount in steps S5 and S6. Then, the process proceeds to step S3. As for the subsequent post-injection amount reduction correction, in the non-divided post-injection control in step S5, one post-injection amount is corrected to decrease, but in the divided post-injection control in step S6, the total amount is reduced. The post injection amount is corrected to decrease, and the post injection amount per one time is calculated based on the correction.

以上の説明から明らかなように、制御装置としてのコントローラ10により実行する上記各ステップが機能実現手段となる。そして、ステップS1が請求項に記載の判定手段に相当し、ステップS2が請求項に記載の第1対処手段に相当し、ステップS5が請求項に記載の第2対処手段に相当している。また、ステップS4が請求項に記載の選択手段に相当し、ステップS6が請求項に記載の第3対処手段に相当している。さらに、ステップS7,S9が請求項に記載の昇温判定手段に相当し、ステップS8が請求項に記載の第1補正手段に相当し、ステップS10が請求項に記載の第2補正手段に相当している。   As is clear from the above description, the above steps executed by the controller 10 as the control device are function realizing means. Step S1 corresponds to the determination means described in the claims, Step S2 corresponds to the first countermeasure means described in the claims, and Step S5 corresponds to the second countermeasure means described in the claims. Step S4 corresponds to the selection means described in the claims, and step S6 corresponds to the third coping means described in the claims. Further, steps S7 and S9 correspond to the temperature rise determination means described in the claims, step S8 corresponds to the first correction means described in the claims, and step S10 corresponds to the second correction means described in the claims. is doing.

以上説明したように、本発明の特徴を適用した実施形態によれば、フィルタ再生を実行する際、酸化触媒8aが活性化している状況であれば、燃料添加制御のみによるフィルタ再生を行う一方、酸化触媒8aが活性化していない状況であれば、ポスト噴射制御と燃料添加制御とを併せた形態のフィルタ再生を行うようにしている。   As described above, according to the embodiment to which the feature of the present invention is applied, when performing the filter regeneration, if the oxidation catalyst 8a is activated, the filter regeneration is performed only by the fuel addition control, If the oxidation catalyst 8a is not activated, filter regeneration in a form that combines post-injection control and fuel addition control is performed.

前者のフィルタ再生のように、酸化触媒8aが活性化温度以上である状況において、燃料添加制御を行うと、パティキュレートフィルタ8bをフィルタ再生温度にまで速やかに昇温させることが可能になるから、フィルタ再生を迅速に終了することが可能になる。この場合、ポスト噴射制御を行わないから、ポスト噴射によるオイル希釈の発生を防止できる。   If the fuel addition control is performed in a situation where the oxidation catalyst 8a is at or above the activation temperature as in the former filter regeneration, the particulate filter 8b can be quickly raised to the filter regeneration temperature. Filter regeneration can be completed quickly. In this case, since post-injection control is not performed, the occurrence of oil dilution due to post-injection can be prevented.

一方、前記後者のフィルタ再生のように、酸化触媒8aが活性化温度未満である状況において、ポスト噴射制御と燃料添加制御とを協働させて実行すると、パティキュレートフィルタ8bをフィルタ再生温度にまで比較的早急に昇温させることが可能になって、フィルタ再生を比較的早期に行える状態にできるようになる。ここでのポスト噴射制御では、燃料添加制御を併用することを利用して、ポスト噴射量を可及的に少なくすることを可能にしているから、ポスト噴射によるオイル希釈を抑制または防止することが可能になる。   On the other hand, when the post-injection control and the fuel addition control are performed in cooperation in the situation where the oxidation catalyst 8a is below the activation temperature as in the latter filter regeneration, the particulate filter 8b is brought to the filter regeneration temperature. The temperature can be raised relatively quickly, and the filter can be regenerated relatively quickly. In the post-injection control here, it is possible to reduce the post-injection amount as much as possible by using the fuel addition control together, so that oil dilution by post-injection can be suppressed or prevented. It becomes possible.

