JP2010112251A - Exhaust purification system - Google Patents

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Naohisa Oyama
尚久 大山
Takumi Suzawa
匠 須沢
Keisuke Mizutani
圭祐 水谷
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Denso Corp
Soken Inc
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Denso Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust purification system which shortens a regeneration processing time while securing reliability at avoiding overheating. <P>SOLUTION: The system comprises a filter for collecting a PM which is a particulate included in the exhaust of an internal combustion engine; a combustion catalyst carried by the filter, and activated by being heated to a predetermined activating temperature or higher to promote the combustion of the PM; and an ECU 40 (heating control equipment) which controls an exhaust gas temperature by controlling a post injection quantity in order to set the combustion catalyst in an activation temperature or higher. An alkaline catalyst is employed to the fuel catalyst, wherein the alkaline catalyst is activated at a temperature lower than the exhaust gas temperature (overtemperature generation temperature) which may increase the temperature of the filter up to a limit temperature during the idling time of the engine. By means of the regeneration target temperature calculation means 43, according to the accumulation quantity of the PM which is accumulated in the filter, a regeneration target temperature for the filter inlet temperature is calculated, and the exhaust gas temperature is controlled by means of the exhaust gas temperature control means 44 to reach a regeneration target temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、内燃機関の排気中に含まれるPM(粒子状物質)を捕集するフィルタと、そのフィルタに堆積したPMの燃焼を促進させる触媒と、を備えた排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system including a filter that collects PM (particulate matter) contained in exhaust gas of an internal combustion engine, and a catalyst that promotes combustion of PM deposited on the filter.

従来、この種の排気浄化システムでは、フィルタに堆積したPMを燃焼させて除去する処理(再生処理)を行うことで、内燃機関の運転中にフィルタを適宜再生させる必要がある。このようにPMを燃焼させるには、フィルタに担持された触媒を活性化温度まで上昇させることを要する。そこで従来の再生処理では、メインの燃料噴射後にポスト噴射を実施したり、EGR量を変化させる等、排気温度を上昇させる昇温制御を実施することで触媒温度を活性化温度まで上昇させることが一般的である(特許文献1参照)。
特開2007−170382号公報
Conventionally, in this type of exhaust purification system, it is necessary to appropriately regenerate the filter during operation of the internal combustion engine by performing a process (regeneration process) for burning and removing PM accumulated on the filter. In order to burn PM in this way, it is necessary to raise the catalyst supported on the filter to the activation temperature. Therefore, in the conventional regeneration processing, the catalyst temperature can be raised to the activation temperature by performing temperature increase control for increasing the exhaust temperature, such as post injection after the main fuel injection or changing the EGR amount. It is general (refer patent document 1).
JP 2007-170382 A

ここで、PM燃焼は一旦起きてしまうと燃焼伝播により連鎖的に燃焼が進行するものであるため、PM燃焼に伴い、フィルタの機能が損なわれる程にフィルタ温度が高温(例えば900℃)となる過昇温状態に陥らないよう、昇温制御を実施することが要求される。特に、PM燃焼を開始させた後、車両運転状態がアイドリング状態等に切り替わった場合には、排気流量が低下するため、排気によってフィルタから持ち去られる熱量が少なくなる。そのため、このような場合には上述の過昇温状態に陥ることが特に懸念される。   Here, once PM combustion occurs, combustion progresses in a chain by combustion propagation. Therefore, the filter temperature becomes high (for example, 900 ° C.) so that the function of the filter is impaired along with PM combustion. It is required to perform temperature rise control so as not to fall into an excessive temperature rise state. In particular, after the PM combustion is started, when the vehicle operating state is switched to an idling state or the like, the exhaust flow rate is decreased, so that the amount of heat taken away from the filter by the exhaust gas is reduced. Therefore, in such a case, there is a particular concern that the above-described excessive temperature rise will occur.

この懸念について、図2に示す試験結果を用いてより詳細に説明すると、図2の横軸は、排気温度のうちフィルタ入口部分での温度(フィルタ入口温度)であって、車両走行時(例えば時速30km)を想定した排気流速の状態から、アイドリングを想定した排気流速の状態に切り替える時点における温度を示す。図2の縦軸は、アイドリング状態に切り替わった後におけるフィルタ内最高温度を示す。そして、図2中の実線(3)は、従来の一般的な白金系触媒を用いた場合における試験結果を示しており、フィルタ入口温度が符号Ms3に示す温度(過昇温発生温度)より高い状態でアイドリングに切り替わると、フィルタ温度が限界温度Toを超えた過昇温状態に陥るおそれがあることを示している。   This concern will be described in more detail using the test results shown in FIG. 2. The horizontal axis in FIG. 2 is the temperature at the filter inlet portion (filter inlet temperature) of the exhaust gas temperature, and the vehicle travels (for example, The temperature at the time of switching from the state of the exhaust flow rate assuming 30 km / h to the state of the exhaust flow rate assuming idling is shown. The vertical axis in FIG. 2 indicates the maximum temperature in the filter after switching to the idling state. A solid line (3) in FIG. 2 shows a test result in the case where a conventional general platinum-based catalyst is used, and the filter inlet temperature is higher than the temperature indicated by the symbol Ms3 (overheating temperature). This indicates that when the state is switched to idling, the filter temperature may fall into an overheated state exceeding the limit temperature To.

この懸念に対し特許文献1記載のシステムでは、車両走行時にフィルタ入口温度が上昇して閾値を超えた場合には、昇温制御による排気温度上昇を抑制させて、過昇温を回避できるとの信頼性確保を図っている。一方、前記閾値を低く設定すれば過昇温回避の信頼性を向上できるものの、その背反としてフィルタ再生処理に要する時間が長くなり、燃費悪化等の不具合を招く。よって、前記信頼性を確保できる程度に閾値を高く設定することが望ましい。   With respect to this concern, in the system described in Patent Document 1, when the filter inlet temperature rises and exceeds a threshold value when the vehicle is running, it is possible to suppress an excessive temperature rise by suppressing the exhaust temperature rise due to the temperature rise control. Ensuring reliability. On the other hand, if the threshold value is set low, the reliability of avoiding excessive temperature rise can be improved, but as a contradiction, the time required for the filter regeneration process becomes longer, leading to problems such as deterioration in fuel consumption. Therefore, it is desirable to set the threshold value high enough to ensure the reliability.

しかしながら、従来の白金系触媒の活性化温度(図2中のTs3に示す温度)は、過昇温発生温度Ms3よりも高いため、車両走行時に昇温制御を実施するにあたり、排気温度に対する目標温度を、過昇温の生じるおそれのある温度域(過昇温発生領域M3)で設定しなければならない。したがって、このような過昇温発生領域M3で排気温度を制御しなければならない状況下では、過昇温回避の信頼性を確保しつつ再生処理時間の短縮を図るよう排気温度を制御することは極めて困難となる。   However, since the activation temperature of the conventional platinum-based catalyst (the temperature indicated by Ts3 in FIG. 2) is higher than the excessive temperature rise generation temperature Ms3, the target temperature with respect to the exhaust temperature is required when the temperature rise control is performed during vehicle travel. Must be set in a temperature range (overheat generation region M3) where overheating may occur. Therefore, in a situation where the exhaust temperature must be controlled in such an excessive temperature rise occurrence region M3, it is not possible to control the exhaust temperature so as to shorten the regeneration processing time while ensuring the reliability of avoiding the excessive temperature rise. It becomes extremely difficult.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、過昇温回避の信頼性を確保しつつ再生処理時間の短縮を図った排気浄化システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification system that shortens the regeneration processing time while ensuring the reliability of avoiding excessive temperature rise.

以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。   Hereinafter, means for solving the above-described problems and the operation and effects thereof will be described.

請求項1記載の発明では、内燃機関の排気中に含まれる粒子状物質であるPMを捕集するフィルタと、/前記フィルタに担持され、所定の活性化温度以上にまで昇温されることにより活性化してPMの燃焼を促進させる触媒と、/前記触媒が活性化温度以上となるよう排気温度を制御する昇温制御装置と、を備え、/前記触媒には、前記内燃機関のアイドリング運転時に前記フィルタを限界温度にまで上昇させ得る排気温度(以下、「過昇温発生温度」と記載)よりも低温で活性化する触媒を採用している。そして、前記昇温制御装置は、前記フィルタに堆積したPMの堆積量に応じて、前記フィルタの温度又はそのフィルタ温度と相関のある温度についての目標温度を算出する目標温度算出手段と、前記目標温度となるよう排気温度を制御する排気温度制御手段と、を有することを特徴とする。   According to the first aspect of the present invention, a filter that collects PM, which is a particulate matter contained in the exhaust gas of an internal combustion engine, is supported by the filter, and is heated to a predetermined activation temperature or higher. A catalyst that activates and promotes combustion of PM, and a temperature increase control device that controls the exhaust temperature so that the catalyst becomes equal to or higher than the activation temperature. A catalyst that activates at a lower temperature than the exhaust temperature (hereinafter referred to as “overheat generation temperature”) that can raise the filter to the limit temperature is employed. The temperature increase control device includes target temperature calculation means for calculating a target temperature for the temperature of the filter or a temperature correlated with the filter temperature, according to the amount of PM deposited on the filter, and the target And exhaust gas temperature control means for controlling the exhaust gas temperature so as to reach the temperature.

