JP2010180842A - Exhaust emission control device of engine - Google Patents

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Atsushi Saito
敦 斉藤
Kazushi Hirota
和史 廣田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device improving fuel economy in regeneration of a DPF and inhibiting deterioration of a battery. <P>SOLUTION: The exhaust emission control device 100 of an engine 10 includes the filter 32 collecting particulate matter in exhaust gas and burns the particulate matter accumulated in the filter 32 in filter regeneration by raising temperature of the exhaust gas. The exhaust emission control device includes a power generation device 11 driven by the engine 10 to generate electric power and supplying the electric power to the battery based on a target battery charging amount, and a charging amount control means S303 increasing the target battery charging amount in filter regeneration so that exhaust temperature rises with increase of a power generation load of the power generation device 11. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、エンジンから排出される排気を浄化する排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust exhausted from an engine.

特許文献1には、ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質(Particulate Matter;以下「PM」という)を捕集して、排気を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter;以下「DPF」という)を備えた排気浄化装置が開示されている。この排気浄化装置では、DPFに所定量のPMが堆積した時に排気温度を上昇させ、PMが自己着火し始める600℃程度にDPF温度を維持することで、DPFの機能を再生するDPF再生制御を実施する。   Patent Document 1 discloses a diesel particulate filter (Diesel Particulate Filter; hereinafter referred to as “DPF”) that collects particulate matter (Particulate Matter; hereinafter referred to as “PM”) contained in the exhaust of a diesel engine and purifies the exhaust. ) Is disclosed. In this exhaust purification device, the DPF regeneration control for regenerating the DPF function is performed by raising the exhaust temperature when a predetermined amount of PM is deposited on the DPF and maintaining the DPF temperature at about 600 ° C. at which the PM starts to self-ignite. carry out.

特開2005−90454号公報JP 2005-90454 A

特許文献1に記載の排気浄化装置は、DPF再生時にオルタネータの発電負荷を大きくしてエンジン負荷を増大させ、メイン燃料噴射における燃料噴射量を増加させることで、排気温度を上昇させる。   The exhaust emission control device described in Patent Document 1 increases the engine load by increasing the power generation load of the alternator during DPF regeneration, and increases the fuel injection amount in the main fuel injection, thereby increasing the exhaust temperature.

オルタネータの発電負荷を大きくするためには、DPF再生時にデフォッガ等を強制的に作動させることが考えられるが、デフォッガ等を不必要に作動させてしまうおそれがある。これでは単に排気温度を上昇させるために燃料噴射量を増加させることになり、DPF再生時の燃費性能が悪化してしまう。   In order to increase the power generation load of the alternator, it is conceivable to forcibly operate the defogger or the like during DPF regeneration, but there is a possibility that the defogger or the like may be operated unnecessarily. This simply increases the fuel injection amount in order to raise the exhaust temperature, and the fuel consumption performance during DPF regeneration deteriorates.

また、オルタネータによって発電した電気を、バッテリ充電量を考慮せずにバッテリに充電すると、過充電となってバッテリを劣化させるおそれもある。   Moreover, if the electricity generated by the alternator is charged into the battery without considering the battery charge amount, the battery may be overcharged and deteriorated.

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、DPF再生時における燃費性能を改善し、さらにバッテリ劣化を抑制することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that can improve fuel efficiency at the time of DPF regeneration and further suppress battery deterioration. To do.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する。なお、理解を容易にするために本発明の実施形態に対応する符号を付するが、これに限定されるものではない。   The present invention solves the above problems by the following means. In addition, in order to make an understanding easy, although the code | symbol corresponding to embodiment of this invention is attached | subjected, it is not limited to this.

本発明は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタ(32)を備え、フィルタ再生時に排気温度を上昇させてフィルタ(32)に堆積した粒子状物質を燃焼させるエンジン(10)の排気浄化装置(100)であって、エンジン(10)によって駆動されて発電し、目標バッテリ充電量に基づいてバッテリに電力を供給する発電装置(11)と、フィルタ再生時に、発電装置(11)の発電負荷の増加によって排気温度が上昇するように、目標バッテリ充電量を増加させる充電量制御手段(S303)と、を備えることを特徴とする。   The present invention includes a filter (32) that collects particulate matter in exhaust gas, and exhaust purification of an engine (10) that burns particulate matter that has accumulated on the filter (32) by raising the exhaust temperature during filter regeneration. A power generation device (100) that is driven by the engine (10) to generate power and supplies power to the battery based on a target battery charge amount; and power generation of the power generation device (11) during filter regeneration Charge amount control means (S303) for increasing the target battery charge amount so that the exhaust temperature rises as the load increases.