このようなことから、本発明の特徴を適用した実施形態によれば、内燃機関の運転状況に関係なく、パティキュレートフィルタ8bを自動的に再生することができるうえ、内燃機関1のオイルの長寿命化が可能になって、ひいては内燃機関1の性能ならびに耐久性の向上に貢献できるようになる。   For this reason, according to the embodiment to which the features of the present invention are applied, the particulate filter 8b can be automatically regenerated regardless of the operating state of the internal combustion engine, and the oil length of the internal combustion engine 1 can be increased. This makes it possible to extend the service life, thereby contributing to improvement in performance and durability of the internal combustion engine 1.

なお、本発明は、上述した実施形態のみに限定されるものではなく、特許請求の範囲内および当該範囲と均等の範囲で包含されるすべての変形や応用が可能である。以下で例を挙げる。   In addition, this invention is not limited only to embodiment mentioned above, All the deformation | transformation and application included in the range equivalent to the claim and the said range are possible. Examples are given below.

(1)上記実施形態で例示した内燃機関1は、燃料添加弁9をエキゾーストマニホールド41に設置した例を挙げているが、本発明は、それに限定されるものではなく、例えば図4に示すように、排気通路においてターボチャージャ5と触媒装置8との間の領域に設置することが可能である。   (1) In the internal combustion engine 1 exemplified in the above embodiment, an example in which the fuel addition valve 9 is installed in the exhaust manifold 41 is given. However, the present invention is not limited thereto, and for example, as shown in FIG. In addition, it can be installed in a region between the turbocharger 5 and the catalyst device 8 in the exhaust passage.

この場合、燃料添加弁9から供給する燃料がターボチャージャ5へ付着することを防止または抑制できるので、マフラー42からの白煙排出を防止または抑制することが可能になる。   In this case, since the fuel supplied from the fuel addition valve 9 can be prevented or suppressed from adhering to the turbocharger 5, it is possible to prevent or suppress the emission of white smoke from the muffler 42.

(2)上記実施形態で例示した内燃機関1は、ターボチャージャ5およびEGR装置7を装備したものを例に挙げているが、それらのいずれか一方または両方を無くしたものであっても本発明を適用できる。また、本発明は、例えば排気通路において触媒装置8の下流側に排気流量を調整するための排気絞り弁を設けた構成とすることも可能である。   (2) Although the internal combustion engine 1 exemplified in the above embodiment is exemplified by the one equipped with the turbocharger 5 and the EGR device 7, even if one or both of them are eliminated, the present invention. Can be applied. Further, the present invention may be configured such that, for example, an exhaust throttle valve for adjusting the exhaust flow rate is provided on the downstream side of the catalyst device 8 in the exhaust passage.

(3)上記実施形態では、触媒装置8のパティキュレートフィルタ8bをDPFやDPRとした例を挙げているが、このフィルタ8bは、DPNR(Diesel Particulate−NOx Reduction system)とすることが可能である。   (3) In the above embodiment, an example is given in which the particulate filter 8b of the catalyst device 8 is a DPF or a DPR. However, the filter 8b can be a DPNR (Diesel Particulate-NOx Reduction system). .

DPNRは、前記DPRの機能に加えて窒素酸化物(NOx)を除去することが可能なものであり、例えば多孔質セラミック構造体に酸化触媒(例えば白金等の貴金属を主成分とするもの)とNOx吸蔵還元型触媒とを担持させたものである。このDPNRは、排気ガス中のPMを多孔質の壁を通過する際に捕集され、また、排気ガスの空燃比がリーンの場合、排気ガス中のNOxはNOx吸蔵還元型触媒に吸蔵され、空燃比がリッチになると吸蔵したNOxは還元・放出される。   The DPNR is capable of removing nitrogen oxides (NOx) in addition to the function of the DPR. For example, an oxidation catalyst (for example, a main component of a noble metal such as platinum) is formed on a porous ceramic structure. A NOx occlusion reduction catalyst is supported. This DPNR is collected when PM in the exhaust gas passes through the porous wall, and when the air-fuel ratio of the exhaust gas is lean, NOx in the exhaust gas is occluded in the NOx occlusion reduction type catalyst, When the air-fuel ratio becomes rich, the stored NOx is reduced and released.