これによれば、過昇温発生温度(図2の符号Ms1)より低温でPMの燃焼を行うことができるアルカリ系金属の触媒を採用するので、PM燃焼(再生処理)を実行するにあたり、過昇温発生温度Ms1以下の領域で昇温制御装置は排気温度を制御できる。そのため、昇温制御装置は、フィルタが限界温度に達しない程度に排気温度を高くするように制御することを容易にできる。よって、フィルタに対する過昇温回避の信頼性を確保しつつ再生処理時間の短縮を図ることを容易に実現できる。   According to this, since an alkali metal catalyst capable of performing PM combustion at a temperature lower than the excessive temperature rise generation temperature (symbol Ms1 in FIG. 2) is adopted, excessive PM combustion (regeneration processing) is performed. The temperature increase control device can control the exhaust temperature in the region of the temperature increase generation temperature Ms1 or lower. Therefore, the temperature rise control device can easily control the exhaust temperature to be high enough that the filter does not reach the limit temperature. Therefore, it is possible to easily realize a reduction in the regeneration processing time while ensuring the reliability of avoiding overheating of the filter.

さらに、本発明者らが行った試験によれば、フィルタの再生処理を実行するにあたり、PM堆積量が多い状態であるほど、過昇温発生温度が低下することが明らかになった。図2はその試験結果を示すものであり、図中の実線(1)(2)は、フィルタ入口温度(フィルタ温度と相関のある温度)とフィルタ内最高温度との関係を示す。そして、PM堆積量が10g/Lの場合の過昇温発生温度Ms2は、8g/Lの場合の過昇温発生温度Ms1に比べて低いことが明らかである。   Furthermore, according to a test conducted by the present inventors, it has been clarified that when the filter regeneration process is executed, the overheated temperature is lowered as the PM deposition amount increases. FIG. 2 shows the test results, and solid lines (1) and (2) in the figure show the relationship between the filter inlet temperature (temperature correlated with the filter temperature) and the maximum temperature in the filter. Then, it is clear that the excessive temperature rise occurrence temperature Ms2 when the PM deposition amount is 10 g / L is lower than the overheat rise occurrence temperature Ms1 when 8 g / L.

この試験結果を鑑み、上記請求項1記載の発明では、PM堆積量に応じて排気温度を制御するので、過昇温回避の信頼性を確保しつつ排気温度を高くすることを促進できる。よって、過昇温回避の信頼性向上及び再生処理時間の短縮を促進できる。また、PM燃焼による再生処理が進行するにつれ、PM堆積量は減少していくが、そのPM堆積量の減少に伴い目標温度を高くしていくことを容易に実現できるので、再生処理時間の短縮をより一層促進できる。   In view of this test result, in the invention according to the first aspect, the exhaust temperature is controlled in accordance with the PM deposition amount. Therefore, it is possible to promote increasing the exhaust temperature while ensuring the reliability of avoiding excessive temperature rise. Therefore, it is possible to promote the improvement of reliability for avoiding excessive temperature rise and the shortening of the regeneration processing time. As the regeneration process by PM combustion progresses, the PM deposition amount decreases, but it is easy to increase the target temperature as the PM deposition amount decreases, so the regeneration processing time is shortened. Can be further promoted.

請求項2記載の発明では、PMを燃焼させる再生処理中に、前記フィルタの温度又はそのフィルタ温度と相関のある温度を逐次検出する検出手段と、/前記再生処理中に、前記検出手段の検出値に基づきPMの燃焼速度を逐次推定する燃焼速度推定手段と、/前記再生処理中に、推定された燃焼速度に基づき前記フィルタに堆積したPMの堆積量を逐次推定するPM堆積量推定手段と、を備え、/前記目標温度算出手段は、前記PM堆積量推定手段により推定されたPM堆積量に基づき、前記再生処理中に前記目標温度を逐次算出することを特徴とする。   According to a second aspect of the present invention, detection means for sequentially detecting the temperature of the filter or a temperature correlated with the filter temperature during regeneration processing for burning PM, and detection of the detection means during the regeneration processing. Combustion rate estimation means for sequentially estimating the combustion rate of PM based on the value; and / a PM deposition amount estimation means for sequentially estimating the amount of PM deposited on the filter based on the estimated combustion rate during the regeneration process; The target temperature calculation means sequentially calculates the target temperature during the regeneration process based on the PM accumulation amount estimated by the PM accumulation amount estimation means.

本発明者らは「PM堆積量は燃焼速度との相関性が高く、その燃焼速度はフィルタ内の温度と相関性が高い」との知見を見出した。この知見に基づき為された上記請求項2記載の発明によれば、フィルタ温度の検出値に基づきPM燃焼速度を逐次推定し、推定したPM燃焼速度に基づきPM堆積量を逐次推定するので、再生処理の進行に伴い変化するPM堆積量を精度良く推定できる。よって、再生処理時間の短縮をより一層促進できる。   The present inventors have found the knowledge that “the PM deposition amount is highly correlated with the combustion rate, and the combustion rate is highly correlated with the temperature in the filter”. According to the invention of claim 2 made based on this knowledge, the PM combustion rate is sequentially estimated based on the detected value of the filter temperature, and the PM accumulation amount is sequentially estimated based on the estimated PM combustion rate. It is possible to accurately estimate the amount of PM deposition that changes as the process proceeds. Therefore, shortening of the reproduction processing time can be further promoted.

請求項3記載の発明では、PM堆積量又はその堆積量と相関のある物理量と、前記目標温度との関係を表すマップが記憶された記憶手段と、/前記フィルタの温度又はそのフィルタ温度と相関のある温度を検出する検出手段と、を備え、/前記目標温度算出手段は、前記検出手段による検出結果及び前記マップに基づき前記目標温度を算出することを特徴とする。これによれば、PM堆積量に対する目標温度の最適値を予め試験により取得しておき、その最適値をマップ化して記憶させることで、目標温度算出手段は、目標温度の最適値(つまり、フィルタが過昇温に達しない程度に排気温度を高くした値)を容易に算出できる。   According to the third aspect of the present invention, the storage means storing a map representing the relationship between the PM deposition amount or the physical quantity correlated with the deposition amount and the target temperature, and / or the temperature of the filter or the correlation with the filter temperature. Detecting means for detecting a certain temperature, wherein the target temperature calculating means calculates the target temperature based on a detection result by the detecting means and the map. According to this, the target temperature calculation means obtains the optimum value of the target temperature with respect to the PM accumulation amount in advance by testing, and maps and stores the optimum value so that the target temperature calculation means can obtain the optimum value of the target temperature (that is, the filter Can be easily calculated).

請求項4記載の発明では、前記触媒には、前記アイドリング運転時に前記フィルタを限界温度にまで上昇させ得る排気温度よりも低温、かつ、PMが急速温度上昇を開始する温度(図2中の符号P1,P2参照)よりも低温で活性化する触媒が採用されていることを特徴とする。   According to a fourth aspect of the present invention, the catalyst has a temperature lower than an exhaust temperature at which the filter can be raised to a limit temperature during the idling operation, and a temperature at which PM starts a rapid temperature increase (reference numeral in FIG. 2). A catalyst that is activated at a lower temperature than that of P1 and P2) is employed.

ここで、先述した図2の試験結果によれば、走行状態からアイドリング運転に切り替わる時点でのフィルタ入口温度が高いほど、アイドリング運転時におけるフィルタ内最高温度も高くなる。そして、フィルタ入口温度が符号P1,P2に示す温度(急上昇開始温度)より高くなると、フィルタ内最高温度が急速に上昇を開始することが明らかである。この点を鑑み、上記請求項4記載の発明によれば、急上昇開始温度P1,P2よりも低温で活性化する触媒が採用されているので、急上昇開始温度P1,P2よりも低温で排気温度を制御することができる。よって、アイドリング運転に切り替わっても限界温度Toに達しないよう排気温度を制御することを、より一層確実にでき、過昇温回避の信頼性向上を図ることができる。   Here, according to the test result of FIG. 2 described above, the higher the filter inlet temperature at the time of switching from the running state to the idling operation, the higher the maximum temperature in the filter during the idling operation. It is clear that the maximum temperature in the filter starts to rise rapidly when the filter inlet temperature becomes higher than the temperature indicated by reference signs P1 and P2 (rapid rise start temperature). In view of this point, according to the invention described in claim 4, since the catalyst that is activated at a temperature lower than the sudden rise start temperatures P1 and P2 is employed, the exhaust temperature is set lower than the sudden rise start temperatures P1 and P2. Can be controlled. Therefore, it is possible to more reliably control the exhaust gas temperature so as not to reach the limit temperature To even when the operation is switched to the idling operation, and it is possible to improve the reliability of avoiding the excessive temperature rise.

また、上記請求項1記載の「アイドリング運転時にフィルタを限界温度にまで上昇させ得る排気温度(過昇温発生温度)よりも低温で活性化する触媒」の具体例としては、請求項5記載の「アルカリ系金属を少なくとも含んでいる触媒」が挙げられる。しかも、このアルカリ系触媒によれば、PMが燃焼を行うことができる最低温度つまり活性化温度(図2中の符号Ts1参照)を従来の白金触媒に比べて低くできるとともに、過昇温発生温度Ms1を高くできる。よって、昇温制御装置が排気温度を制御するにあたり、内燃機関の運転状態がアイドリングに切り替わったとしてもフィルタが限界温度に達しない領域で制御することの確実性を向上でき、過昇温回避の信頼性向上を促進できる。   In addition, as a specific example of the above-mentioned “catalyst activated at a temperature lower than the exhaust temperature (overheat generation temperature) at which the filter can be raised to the limit temperature during idling operation”, the above-mentioned claim 1 “A catalyst containing at least an alkali metal”. Moreover, according to this alkaline catalyst, the minimum temperature at which PM can combust, that is, the activation temperature (see Ts1 in FIG. 2) can be lowered as compared with the conventional platinum catalyst, and the overheated temperature is also increased. Ms1 can be increased. Therefore, when the temperature rise control device controls the exhaust temperature, even if the operating state of the internal combustion engine is switched to idling, it is possible to improve the reliability of the control in the region where the filter does not reach the limit temperature, and to avoid overheating. Reliability improvement can be promoted.