このようなDPNRの場合、前記したフィルタ再生と同様の処理を行うことに加えて、NOx吸蔵還元触媒のS被毒から回復させるNOx還元処理を行う必要がある。この場合も、前記フィルタ再生時に上記実施形態で説明した制御を行うことができる。   In the case of such DPNR, in addition to performing the same process as the filter regeneration described above, it is necessary to perform a NOx reduction process for recovering from S poisoning of the NOx storage reduction catalyst. Also in this case, the control described in the above embodiment can be performed during the filter regeneration.

(4)上記実施形態では、触媒装置8を、酸化触媒8aとパティキュレートフィルタ8bとを有する構成とした例を挙げているが、それらに加えてNSR触媒を追加する構成とすることも可能である。   (4) In the above embodiment, the catalyst device 8 is configured to include the oxidation catalyst 8a and the particulate filter 8b. However, in addition to these, an NSR catalyst may be added. is there.

このNSR触媒は、要するに、NOx吸蔵還元型触媒と呼ばれるものの一種であって、例えば、アルミナ(Al23)を担体とし、この担体上に例えばカリウム(K)、ナトリウム(Na)、リチウム(Li)、セシウム(Cs)のようなアルカリ金属、バリウム(Ba)、カルシウム(Ca)のようなアルカリ土類、ランタン(La)、イットリウム(Y)のような希土類と、白金(Pt)のような貴金属とが担持された構成となっている。 In short, this NSR catalyst is a kind of what is called a NOx occlusion reduction type catalyst. For example, alumina (Al 2 O 3 ) is used as a carrier, and, for example, potassium (K), sodium (Na), lithium ( Li), alkali metals such as cesium (Cs), alkaline earths such as barium (Ba) and calcium (Ca), rare earths such as lanthanum (La) and yttrium (Y), and platinum (Pt) It is configured to carry a noble metal.

このNSR触媒は、排気ガス中に多量の酸素が存在している状態においてはNOxを吸蔵し、排気ガスの酸素濃度が低くかつ還元成分(例えば燃料の未燃成分(HC))が多量に存在している状態においてはNOxをNO2もしくはNOに還元して放出する。NO2やNOとして放出されたNOxは、排気ガス中のHCやCOと速やかに反応することによってさらに還元されてN2となる。また、HCやCOは、NO2やNOを還元することで、自身は酸化されてH2OやCO2となる。 This NSR catalyst occludes NOx in a state where a large amount of oxygen is present in the exhaust gas, the exhaust gas has a low oxygen concentration, and a large amount of reducing components (for example, unburned components (HC) of the fuel) are present. In this state, NOx is reduced to NO 2 or NO and released. NO NOx released as NO 2 or NO, the N 2 is further reduced due to quickly reacting with HC or CO in the exhaust gas. Further, HC and CO are oxidized to H 2 O and CO 2 by reducing NO 2 and NO.

(5)上記実施形態で説明した図3のフローチャートにおいて、ステップS4,S6を無くし、ステップS1で否定判定されたときに、ステップS5に移行する形態とすることも可能であり、そのような形態も本発明に含まれる。   (5) In the flowchart of FIG. 3 described in the above embodiment, it is possible to eliminate steps S4 and S6 and shift to step S5 when a negative determination is made in step S1. Are also included in the present invention.

本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の一実施形態を示す概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention. 図1のコントローラの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the controller of FIG. 図1および図2のコントローラによるフィルタ再生の動作説明に用いるフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart used for explaining an operation of filter regeneration by the controller of FIGS. 1 and 2. FIG. 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置の他実施形態で、図1に対応する図である。FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 1 in another embodiment of the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 内燃機関
2 燃焼室
8 触媒装置
8a 酸化触媒
8b パティキュレートフィルタ
9 燃料添加弁
10 コントローラ(制御装置に相当)
35 燃料噴射弁
41 エキゾーストマニホールド(排気通路の一部に相当)
42 マフラー(排気通路の一部)
75 A/Fセンサ
76 O2センサ
77 温度センサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Internal combustion engine 2 Combustion chamber 8 Catalyst apparatus 8a Oxidation catalyst 8b Particulate filter 9 Fuel addition valve 10 Controller (equivalent to control apparatus)
35 Fuel injection valve 41 Exhaust manifold (corresponding to a part of the exhaust passage)
42 Muffler (part of exhaust passage)
75 A / F sensor 76 O 2 sensor 77 Temperature sensor

Claims (4)

内燃機関の排気通路に設けられる酸化触媒と、排気通路において前記酸化触媒より下流側に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、必要に応じて前記フィルタを当該フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生温度に昇温させることによりフィルタ再生を実行する制御装置とを有する排気浄化装置であって、
前記制御装置は、前記フィルタ再生の実行要求に伴い、前記酸化触媒が活性化温度以上であるか否かを判定する判定手段と、
前記判定手段で肯定判定した場合に、排気通路において前記酸化触媒の上流側に燃料成分を添加供給する形態のフィルタ再生を行う第1対処手段と、
前記判定手段で否定判定した場合に、ポスト噴射制御と前記燃料添加制御とを協働させる形態のフィルタ再生を行う第2対処手段とを含み、
前記第2対処手段は、ポスト噴射量をポスト噴射によるオイル希釈の希釈限界値以下に設定したうえで、前記フィルタ再生温度への昇温制御目標値に対して不足する分を前記燃料添加制御で補うように設定する、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An oxidation catalyst provided in the exhaust passage of the internal combustion engine, a filter provided downstream of the oxidation catalyst in the exhaust passage to collect particulate matter in the exhaust, and the filter deposited on the filter as necessary An exhaust purification device having a control device for performing filter regeneration by raising the temperature to a filter regeneration temperature for burning and removing particulate matter,
The control device determines whether or not the oxidation catalyst is at an activation temperature or higher in accordance with the execution request for the filter regeneration;
First coping means for performing filter regeneration in a form in which a fuel component is added and supplied to the upstream side of the oxidation catalyst in the exhaust passage when an affirmative judgment is made by the judging means;
And a second coping means for performing filter regeneration in a form in which post-injection control and the fuel addition control cooperate when the determination is negative.
The second coping means sets the post injection amount to be equal to or less than a dilution limit value of oil dilution by post injection, and then adds a shortage to the target temperature increase control value to the filter regeneration temperature by the fuel addition control. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, characterized in that it is set so as to compensate.
請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御装置は、前記第1対処手段または第2対処手段による制御動作の実行後に、昇温不足か昇温過剰かを判定する昇温判定手段と、
前記昇温判定手段で昇温不足と判定した場合に前記燃料添加制御により増量補正する第1補正手段と、
前記昇温判定手段で昇温過剰と判定した場合に次回のポスト噴射量を減量補正する第2補正手段とをさらに含む、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1,
The control device includes a temperature rise determination means for determining whether the temperature rise is insufficient or the temperature rise is excessive after execution of the control operation by the first coping means or the second coping means,
First correction means for correcting an increase by the fuel addition control when the temperature increase determination means determines that the temperature increase is insufficient;
An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, further comprising: a second correction unit that corrects a decrease in the next post-injection amount when the temperature increase determination unit determines that the temperature increase is excessive.
請求項1または2に記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタ再生の実行要求は、前記フィルタへの粒子状物質の堆積量の推定値が所定の上限値(限界堆積量)以上になったときに発令される、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1 or 2,
The exhaust request of the internal combustion engine is characterized in that the execution request for the filter regeneration is issued when the estimated value of the accumulation amount of the particulate matter on the filter becomes a predetermined upper limit value (limit accumulation amount) or more. Purification equipment.
請求項1から3のいずれか一つに記載の内燃機関の排気浄化装置において、
前記制御装置は、ポスト噴射を分割する形態のフィルタ再生を行う第3対処手段と、
前記判定手段で前記否定判定した場合に、内燃機関の運転状況に応じてポスト噴射を分割可能か否かをさらに判定し、否定判定した場合に前記第2対処手段を、また、肯定判定した場合に前記第3対処手段に移行させる選択手段とをさらに含み、
前記第3対処手段は、1回当たりのポスト噴射量を前記希釈限界値以下に設定したうえで、トータルでのポスト噴射量を前記昇温制御目標値に設定する、ことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
The exhaust emission control device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3,
The control device includes third coping means for performing filter regeneration in a form in which post injection is divided,
When the negative determination is made by the determination means, it is further determined whether or not the post-injection can be divided according to the operating state of the internal combustion engine, and when the negative determination is made, the second coping means is determined positively And further selecting means for shifting to the third coping means,
The third coping means sets the post-injection amount per time to be equal to or less than the dilution limit value, and sets the total post-injection amount to the temperature increase control target value. Exhaust purification equipment.
JP2008279463A 2008-10-30 2008-10-30 Exhaust emission control device for vehicle Withdrawn JP2010106753A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008279463A JP2010106753A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Exhaust emission control device for vehicle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008279463A JP2010106753A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Exhaust emission control device for vehicle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2010106753A true JP2010106753A (en) 2010-05-13