また、「アイドリング運転時にフィルタを限界温度にまで上昇させ得る排気温度(過昇温発生温度)よりも低温で活性化する触媒」の具体例として、請求項6記載の「ゼオライトにアルカリ系金属を担持して、600℃以上で焼成して得られる複合酸化物」や、請求項7記載の「一酸化炭素を酸化できない触媒」が挙げられる。一酸化炭素を酸化できない触媒を採用することで、PM燃焼時に生成されたCOがさらにCO2に酸化されて発熱することが抑制されるので、過昇温発生温度Ms1,Ms2の値を高くできる。よって、過昇温回避の信頼性向上及び再生処理時間の短縮を促進できる。   In addition, as a specific example of “a catalyst that is activated at a temperature lower than an exhaust temperature (overheat generation temperature) at which the filter can be raised to a limit temperature during idling operation”, an alkali metal is added to the zeolite according to claim 6. Examples thereof include “a composite oxide obtained by supporting and firing at 600 ° C. or higher” and “a catalyst that cannot oxidize carbon monoxide”. By adopting a catalyst that cannot oxidize carbon monoxide, the CO generated during PM combustion is further oxidized to CO2 and is prevented from generating heat, so that the excessive temperature rise generation temperatures Ms1, Ms2 can be increased. Therefore, it is possible to promote the improvement of reliability for avoiding excessive temperature rise and the shortening of the regeneration processing time.

以下、本発明にかかる排気浄化システムを具体化した一実施形態を図面に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of an exhaust purification system according to the present invention will be described with reference to the drawings.

先ず、本実施形態にかかる排気浄化システムが搭載されるエンジン(内燃機関)の概略について、簡単に説明する。本実施形態では、4輪自動車用ディーゼルエンジンを対象にしており、燃焼室に直接的に高圧燃料(例えば噴射圧力「1000気圧」以上の軽油)を噴射供給(直噴供給)する方式のエンジンである。また、当該エンジンは、多気筒(例えば直列4気筒)の4ストローク、レシプロ式ディーゼルエンジンを想定している。   First, an outline of an engine (internal combustion engine) on which the exhaust purification system according to the present embodiment is mounted will be briefly described. In this embodiment, a diesel engine for a four-wheeled vehicle is targeted, and an engine of a system in which high pressure fuel (for example, light oil having an injection pressure of “1000 atm” or more) is directly supplied to the combustion chamber by injection (direct injection supply). is there. The engine is assumed to be a multi-cylinder (for example, in-line four-cylinder) four-stroke, reciprocating diesel engine.

次に、エンジンの吸排気系システムの構成について図1を用いて説明する。   Next, the configuration of the intake / exhaust system of the engine will be described with reference to FIG.

当該エンジンは、排気系から吸気系に排気を還流させるEGR配管10を備えており、排気の一部を吸気管11に戻すことで、燃焼室12における燃焼温度を下げて排ガス中のNOX低減等を図っている。EGRガスの流量(EGR流量)は、EGR弁13により調整される。   The engine includes an EGR pipe 10 that recirculates exhaust gas from the exhaust system to the intake system. By returning a part of the exhaust gas to the intake pipe 11, the combustion temperature in the combustion chamber 12 is lowered to reduce NOX in the exhaust gas. I am trying. The flow rate of EGR gas (EGR flow rate) is adjusted by the EGR valve 13.

EGR配管10のうちEGR弁13の下流側部分には、EGRガスを冷却するEGRクーラ14が備えられている。このようにEGRガスを冷却することで、EGRガスの体積減少(密度上昇)を図り、これによって燃焼室12に流入する吸気の充填効率向上を図っている。   An EGR cooler 14 that cools the EGR gas is provided in a portion of the EGR pipe 10 downstream of the EGR valve 13. By cooling the EGR gas in this way, the volume of the EGR gas is reduced (density increase), thereby improving the charging efficiency of the intake air flowing into the combustion chamber 12.

また、EGR配管10には、EGRガスをEGRクーラ14に対して迂回させるバイパス配管15が設けられている。そして、切替弁16により、EGRガスをEGRクーラ14へ流通させる流量とバイパス配管15により迂回させる流量との流通割合が調整されて、EGRクーラ14の下流側にてバイパス配管15と合流した部分における、EGRガスの温度が調整されることとなる。これによれば、EGRガスの温度を最適値に調整して、EGRガスを還流させることによるNOX低減の効果を向上させることができる。   The EGR pipe 10 is provided with a bypass pipe 15 that bypasses the EGR gas with respect to the EGR cooler 14. Then, the switching valve 16 adjusts the flow rate of the flow rate for circulating the EGR gas to the EGR cooler 14 and the flow rate for bypassing the EGR cooler 14, and in the portion where the bypass piping 15 joins the downstream side of the EGR cooler 14. The temperature of the EGR gas is adjusted. According to this, it is possible to improve the NOX reduction effect by adjusting the temperature of the EGR gas to the optimum value and refluxing the EGR gas.

吸気管11のうち、EGR配管10が接続される部分の上流側には、燃焼室12に流入する吸気のうちエアクリーナ21から流入した新気の流量を調整するスロットル弁17が備えられている。   A throttle valve 17 that adjusts the flow rate of fresh air flowing from the air cleaner 21 out of the intake air flowing into the combustion chamber 12 is provided on the upstream side of the portion of the intake pipe 11 to which the EGR pipe 10 is connected.

吸気管11と排気管18との間にはターボチャージャ19(過給機)が配設されている。ターボチャージャ19は、吸気管11に設けられたコンプレッサインペラ19aと、排気管18に設けられたタービンホイール19bとを有し、それらがシャフト19cにて連結されている。ターボチャージャ19では、排気管18を流れる排気によってタービンホイール19bが回転し、その回転力がシャフト19cを介してコンプレッサインペラ19aに伝達される。そして、コンプレッサインペラ19aにより、吸気管11内を流れる吸入空気が圧縮されて過給が行われる。   A turbocharger 19 (supercharger) is disposed between the intake pipe 11 and the exhaust pipe 18. The turbocharger 19 has a compressor impeller 19a provided in the intake pipe 11 and a turbine wheel 19b provided in the exhaust pipe 18, which are connected by a shaft 19c. In the turbocharger 19, the turbine wheel 19b is rotated by the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 18, and the rotational force is transmitted to the compressor impeller 19a via the shaft 19c. Then, the intake air flowing through the intake pipe 11 is compressed by the compressor impeller 19a, and supercharging is performed.

また、本実施形態に係るターボチャージャ19には、排気の流体エネルギをシャフト19cの回転駆動力に変換する割合を設定変更可能にする容量可変型のターボチャージャが採用されている。具体的には、タービンホイール19bには、吹き付けられる排気の流速を可変とするための複数の可変ベーン19dが設けられている。これらの可変ベーン19dは互いに同期した状態で開閉動作する。そして、隣り合う可変ベーン19d間の隙間の大きさ、すなわち可変ベーン19dの開度を変化させることで、前記排気流速を調整し、これによりタービンホイール19bの回転速度が調整される。そして、タービンホイール19bの回転速度が調整されることにより、燃焼室12に強制的に供給される空気の量、すなわち過給圧が調整される。   The turbocharger 19 according to the present embodiment employs a variable capacity turbocharger that can change the ratio of converting the exhaust fluid energy into the rotational driving force of the shaft 19c. Specifically, the turbine wheel 19b is provided with a plurality of variable vanes 19d for making the flow rate of the exhaust gas sprayed variable. These variable vanes 19d open and close in synchronization with each other. Then, the exhaust flow rate is adjusted by changing the size of the gap between the adjacent variable vanes 19d, that is, the opening degree of the variable vane 19d, thereby adjusting the rotational speed of the turbine wheel 19b. Then, by adjusting the rotational speed of the turbine wheel 19b, the amount of air forcibly supplied to the combustion chamber 12, that is, the supercharging pressure is adjusted.

エアクリーナ21を介して吸入された空気は、ターボチャージャ19にて過給され、インタークーラ20によって冷却された後、その下流側に給送される。インタークーラ20によって吸入空気を冷却して体積減少(密度上昇)を図ることで、燃焼室12に流入する吸気の充填効率向上を図っている。   The air sucked through the air cleaner 21 is supercharged by the turbocharger 19, cooled by the intercooler 20, and then fed downstream. The intake air is cooled by the intercooler 20 to reduce the volume (increase in density), thereby improving the charging efficiency of the intake air flowing into the combustion chamber 12.

排気管18のうちタービンホイール19bの下流側には、排気を浄化する浄化装置30が取り付けられている。浄化装置30は、ケース31と、ケース31に収容されたフィルタ32及び酸化触媒33と、ケース31に取り付けられた温度センサ34(検出手段)及び差圧センサ35等を備えて構成されている。フィルタ32は、排気中に含まれる粒子状物質(PM:particulate matters)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF:diesel particulate filter))である。   A purification device 30 for purifying exhaust gas is attached to the exhaust pipe 18 on the downstream side of the turbine wheel 19b. The purification device 30 includes a case 31, a filter 32 and an oxidation catalyst 33 housed in the case 31, a temperature sensor 34 (detection means) and a differential pressure sensor 35 attached to the case 31, and the like. The filter 32 is a diesel particulate filter (DPF) that collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas.

また、フィルタ32は、コーディエライト等の耐熱性セラミックからなる円筒状の多孔質隔壁構造にあってハニカム状の穴が交互に目封じされたウォールフロー型のフィルタ基材(モノリス担体)により構成されている。或いは、耐熱性セラミックに替え、耐熱金属で形成された格子に金属の紛体を塗布して焼成し、内部に気孔を生成させることで、先述したウォールフロー型のフィルタ基材を構成するようにしてもよい。   The filter 32 has a cylindrical porous partition wall structure made of a heat-resistant ceramic such as cordierite, and is constituted by a wall flow type filter base material (monolith carrier) in which honeycomb-shaped holes are alternately sealed. Has been. Alternatively, instead of a heat-resistant ceramic, a metal powder is applied to a lattice formed of a heat-resistant metal and fired, and pores are generated inside, so that the above-described wall flow type filter base material is configured. Also good.

そして、排気がフィルタ32の多孔質隔壁を通過する際に、排気中のPMがハニカム状の穴に捕集されて堆積していく。堆積したPMは、定期的に(又は不定期にPM堆積量に応じて)再生処理が行われることにより燃焼し、無害化した炭酸ガスとして排出されるようになっている。   When the exhaust gas passes through the porous partition walls of the filter 32, PM in the exhaust gas is collected and accumulated in the honeycomb-shaped holes. The deposited PM is burned by being regenerated periodically (or irregularly according to the amount of accumulated PM) and discharged as harmless carbon dioxide.

フィルタ32には、PM燃焼用の燃焼触媒(特許請求の範囲に記載の「触媒」に相当)が担持されている。具体的には、燃焼触媒はフィルタ32の基材にコーティングされている。この燃焼触媒は、PM中の炭素成分が酸化して燃焼するにあたり、そのPM燃焼を促進させるよう機能する。したがって、燃焼触媒が高温排気により加熱されて活性化温度にまで達すると、堆積したPMが燃焼を開始することとなる。但し、この燃焼触媒は、一酸化炭素を酸化する能力は有していない。よって、PM燃焼時に生成されたCOがさらにCO2に酸化されて発熱するといった反応は抑制され、ひいては、燃焼中のPMが急速に温度上昇することの抑制が図られる。   The filter 32 carries a combustion catalyst for PM combustion (corresponding to “catalyst” described in claims). Specifically, the combustion catalyst is coated on the base material of the filter 32. This combustion catalyst functions to promote PM combustion when the carbon component in PM is oxidized and burned. Therefore, when the combustion catalyst is heated by the high-temperature exhaust gas and reaches the activation temperature, the deposited PM starts to burn. However, this combustion catalyst does not have the ability to oxidize carbon monoxide. Therefore, a reaction in which CO generated during PM combustion is further oxidized to CO2 to generate heat is suppressed, and as a result, the temperature of PM during combustion is suppressed from rapidly rising.

本実施形態の燃焼触媒には、ゼオライトにアルカリ系金属を担持して、600℃以上で焼成して得られる複合酸化物を採用することが具体例として挙げられる。また、上記ゼオライトの具体例としてはA型ソーダライト、Y型ソーダライト及びモルデナイト等が挙げられ、上記アルカリ系金属の具体例としてはカリウム、セシウム及びルビジウム等が挙げられる。このようにアルカリ系の燃焼触媒を採用することで、フィルタ32に流入する排気温度を上昇させてPMを燃焼させる再生処理を実施するにあたり、燃焼触媒は、後に詳述する過昇温発生温度Ms1,Ms2よりも低温で活性化する。   A specific example of the combustion catalyst of the present embodiment is to employ a composite oxide obtained by supporting an alkali metal on zeolite and calcining at 600 ° C. or higher. Specific examples of the zeolite include A-type sodalite, Y-type sodalite, and mordenite. Specific examples of the alkali metal include potassium, cesium, and rubidium. By adopting the alkaline combustion catalyst in this way, when performing the regeneration process for raising the exhaust gas temperature flowing into the filter 32 and burning PM, the combustion catalyst is used for the excessive temperature rise generation temperature Ms1 described in detail later. , Activated at a lower temperature than Ms2.

酸化触媒33は、フィルタ32の上流側に配置された基材に担持されており、白金系触媒又はアルカリ系の触媒である。この酸化触媒33は、排ガス中の未燃HCやCOを酸化して浄化するよう機能する。   The oxidation catalyst 33 is supported on a base material disposed on the upstream side of the filter 32, and is a platinum-based catalyst or an alkaline catalyst. The oxidation catalyst 33 functions to oxidize and purify unburned HC and CO in the exhaust gas.

また、前記再生処理を実施する場合には、燃料噴射弁22からの燃料を噴射するにあたり、1燃焼サイクル中においてエンジン出力用のメイン噴射の後にポスト噴射を実施する。これにより、未燃HCを酸化触媒33に流入させ、酸化触媒33での未燃HCの酸化反応時に生じる発熱量を増大させる。その結果、フィルタ32に流入する排気温度が上昇して、燃焼触媒を活性化温度まで上昇させることができる。これにより、フィルタ32に堆積したPMを燃焼させるといったフィルタ32の強制再生が為されることとなる。   When the regeneration process is performed, post-injection is performed after main injection for engine output in one combustion cycle in injecting fuel from the fuel injection valve 22. As a result, unburned HC is caused to flow into the oxidation catalyst 33, and the amount of heat generated during the oxidation reaction of unburned HC at the oxidation catalyst 33 is increased. As a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the filter 32 rises, and the combustion catalyst can be raised to the activation temperature. As a result, the forced regeneration of the filter 32 is performed such that the PM accumulated on the filter 32 is combusted.

温度センサ34は、ケース31内のうち酸化触媒33の下流側かつフィルタ32の上流側に配置されており、フィルタ32の入口部分の温度(フィルタ入口温度)を検出するものである。差圧センサ35は、ケース31内のうちフィルタ32の上流側と下流側との圧力差を検出する。   The temperature sensor 34 is arranged in the case 31 on the downstream side of the oxidation catalyst 33 and the upstream side of the filter 32, and detects the temperature of the inlet portion of the filter 32 (filter inlet temperature). The differential pressure sensor 35 detects a pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter 32 in the case 31.

エンジンECU40(電子制御ユニット)には、温度センサ34及び差圧センサ35の検出信号が入力されるとともに、クランク角センサ28、図示しないエアフローセンサ、吸気圧センサ及びA/Fセンサ等の各種センサから出力される検出信号が入力される。ECU40はこれらの検出信号に基づき、以下の如く燃料噴射量、過給圧、EGR量、吸気量等を制御することでエンジン制御を行う。   The engine ECU 40 (electronic control unit) receives detection signals from the temperature sensor 34 and the differential pressure sensor 35, and from various sensors such as a crank angle sensor 28, an air flow sensor (not shown), an intake pressure sensor, and an A / F sensor. An output detection signal is input. Based on these detection signals, the ECU 40 performs engine control by controlling the fuel injection amount, the supercharging pressure, the EGR amount, the intake air amount, and the like as follows.

ECU40に備えられたマイコン40aは、クランク角センサ28から入力される検出信号に基づき、エンジンの出力軸(クランク軸)の回転速度(エンジン回転速度NE)を算出する。また、図示しないアクセルセンサから入力される検出信号に基づき、運転者によるアクセルペダルの操作量(踏込み量)が算出される。そしてマイコン40aは、時々のエンジン運転状態(例えばエンジン回転速度NE)やアクセルペダル操作量等に基づき燃料の目標噴射量を算出し、その目標噴射量となるよう燃料噴射弁22の作動を制御する。   The microcomputer 40a provided in the ECU 40 calculates the rotation speed (engine rotation speed NE) of the engine output shaft (crankshaft) based on the detection signal input from the crank angle sensor 28. Further, based on a detection signal input from an accelerator sensor (not shown), an operation amount (depression amount) of the accelerator pedal by the driver is calculated. The microcomputer 40a calculates the target fuel injection amount based on the engine operating state (for example, the engine speed NE), the accelerator pedal operation amount, etc., and controls the operation of the fuel injection valve 22 so that the target injection amount is obtained. .

マイコン40aは、容量可変型ターボチャージャ19の容量を調整することで過給圧を制御する。すなわち、前述の目標噴射量、及びエンジン回転速度NE等をパラメータとして、マップ等を用いて可変ベーン19dの目標開度を算出する。そして、目標開度となるよう図示しないアクチュエータを駆動制御することにより、可変ベーン19dが目標開度となるよう制御する。なお、エンジン回転速度NEが高いほど、或いは目標噴射量が多いほど目標開度は大きく設定され、ひいては過給圧が増加する。   The microcomputer 40 a controls the supercharging pressure by adjusting the capacity of the variable capacity turbocharger 19. That is, the target opening of the variable vane 19d is calculated using a map or the like using the target injection amount and the engine rotational speed NE as parameters. Then, the variable vane 19d is controlled to have the target opening by driving and controlling an actuator (not shown) so as to have the target opening. It should be noted that the higher the engine speed NE or the greater the target injection amount, the larger the target opening is set, and consequently the supercharging pressure increases.

マイコン40aはEGR弁13aの開度を制御することで、排気管18からEGR配管10に流入して還流するEGR流量を制御する。すなわち、前述の目標噴射量及びエンジン回転速度NE等をパラメータとして、マップ等を用いて排気中の酸素濃度(排気酸素濃度)の目標値(目標排気酸素濃度)を算出する。そして、A/Fセンサにより検出された排気酸素濃度が目標排気酸素濃度に近づくよう目標EGR流量を設定し、その目標EGR流量となるようEGR弁13aの作動をフィードバック制御する。   The microcomputer 40a controls the opening degree of the EGR valve 13a, thereby controlling the EGR flow rate that flows into the EGR pipe 10 from the exhaust pipe 18 and returns. That is, the target value (target exhaust oxygen concentration) of the oxygen concentration (exhaust oxygen concentration) in the exhaust gas is calculated using a map or the like using the target injection amount and the engine rotational speed NE as parameters. Then, the target EGR flow rate is set so that the exhaust oxygen concentration detected by the A / F sensor approaches the target exhaust oxygen concentration, and the operation of the EGR valve 13a is feedback-controlled so as to be the target EGR flow rate.