Family

ID=42296437

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2008279463A Withdrawn JP2010106753A (en) 2008-10-30 2008-10-30 Exhaust emission control device for vehicle

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2010106753A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8640446B2 (en) 2011-09-09 2014-02-04 Hyundai Motor Company System for purifying exhaust gas and method for controlling the same
US8763373B2 (en) 2011-07-13 2014-07-01 Hyundai Motor Company System for purifying exhaust gas and method for controlling the same
EP3236054A1 (en) 2016-04-22 2017-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8763373B2 (en) 2011-07-13 2014-07-01 Hyundai Motor Company System for purifying exhaust gas and method for controlling the same
US8640446B2 (en) 2011-09-09 2014-02-04 Hyundai Motor Company System for purifying exhaust gas and method for controlling the same
EP3236054A1 (en) 2016-04-22 2017-10-25 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Control device of internal combustion engine
JP2017194036A (en) * 2016-04-22 2017-10-26 トヨタ自動車株式会社 Control device of internal combustion engine

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4119927B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
US7104051B2 (en) Exhaust gas purification device
US8079212B2 (en) Exhaust purifying apparatus and exhaust purifying method for internal combustion engine
JP3945526B2 (en) Fuel addition device
EP1555401A1 (en) Exhaust purifying apparatus for internal combustion engine
EP1500800A1 (en) Emission control system and method of internal combustion engine
JP4044908B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
EP1925798B1 (en) Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine
EP3133258B1 (en) Control system for internal combustion engine and control method
JP5776619B2 (en) Exhaust purification equipment
EP2682579A2 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine, and control method for exhaust emission control system
EP2682580B1 (en) Exhaust emission control system for internal combustion engine, and control method for exhaust emission control system
JP4692376B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5370252B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP3858779B2 (en) Exhaust gas purification device
JP2010106753A (en) Exhaust emission control device for vehicle
JP4291650B2 (en) Exhaust purification equipment
JP2010106750A (en) Exhaust emission control device for vehicle
JP5751198B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4357241B2 (en) Exhaust purification equipment
JP2011111949A (en) Dpf regeneration control device
JP6569873B2 (en) Engine exhaust purification system
JP2009002192A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP5464281B1 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP6447214B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine, internal combustion engine, and exhaust gas purification method for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A300 Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 20120110