次に、本実施形態の要部である再生処理の制御手法について説明する。   Next, a playback process control method, which is a main part of the present embodiment, will be described.

マイコン40aは、差圧センサ35により検出されたフィルタ32の差圧が閾値を超えて大きくなった場合に、フィルタ32に所定量以上のPMが堆積している堆積状態であると判定する。堆積状態と判定されると、排気温度を上昇させるよう先述したポスト噴射を実行する。すると、フィルタ入口温度が上昇し、燃焼触媒が活性化温度にまで上昇し、PMが燃焼を開始する。但し、PM燃焼に伴いフィルタ32内の温度が過剰に高くなると、フィルタ32が破損して機能が損なわれてしまうことが懸念される。一方、フィルタ内温度が低いとPM燃焼に時間がかかりフィルタ再生処理に要する時間が長くなり、燃費悪化等の不具合を招く。   When the differential pressure of the filter 32 detected by the differential pressure sensor 35 increases beyond the threshold, the microcomputer 40a determines that the PM 32 is in a deposition state where a predetermined amount or more of PM is deposited. When it is determined that the fuel is in the accumulated state, the post injection described above is performed so as to raise the exhaust gas temperature. Then, the filter inlet temperature rises, the combustion catalyst rises to the activation temperature, and PM starts combustion. However, if the temperature in the filter 32 becomes excessively high due to PM combustion, there is a concern that the filter 32 is damaged and the function is impaired. On the other hand, if the temperature in the filter is low, it takes time for PM combustion and the time required for the filter regeneration process becomes long, leading to problems such as deterioration in fuel consumption.

そこでマイコン40aは、フィルタ32の前記破損が生じない程度にフィルタ入口温度をできるだけ高くするよう、フィルタ入口の目標温度(再生目標温度)を設定し、フィルタ入口温度が再生目標温度に近づくよう、ポスト噴射量を制御することで、フィルタ32の破損回避の信頼性を確保しつつ、再生処理時間の短縮を図っている。以下、再生目標温度の設定手法について説明する。   Therefore, the microcomputer 40a sets a target temperature (regeneration target temperature) at the filter inlet so as to make the filter inlet temperature as high as possible without causing the damage of the filter 32, and sets the post temperature so that the filter inlet temperature approaches the regeneration target temperature. By controlling the injection amount, the regeneration processing time is shortened while ensuring the reliability of avoiding damage to the filter 32. Hereinafter, a method for setting the regeneration target temperature will be described.

図2中の実線(1)(2)は、アルカリ系の燃焼触媒を用いた本実施形態によるPM燃焼時のフィルタ入口温度と、フィルタ32内部のうち最も高温となる箇所の温度(フィルタ内最高温度)との関係を示す試験データを示す。ちなみに、実線(1)は、フィルタ32内の単位容積当たりに対するPM堆積量が8gの場合、実線(2)は10gの場合の試験データである。また、実線(3)は、白金の燃焼触媒を用いた従来の排気浄化システムにおいて、PM堆積量が8g/Lの場合における試験データである。   The solid lines (1) and (2) in FIG. 2 indicate the filter inlet temperature during PM combustion according to the present embodiment using an alkaline combustion catalyst and the temperature of the highest temperature in the filter 32 (the highest in the filter). Test data showing the relationship with (temperature). Incidentally, the solid line (1) is test data when the PM deposition amount per unit volume in the filter 32 is 8 g, and the solid line (2) is test data when 10 g. The solid line (3) represents test data when the PM deposition amount is 8 g / L in a conventional exhaust purification system using a platinum combustion catalyst.

また、この試験では、エンジンの運転状態を、車両走行時(例えば時速30km)を想定した排気流速の状態から、アイドリングを想定した排気流速の状態に切り替えることで、排気流量を低下させている。図2の横軸は、アイドリング状態に切り替える時点(排気流量の低下開始時点)において計測したフィルタ入口温度を示し、図2の縦軸は、アイドリング状態に切り替わった後、フィルタ内温度が最大となった時点での温度(フィルタ内最高温度)を示す。   Further, in this test, the exhaust flow rate is reduced by switching the engine operating state from the exhaust flow velocity state assuming vehicle travel (for example, 30 km / h) to the exhaust flow velocity state assuming idling. The horizontal axis in FIG. 2 indicates the filter inlet temperature measured at the time of switching to the idling state (at the start of exhaust gas flow reduction), and the vertical axis in FIG. 2 shows the maximum temperature in the filter after switching to the idling state. The temperature at the time of the measurement (maximum temperature in the filter)

図2中の符号Toは、フィルタ32が破損するおそれのあるフィルタ内最高温度(例えば900℃)を示している。つまり、図2中の実線(1)(2)(3)は、フィルタ入口温度が符号Ms1,Ms2,Ms3に示す温度(過昇温発生温度)より高い状態でアイドリング運転に切り替わると、フィルタ内温度が限界温度Toを超えた過昇温状態に陥るおそれがあることを示している。燃焼触媒をアルカリ系とした場合における過昇温発生温度Ms1,Ms2(過昇温発生領域M1,M2の開始温度)は、白金系とした場合における過昇温発生温度Ms3(過昇温発生領域M3の開始温度)よりも高い温度となる。また、燃焼触媒をアルカリ系とした場合における燃焼触媒の活性化温度Ts1、つまりPMが燃焼を行うことができる最低温度は、白金系とした場合における燃焼触媒の活性化温度Ts3よりも低い温度となる。   A symbol To in FIG. 2 indicates a maximum temperature in the filter (for example, 900 ° C.) at which the filter 32 may be damaged. In other words, the solid lines (1), (2), and (3) in FIG. 2 indicate that the filter inlet temperature is changed to the idling operation when the filter inlet temperature is higher than the temperatures indicated by the symbols Ms1, Ms2, and Ms3 (overheat generation temperature) This indicates that the temperature may fall into an excessive temperature rise state exceeding the limit temperature To. When the combustion catalyst is an alkaline system, the overheating temperature Ms1, Ms2 (starting temperature of the overheating area M1, M2) is the overheating temperature Ms3 (overheating area when the platinum catalyst is used). Higher than the starting temperature of M3). In addition, the activation temperature Ts1 of the combustion catalyst when the combustion catalyst is an alkaline system, that is, the lowest temperature at which PM can burn is lower than the activation temperature Ts3 of the combustion catalyst when the combustion catalyst is a platinum system. Become.

要するに、燃焼触媒をアルカリ系とすることにより、過昇温発生温度Ms1,Ms2を高くできるとともに、活性化温度Ts1を低くできる。そのため、燃焼触媒をアルカリ系とした本実施形態によれば、過昇温発生領域M1,M2よりも低い温度で燃焼触媒を活性化させてPM燃焼を開始させることができる。よって、車両走行時において、過昇温発生領域M1,M2よりも低い温度の範囲で再生目標温度を設定できる。   In short, by making the combustion catalyst alkaline, it is possible to increase the overheat generation temperature Ms1, Ms2 and to lower the activation temperature Ts1. Therefore, according to the present embodiment in which the combustion catalyst is an alkaline system, the combustion catalyst can be activated at a temperature lower than the excessive temperature rise generation regions M1 and M2 to start PM combustion. Therefore, the regeneration target temperature can be set in a temperature range lower than the excessive temperature rise occurrence regions M1 and M2 during vehicle travel.

車両走行時における再生目標温度は、アイドリング運転に切り替わったとしてもフィルタ内最高温度が限界温度Toを超えない温度に設定する必要があるが、上述の如く、過昇温発生領域M1,M2よりも低い温度で再生目標温度を設定できる本実施形態によれば、フィルタ32の破損が生じない程度にフィルタ入口温度をできるだけ高くするようにフィルタ入口温度を制御することを容易に実現できる。   The regeneration target temperature during vehicle travel needs to be set to a temperature at which the maximum temperature in the filter does not exceed the limit temperature To even if the idling operation is switched. According to this embodiment in which the regeneration target temperature can be set at a low temperature, it is possible to easily realize control of the filter inlet temperature so as to make the filter inlet temperature as high as possible without causing the filter 32 to be damaged.

一方、燃焼触媒を白金系とした従来システムの場合には、活性化温度Ts3が過昇温発生領域M3の範囲内にあるため、過昇温が発生しない温度領域に再生目標温度を設定することができない。   On the other hand, in the case of a conventional system in which the combustion catalyst is platinum-based, since the activation temperature Ts3 is within the overheat generation region M3, the regeneration target temperature is set in a temperature region in which overheating does not occur. I can't.

ちなみに、フィルタ入口温度がアルカリ系燃焼触媒の活性化温度Ts1である時に、実線(1)(2)によるフィルタ内最高温度Taが実線(3)によるフィルタ内最高温度Tbよりも高くなっている理由を以下に説明する。アルカリ系燃焼触媒による実線(1)(2)ではPMが燃焼していることに伴いフィルタ内最高温度Taが上昇しているのに対し、白金燃焼触媒による実線(3)においては、アルカリ系燃焼触媒の活性化温度Ts1ではPMが燃焼していないからである。   Incidentally, when the filter inlet temperature is the activation temperature Ts1 of the alkaline combustion catalyst, the reason why the maximum temperature Ta in the filter indicated by the solid lines (1) and (2) is higher than the maximum temperature Tb in the filter indicated by the solid lines (3). Is described below. In the solid lines (1) and (2) with the alkaline combustion catalyst, the maximum temperature Ta in the filter increases as PM burns, whereas in the solid line (3) with the platinum combustion catalyst, the alkaline combustion This is because PM does not burn at the catalyst activation temperature Ts1.

また、図2の試験結果について、排気流量を低下させる時点でのフィルタ入口温度が高いほど、フィルタ内最高温度も高くなるが、フィルタ入口温度が符号P1,P2に示す温度(急上昇開始温度)よりも高い場合には、フィルタ内最高温度は急速に上昇する。本実施形態では、燃焼触媒をアルカリ系とすることにより、活性化温度Ts1を急上昇開始温度P1,P2よりも低くすることを実現させている。   2, the higher the filter inlet temperature at the time when the exhaust flow rate is reduced, the higher the maximum temperature in the filter. However, the filter inlet temperature is higher than the temperatures indicated by symbols P1 and P2 (rapid increase start temperature). If the temperature is too high, the maximum temperature in the filter rises rapidly. In the present embodiment, the activation temperature Ts1 is made lower than the rapid rise start temperatures P1 and P2 by using an alkaline combustion catalyst.

ところで、実線(1)(2)を比較すると、PM堆積量が多い状態であるほど、過昇温発生温度Ms1,Ms2が低くなることが分かる。そこで本実施形態では、再生目標温度を設定するにあたり、PM堆積量に応じて可変設定している。以下、フィルタ32の破損回避の信頼性を確保しつつ再生処理時間の短縮を図るよう、PM堆積量に応じて再生目標温度を設定する手順について、図3を用いて説明する。   By the way, comparing the solid lines (1) and (2), it can be seen that the higher the PM accumulation amount, the lower the excessive temperature rise generation temperatures Ms1 and Ms2. Therefore, in this embodiment, when setting the regeneration target temperature, it is variably set according to the PM accumulation amount. Hereinafter, a procedure for setting the regeneration target temperature in accordance with the PM deposition amount so as to shorten the regeneration processing time while ensuring the reliability of avoiding damage to the filter 32 will be described with reference to FIG.

図3は、再生目標温度を設定するようECU40が機能している時の機能ブロック図であり、マイコン40aは、以下に説明する燃焼速度推定手段41、PM堆積量推定手段42、再生目標温度算出手段43、排気温度制御手段44を有している。   FIG. 3 is a functional block diagram when the ECU 40 is functioning to set the regeneration target temperature. The microcomputer 40a performs the combustion speed estimation means 41, the PM accumulation amount estimation means 42, and the regeneration target temperature calculation described below. Means 43 and exhaust temperature control means 44 are provided.

先ず、ECU40は、温度センサ34の検出信号からフィルタ入口温度を取得する。燃焼速度推定手段41は、取得したフィルタ入口温度に基づきフィルタ32にて生じているPMの燃焼速度を推定する。すなわち、フィルタ入口温度とPM燃焼速度とは相関が高く、フィルタ入口温度が高いほどPM燃焼速度が速くなっていると推定することができる。例えば、フィルタ入口温度とPM燃焼速度との相関関係を予め試験により取得しておき、その相関関係をマップ化してマイコン40aのメモリ40bに記憶する。そして、燃焼速度推定手段41は、そのマップを参照してフィルタ入口温度に基づきPM燃焼速度を算出すればよい。   First, the ECU 40 acquires the filter inlet temperature from the detection signal of the temperature sensor 34. The combustion speed estimation means 41 estimates the PM combustion speed generated in the filter 32 based on the acquired filter inlet temperature. That is, the filter inlet temperature and the PM combustion rate are highly correlated, and it can be estimated that the PM combustion rate increases as the filter inlet temperature increases. For example, the correlation between the filter inlet temperature and the PM combustion rate is acquired in advance by testing, and the correlation is mapped and stored in the memory 40b of the microcomputer 40a. And the combustion speed estimation means 41 should just calculate PM combustion speed based on filter inlet temperature with reference to the map.

次に、PM堆積量推定手段42は、推定したPM燃焼速度に基づきPM堆積量を推定する。すなわち、PM燃焼速度とPM堆積量とは相関が高く、PM燃焼速度が速いほどPM堆積量も速く減少していくと推定することができる。例えば、PM燃焼速度とPM堆積量との相関関係を予め試験により取得しておき、その相関関係をマップ化してメモリ40bに記憶する。そして、PM堆積量推定手段42は、そのマップを参照してPM燃焼速度に基づきPM堆積量を算出すればよい。   Next, the PM accumulation amount estimation means 42 estimates the PM accumulation amount based on the estimated PM combustion speed. That is, there is a high correlation between the PM combustion rate and the PM accumulation amount, and it can be estimated that the PM accumulation amount decreases faster as the PM combustion rate increases. For example, the correlation between the PM combustion rate and the PM accumulation amount is acquired in advance by a test, and the correlation is mapped and stored in the memory 40b. Then, the PM accumulation amount estimation means 42 may calculate the PM accumulation amount based on the PM combustion speed with reference to the map.

なお、燃焼速度推定手段41及びPM堆積量推定手段42を1つの手段とし、フィルタ入口温度とPM堆積量との相関関係をマップ化してメモリ40bに記憶し、そのマップを参照してフィルタ入口温度に基づきPM堆積量を算出するようにしてもよい。   The combustion rate estimating means 41 and the PM accumulation amount estimating means 42 are used as one means, and the correlation between the filter inlet temperature and the PM accumulation amount is mapped and stored in the memory 40b, and the filter inlet temperature is referred to by referring to the map. The PM accumulation amount may be calculated based on the above.

次に、再生目標温度算出手段43は、算出したPM堆積量に基づき、フィルタ内最高温度が限界温度Toを超えない程度にフィルタ入口温度を高くするよう再生目標温度を算出している。具体的には、図4に示すマップMをメモリ40b(記憶手段)に記憶させておき、当該マップMを参照してPM堆積量に基づき再生目標温度を算出している。以下、マップMの内容について説明する。   Next, the regeneration target temperature calculation unit 43 calculates the regeneration target temperature based on the calculated PM accumulation amount so that the filter inlet temperature is increased to the extent that the maximum temperature in the filter does not exceed the limit temperature To. Specifically, the map M shown in FIG. 4 is stored in the memory 40b (storage means), and the regeneration target temperature is calculated based on the PM accumulation amount with reference to the map M. Hereinafter, the contents of the map M will be described.

図4に示す前記マップMは、PM堆積量と再生目標温度との関係を示すものであり、予め試験により取得して設定されている。マップM中の実線L1は、フィルタ内最高温度が限界温度Toに達するライン(過昇温発生ライン)を示す試験結果である。この試験結果は、PM堆積量が多いほど限界温度Toに達する時のフィルタ入口温度が低くなることを表している。   The map M shown in FIG. 4 shows the relationship between the PM deposition amount and the regeneration target temperature, and is acquired and set in advance by a test. A solid line L1 in the map M is a test result indicating a line (overheat generation occurrence line) where the maximum temperature in the filter reaches the limit temperature To. This test result shows that the filter inlet temperature when reaching the limit temperature To becomes lower as the PM deposition amount increases.

この過昇温発生ラインL1よりもPM堆積量が多くなる側の領域(斜線R1に示す領域)は、フィルタ内最高温度が限界温度Toを超えるリスクの高い過昇温リスク領域R1である。一方、過昇温発生ラインL1よりもPM堆積量が少なくなる側の領域(斜線S1に示す領域)は、フィルタ内最高温度が限界温度Toを超えることのない安全領域S1である。したがって、再生目標温度は、安全領域S1のうち過昇温発生ラインL1と隣接する領域(網点ハッチに示す再生目標温度領域Strg)内に存在するよう設定されている。なお、安全領域S1では、再生目標温度が過昇温発生領域M1(図2参照)に入ることはない。   The region on the side where the amount of accumulated PM is larger than the excessive temperature rise generation line L1 (the region indicated by the slanted line R1) is an excessive temperature rise risk region R1 where the maximum temperature in the filter exceeds the limit temperature To. On the other hand, the region where the amount of accumulated PM is smaller than the excessive temperature rise generation line L1 (the region indicated by the oblique line S1) is the safety region S1 in which the maximum temperature in the filter does not exceed the limit temperature To. Therefore, the regeneration target temperature is set so as to exist in a region (regeneration target temperature region Strg shown by the halftone hatch) adjacent to the overheat generation line L1 in the safety region S1. In the safety region S1, the regeneration target temperature does not enter the excessive temperature rise occurrence region M1 (see FIG. 2).

ちなみに、図5は、白金系燃焼触媒を用いた従来システムにおける過昇温発生ラインL2、過昇温リスク領域R2及び安全領域S2を示す試験結果である。但し、この従来システムでは、白金系燃焼触媒の活性化温度Ts3(図2参照)がアルカリ系燃焼触媒の活性化温度Ts1よりも高いので、安全領域S2では白金系燃焼触媒の活性化温度Ts3に達しない。よって、安全領域S2で再生目標温度を設定したとしてもPMは燃焼せず、フィルタ再生処理が為されない。したがって、PMを燃焼させるには再生目標温度を安全領域S2よりも高温(例えば600℃以上)の実用領域S3で設定しなければならない。なお、実用領域S3では、再生目標温度が過昇温発生領域M3(図2参照)に入ることとなる。   Incidentally, FIG. 5 is a test result showing an excessive temperature increase generation line L2, an excessive temperature increase risk region R2, and a safety region S2 in a conventional system using a platinum-based combustion catalyst. However, in this conventional system, the activation temperature Ts3 (see FIG. 2) of the platinum-based combustion catalyst is higher than the activation temperature Ts1 of the alkaline combustion catalyst. Therefore, in the safety region S2, the activation temperature Ts3 of the platinum-based combustion catalyst is set. Not reach. Therefore, even if the regeneration target temperature is set in the safety region S2, PM does not burn and filter regeneration processing is not performed. Therefore, in order to burn PM, the regeneration target temperature must be set in the practical region S3 that is higher than the safe region S2 (for example, 600 ° C. or higher). In the practical area S3, the regeneration target temperature enters the excessive temperature rise occurrence area M3 (see FIG. 2).

図3の説明に戻り、排気温度制御手段44は、フィルタ入口温度が上述の如く設定した再生目標温度に近づくようポスト噴射量を制御する。例えば、温度センサ34により検出された実フィルタ入口温度と再生目標温度との偏差をゼロに近づけるよう、ポスト噴射量をフィードバック制御することが望ましい。そして、図3に示す各種手段41〜44による再生目標温度の算出及び排気温度制御は、所定周期(例えばマイコン40aの演算周期、又は所定クランク角周期)毎に、繰り返し実行される。   Returning to FIG. 3, the exhaust temperature control means 44 controls the post injection amount so that the filter inlet temperature approaches the regeneration target temperature set as described above. For example, it is desirable to feedback-control the post injection amount so that the deviation between the actual filter inlet temperature detected by the temperature sensor 34 and the regeneration target temperature approaches zero. Then, the calculation of the regeneration target temperature and the exhaust gas temperature control by the various means 41 to 44 shown in FIG. 3 are repeatedly executed every predetermined cycle (for example, the calculation cycle of the microcomputer 40a or the predetermined crank angle cycle).

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。   According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.

(1)過昇温発生温度Ms1,Ms2より低温でPMの燃焼を行うことができるアルカリ系金属の燃焼触媒を採用するので、フィルタ再生処理を実行するにあたり、過昇温しない安全領域S1内にて再生目標温度を設定してもPMを燃焼させることができる。そのため、アイドリング運転に切り替わってもフィルタ32の破損が生じない程度に、フィルタ入口温度をできるだけ高くするよう再生目標温度を設定することを容易に実現できる。よって、フィルタ32の破損回避の信頼性を確保しつつ再生処理時間の短縮を図ることを容易に実現できる。   (1) Since an alkali metal combustion catalyst capable of performing PM combustion at a temperature lower than the overheat generation temperature Ms1, Ms2 is employed, the filter regeneration process is performed within the safe region S1 where the overheat is not generated. Even if the regeneration target temperature is set, PM can be burned. Therefore, it is possible to easily set the regeneration target temperature so as to make the filter inlet temperature as high as possible so that the filter 32 is not damaged even when the idling operation is switched. Therefore, it is possible to easily realize a reduction in the regeneration processing time while ensuring the reliability of avoiding damage to the filter 32.

(2)PM堆積量が多いほど再生目標温度を低く設定するので、再生目標温度を安全領域S1内で設定するにあたり、過昇温発生ラインL1ぎりぎりまで近づけて設定することができる。よって、フィルタ32の破損回避の信頼性を確保しつつ再生処理時間の短縮を図ることを促進できる。   (2) Since the regeneration target temperature is set lower as the PM accumulation amount is larger, the regeneration target temperature can be set as close as possible to the over-temperature rise generation line L1 when setting the regeneration target temperature within the safety region S1. Accordingly, it is possible to promote shortening of the regeneration processing time while ensuring the reliability of avoiding damage to the filter 32.

(3)ところで、フィルタ再生処理が進行すればPM堆積量は減少していくので、再生処理の進行に伴い再生目標温度を上昇させていくことができる。この点に鑑み上記実施形態では、図3の各種手段41〜44による再生目標温度の算出及び排気温度制御を、所定周期で逐次繰り返し実行する。そのため、再生処理の進行に伴い変化するPM堆積量に応じて再生目標温度が過昇温発生ラインL1に近づくよう更新されるので、再生処理時間の短縮をより一層促進できる。   (3) Since the amount of accumulated PM decreases as the filter regeneration process proceeds, the regeneration target temperature can be raised as the regeneration process proceeds. In view of this point, in the above embodiment, the calculation of the regeneration target temperature and the exhaust gas temperature control by the various means 41 to 44 in FIG. Therefore, since the regeneration target temperature is updated so as to approach the excessive temperature rise generation line L1 in accordance with the PM deposition amount that changes as the regeneration process proceeds, the regeneration process time can be further shortened.

(4)再生目標温度領域Strg内に設定された再生目標温度とPM堆積量との関係を予め試験して取得しておき、その関係を特定するマップMを参照してPM堆積量に基づき再生目標温度を算出するので、マップMを用いることなく演算式にPM堆積量を代入して再生目標温度を算出する場合に比べて、再生目標温度領域Strg内となるよう再生目標温度を算出するにあたり、その算出処理負荷を軽減できる。   (4) The relationship between the regeneration target temperature set in the regeneration target temperature region Strg and the PM deposition amount is obtained by testing in advance, and the regeneration based on the PM deposition amount is performed with reference to a map M that specifies the relationship. Since the target temperature is calculated, the regeneration target temperature is calculated so as to be within the regeneration target temperature region Strg as compared with the case where the regeneration target temperature is calculated by substituting the PM deposition amount into the arithmetic expression without using the map M. The calculation processing load can be reduced.

(5)再生目標温度の算出に用いるPM堆積量を燃焼速度に基づき推定するので、PM堆積量を精度良く推定することを容易に実現できる。また、PM堆積量算出に用いる燃焼速度をフィルタ入口温度に基づき推定するので、燃焼速度を精度良く推定することを容易に実現できる。   (5) Since the PM accumulation amount used for calculating the regeneration target temperature is estimated based on the combustion speed, it is possible to easily estimate the PM accumulation amount with high accuracy. In addition, since the combustion speed used for calculating the PM accumulation amount is estimated based on the filter inlet temperature, it is possible to easily estimate the combustion speed with high accuracy.

(6)急上昇開始温度P1,P2よりも低温でPMの燃焼を行うことができるアルカリ系金属の燃焼触媒を採用するので、車両走行時において、急上昇開始温度P1,P2よりも低温の領域で再生目標温度を設定することができる。よって、過昇温発生温度Ms1,Ms2よりは低温であるものの急上昇開始温度P1,P2よりも高い温度で再生目標温度を設定する場合に比べ、アイドリング運転に切り替わってもフィルタ32の破損が生じない程度に排気温度をできるだけ高温に制御することを、確実にできる。よって、過昇温回避の信頼性向上を図ることができる。   (6) Since an alkali metal combustion catalyst capable of burning PM at a temperature lower than the sudden rise start temperatures P1 and P2 is employed, regeneration is performed in a region lower than the sudden rise start temperatures P1 and P2 when the vehicle is running. The target temperature can be set. Therefore, the filter 32 is not damaged even when the idling operation is switched, compared with the case where the regeneration target temperature is set at a temperature higher than the sudden rise start temperatures P1 and P2 although it is lower than the excessive temperature rise occurrence temperatures Ms1 and Ms2. It is possible to reliably control the exhaust temperature as high as possible. Therefore, it is possible to improve the reliability of avoiding overheating.

(7)従来の排気浄化システムでは、エンジンのアイドリング運転時には、触媒活性化温度Ts3よりも低い温度でフィルタ入口温度を制御しなければならないので、アイドリング運転時にはPM燃焼させないように排気温度を制御することを要する。これに対し本実施形態では、エンジンのアイドリング運転時であっても、触媒活性化温度Ts1よりも高い温度でフィルタ入口温度を制御することが可能となるので、アイドリング運転時にもPM燃焼を行わせるよう排気温度を制御することができる。   (7) In the conventional exhaust purification system, the filter inlet temperature must be controlled at a temperature lower than the catalyst activation temperature Ts3 during the idling operation of the engine. Therefore, the exhaust temperature is controlled so as not to cause PM combustion during the idling operation. It takes a thing. In contrast, in this embodiment, the filter inlet temperature can be controlled at a temperature higher than the catalyst activation temperature Ts1 even during the idling operation of the engine. Therefore, PM combustion is performed even during the idling operation. The exhaust temperature can be controlled.

(他の実施形態)
本発明は上記実施形態の記載内容に限定されず、以下のように変更して実施してもよい。また、各実施形態の特徴的構成をそれぞれ任意に組み合わせるようにしてもよい。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the description of the above embodiment, and may be modified as follows. Moreover, you may make it combine the characteristic structure of each embodiment arbitrarily, respectively.

・上記実施形態では、フィルタ入口温度が目標温度となるようポスト噴射量を制御しているが、本発明に係る目標温度は、フィルタ32の温度と相関のある温度であれば良く、例えば、フィルタ入口温度に替えてフィルタ出口温度に対して目標温度を設定してもよい。また、フィルタ入口温度及びフィルタ出口温度に基づきフィルタ基材の温度(フィルタ床温度)を推定し、推定したフィルタ床温度に対して目標温度を設定してもよい。また、酸化触媒33の入口温度に対して目標温度を設定してもよい。これらの場合、フィルタ出口温度を検出する温度センサ37(図1参照)や、酸化触媒33の入口温度を検出する温度センサ36(図1参照)を設け、これらの温度センサ36,37により検出された実際の温度もしくはその検出温度から推定されるフィルタ床温度と、目標温度との偏差に応じてポスト噴射量をフィードバック制御することが望ましい。   In the above embodiment, the post-injection amount is controlled so that the filter inlet temperature becomes the target temperature. However, the target temperature according to the present invention may be a temperature correlated with the temperature of the filter 32, for example, the filter The target temperature may be set for the filter outlet temperature instead of the inlet temperature. Further, the temperature of the filter base material (filter bed temperature) may be estimated based on the filter inlet temperature and the filter outlet temperature, and the target temperature may be set for the estimated filter bed temperature. Further, the target temperature may be set with respect to the inlet temperature of the oxidation catalyst 33. In these cases, a temperature sensor 37 (see FIG. 1) for detecting the filter outlet temperature and a temperature sensor 36 (see FIG. 1) for detecting the inlet temperature of the oxidation catalyst 33 are provided and detected by these temperature sensors 36, 37. It is desirable to perform feedback control of the post-injection amount in accordance with the deviation between the actual temperature or the filter bed temperature estimated from the detected temperature and the target temperature.

・上記実施形態では、フィルタ再生処理を実施するにあたり、ポスト噴射により酸化触媒33へ未燃HCを供給してフィルタ入口温度の昇温を図っているが、排気管18のうち酸化触媒33の上流側部分へ酸化剤(例えばHC)を供給する酸化剤供給弁(図示せず)を設け、その酸化剤の供給によりフィルタ入口温度の昇温を図るようにしてもよい。この場合、酸化剤の供給量を調整することでフィルタ入口温度を制御することとなる。   In the above embodiment, when performing the filter regeneration process, the unburned HC is supplied to the oxidation catalyst 33 by post injection to increase the temperature of the filter inlet, but the exhaust pipe 18 is upstream of the oxidation catalyst 33. An oxidant supply valve (not shown) for supplying an oxidant (for example, HC) to the side portion may be provided, and the temperature at the filter inlet may be increased by supplying the oxidant. In this case, the filter inlet temperature is controlled by adjusting the supply amount of the oxidizing agent.

・或いは、フィルタ再生処理を実施するにあたり、燃焼室12から排出される排ガス温度を高くするよう、吸気弁で吸気量を減少させたり、排気弁で排気圧力を上昇させたり、メイン噴射の噴射量を増大させたり、EGR量を増大させたりすることで、フィルタ入口温度の昇温を図るようにしてもよい。この場合、吸気量や排気圧、燃料噴射量、EGR量等を調整することでフィルタ入口温度を制御することとなる。   -Alternatively, when performing the filter regeneration process, the intake air amount is reduced by the intake valve, the exhaust pressure is increased by the exhaust valve, or the injection amount of the main injection so as to increase the exhaust gas temperature discharged from the combustion chamber 12 The filter inlet temperature may be increased by increasing the EGR amount or the EGR amount. In this case, the filter inlet temperature is controlled by adjusting the intake air amount, the exhaust pressure, the fuel injection amount, the EGR amount, and the like.

・上記実施形態では、燃焼速度に基づきPM堆積量を算出しているが、例えば、差圧センサ35により検出された差圧等に基づきPM堆積量を算出したり、エンジンの運転時間や車両走行距離等に基づきPM堆積量を推定したりしてもよい。   In the above embodiment, the PM accumulation amount is calculated based on the combustion speed. For example, the PM accumulation amount is calculated based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor 35, the engine operating time, and the vehicle running The PM accumulation amount may be estimated based on the distance or the like.

・本発明に用いる燃焼触媒はアルカリ系触媒に限定されるものではなく、過昇温発生温度Ms1,Ms2よりも低温で活性化する触媒であれば、アルカリ系以外の触媒であってもよい。   The combustion catalyst used in the present invention is not limited to an alkaline catalyst, and may be a catalyst other than an alkaline catalyst as long as it is activated at a temperature lower than the excessively high temperature generation temperatures Ms1, Ms2.

本発明の一実施形態にかかる排気浄化システムが適用された、エンジンの吸排気系システムを示す構成図。1 is a configuration diagram showing an engine intake / exhaust system to which an exhaust purification system according to an embodiment of the present invention is applied. フィルタ再生時に排気流量が低下した場合における、PM燃焼時のフィルタ入口温度と、フィルタ内最高温度との関係を示す試験データ。Test data showing the relationship between the filter inlet temperature during PM combustion and the maximum temperature in the filter when the exhaust flow rate decreases during filter regeneration. 図1に示すECUが、再生目標温度を設定するよう機能している時の機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram when the ECU shown in FIG. 1 functions to set a regeneration target temperature. 図3に示す再生目標温度算出手段が、再生目標温度の算出に用いるマップ。FIG. 4 is a map used by the regeneration target temperature calculation unit shown in FIG. 3 for calculating the regeneration target temperature. 白金系の燃焼触媒を採用した従来の排気浄化システムにおいて、過昇温発生ライン等を表す図。FIG. 3 is a diagram showing an excessive temperature rise generation line and the like in a conventional exhaust purification system employing a platinum-based combustion catalyst.

符号の説明Explanation of symbols

32…フィルタ、34…温度センサ(検出手段)、40…ECU(昇温制御装置)、41…燃焼速度推定手段、42…PM堆積量推定手段、43…再生目標温度算出手段(目標温度算出手段)、44…(排気温度制御手段)。   32 ... Filter, 34 ... Temperature sensor (detection means), 40 ... ECU (temperature increase control device), 41 ... Combustion rate estimation means, 42 ... PM accumulation amount estimation means, 43 ... Regeneration target temperature calculation means (target temperature calculation means) ), 44 (exhaust temperature control means).

Claims (7)

内燃機関の排気中に含まれる粒子状物質であるPMを捕集するフィルタと、
前記フィルタに担持され、所定の活性化温度以上にまで昇温されることにより活性化してPMの燃焼を促進させる触媒と、
前記触媒が活性化温度以上となるよう排気温度を制御する昇温制御装置と、
を備え、
前記触媒には、前記内燃機関のアイドリング運転時に前記フィルタを限界温度にまで上昇させ得る排気温度よりも低温で活性化する触媒が採用されており、
前記昇温制御装置は、
前記フィルタに堆積したPMの堆積量に応じて、前記フィルタの温度又はそのフィルタ温度と相関のある温度についての目標温度を算出する目標温度算出手段と、
前記目標温度となるよう排気温度を制御する排気温度制御手段と、
を有することを特徴とする排気浄化システム。
A filter that collects PM, which is particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine;
A catalyst carried on the filter and activated by being heated to a predetermined activation temperature or higher to promote PM combustion;
A temperature increase control device for controlling the exhaust temperature so that the catalyst is equal to or higher than the activation temperature;
With
The catalyst employs a catalyst that is activated at a temperature lower than an exhaust temperature at which the filter can be raised to a limit temperature during idling operation of the internal combustion engine,
The temperature increase control device includes:
Target temperature calculation means for calculating a target temperature for the temperature of the filter or a temperature correlated with the filter temperature according to the amount of PM deposited on the filter;
Exhaust temperature control means for controlling the exhaust temperature so as to be the target temperature;
An exhaust purification system characterized by comprising:
PMを燃焼させる再生処理中に、前記フィルタの温度又はそのフィルタ温度と相関のある温度を逐次検出する検出手段と、
前記再生処理中に、前記検出手段の検出値に基づきPMの燃焼速度を逐次推定する燃焼速度推定手段と、
前記再生処理中に、推定された燃焼速度に基づき前記フィルタに堆積したPMの堆積量を逐次推定するPM堆積量推定手段と、
を備え、
前記目標温度算出手段は、前記PM堆積量推定手段により推定されたPM堆積量に基づき、前記再生処理中に前記目標温度を逐次算出することを特徴とする請求項1に記載の排気浄化システム。
Detecting means for successively detecting the temperature of the filter or a temperature correlated with the filter temperature during the regeneration process for burning PM;
Combustion speed estimation means for sequentially estimating the combustion speed of PM based on the detection value of the detection means during the regeneration process;
PM accumulation amount estimation means for sequentially estimating the accumulation amount of PM accumulated on the filter based on the estimated combustion rate during the regeneration process;
With
The exhaust purification system according to claim 1, wherein the target temperature calculation means sequentially calculates the target temperature during the regeneration process based on the PM accumulation amount estimated by the PM accumulation amount estimation means.
PM堆積量又はその堆積量と相関のある物理量と、前記目標温度との関係を表すマップが記憶された記憶手段と、
前記フィルタの温度又はそのフィルタ温度と相関のある温度を検出する検出手段と、
を備え、
前記目標温度算出手段は、前記検出手段による検出結果及び前記マップに基づき前記目標温度を算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の排気浄化システム。
A storage means for storing a map representing a relationship between the PM deposition amount or a physical quantity correlated with the deposition amount and the target temperature;
Detecting means for detecting the temperature of the filter or a temperature correlated with the filter temperature;
With
The exhaust gas purification system according to claim 1 or 2, wherein the target temperature calculation means calculates the target temperature based on a detection result by the detection means and the map.
前記触媒には、前記アイドリング運転時に前記フィルタを限界温度にまで上昇させ得る排気温度よりも低温、かつ、PMが急速温度上昇を開始する温度よりも低温で活性化する触媒が採用されていることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載の排気浄化システム。   As the catalyst, a catalyst that is activated at a temperature lower than an exhaust temperature at which the filter can be raised to a limit temperature during the idling operation and at a temperature lower than a temperature at which PM starts a rapid temperature increase is employed. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 3. 前記触媒は、アルカリ系金属を少なくとも含んでいることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載の排気浄化システム。   The exhaust purification system according to any one of claims 1 to 4, wherein the catalyst contains at least an alkali metal. 前記触媒は、ゼオライトにアルカリ系金属を担持して、600℃以上で焼成して得られる複合酸化物であることを特徴とする請求項5に記載の排気浄化システム。   The exhaust purification system according to claim 5, wherein the catalyst is a composite oxide obtained by supporting an alkali metal on zeolite and calcining at 600 ° C or higher. 前記触媒は、一酸化炭素を酸化できない触媒であることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載の排気浄化システム。   The exhaust purification system according to any one of claims 1 to 6, wherein the catalyst is a catalyst that cannot oxidize carbon monoxide.
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