本発明によれば、フィルタ再生時に目標バッテリ充電量を増大させ、発電装置の発電負荷を増加させることで、バッテリを充電しつつ、排気温度を高めてフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる。発電装置の発電負荷増加によってエンジン負荷が増加するので、燃料噴射量を増加させることになるが、バッテリの充電と排気昇温の両方を行うため、フィルタ再生時における燃費性能の悪化を抑制することが可能となる。また、目標バッテリ充電量に基づいてバッテリへの充電が行われるので、過充電となることがなく、バッテリ劣化を抑制することが可能となる。   According to the present invention, when the filter is regenerated, the target battery charge amount is increased, and the power generation load of the power generation device is increased, so that the particulate matter deposited on the filter is burned by increasing the exhaust temperature while charging the battery. Since the engine load increases due to the increase in the power generation load of the power generation device, the fuel injection amount will be increased. However, since the battery is charged and the exhaust gas temperature is increased, the deterioration of fuel consumption performance during filter regeneration is suppressed Is possible. In addition, since the battery is charged based on the target battery charge amount, it is not overcharged and battery deterioration can be suppressed.

車両用ディーゼルエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exhaust emission control device of the diesel engine for vehicles. DPF再生制御を実行するためのメインルーチンについて説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the main routine for performing DPF regeneration control. DPF再生制御の詳細を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the detail of DPF regeneration control. DPFにおけるPM堆積量の変化を説明するタイミングチャートである。It is a timing chart explaining the change of PM deposition amount in DPF.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、車両用ディーゼルエンジンの排気浄化装置100の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device 100 for a vehicle diesel engine.

図1を参照すると、排気浄化装置100は、エンジン10と、外部からの新気をエンジン10へ流す吸気通路20と、エンジン10からの排気を外部に流す排気通路30と、コントローラ40とを備える。   Referring to FIG. 1, the exhaust purification device 100 includes an engine 10, an intake passage 20 through which fresh air from the outside flows into the engine 10, an exhaust passage 30 through which exhaust from the engine 10 flows outside, and a controller 40. .

吸気通路20には、吸気絞り弁21が設けられる。   An intake throttle valve 21 is provided in the intake passage 20.

吸気絞り弁21は、吸気通路20の吸気流通面積を変化させることで、エンジン10に供給される吸気量を調整する。吸気絞り弁21を通過した吸気は、吸気コレクタを介してエンジン10の各気筒に分配される。   The intake throttle valve 21 adjusts the amount of intake air supplied to the engine 10 by changing the intake flow area of the intake passage 20. The intake air that has passed through the intake throttle valve 21 is distributed to each cylinder of the engine 10 via an intake collector.

エンジン10は、オルタネータ11と、インジェクタ12とを備える。   The engine 10 includes an alternator 11 and an injector 12.

オルタネータ11は、クランクシャフトの回転によって駆動されて発電する発電機である。オルタネータ11は、電装部品であるデフォッガやヘッドライト等の電気負荷51に電力を供給するとともに、バッテリ充電量が目標値となるようにバッテリ52を充電する。オルタネータ11は電圧レギュレータを内蔵し、電圧レギュレータによって電気負荷51の状態やバッテリ52のバッテリ充電量に応じて発電電圧が調整される。   The alternator 11 is a generator that is driven by the rotation of the crankshaft to generate electric power. The alternator 11 supplies power to an electric load 51 such as a defogger or a headlight that is an electrical component, and charges the battery 52 so that the battery charge amount becomes a target value. The alternator 11 incorporates a voltage regulator, and the generated voltage is adjusted according to the state of the electric load 51 and the battery charge amount of the battery 52 by the voltage regulator.

バッテリ52は、エンジン運転状態に応じて、蓄えた電力を電気負荷51に供給する。   The battery 52 supplies the stored power to the electric load 51 according to the engine operating state.

インジェクタ12は、エンジン10の各気筒の燃焼室に臨むように設けられ、燃焼室内に燃料を噴射する。噴射された燃料は、燃焼室内で高圧縮化されて高温になった吸気によって燃焼する。燃焼により生じた排気は、エンジン10から排気通路30に排出される。   The injector 12 is provided so as to face the combustion chamber of each cylinder of the engine 10 and injects fuel into the combustion chamber. The injected fuel is combusted by intake air that has been highly compressed in the combustion chamber and has reached a high temperature. Exhaust gas generated by the combustion is discharged from the engine 10 to the exhaust passage 30.

排気通路30には、上流から順にNOx触媒コンバータ31と、DPF32とが設けられる。   The exhaust passage 30 is provided with a NOx catalytic converter 31 and a DPF 32 in order from the upstream.

NOx触媒コンバータ31は、コージェライト製のモノリス担体にNOx触媒を担持する。NOx触媒コンバータ31のNOx触媒は、排気空燃比がストイキよりもリーンの時に排気中のNOxを捕捉し、排気空燃比がストイキよりもリッチのときにNOxを脱離・還元する。   The NOx catalytic converter 31 carries a NOx catalyst on a monolith carrier made of cordierite. The NOx catalyst of the NOx catalytic converter 31 captures NOx in exhaust when the exhaust air-fuel ratio is leaner than stoichiometric, and desorbs and reduces NOx when the exhaust air-fuel ratio is richer than stoichiometric.

DPF32は、コージェライト製の多孔質のハニカム構造体であって、排気が流れる流路を多孔質薄壁によって格子状に仕切る。各流路の入口は交互に目封じされ、入口が目封じされない流路は出口が目封じされるので、DPF32に流入した排気に含まれるPMは多孔質薄壁を通過する際に、その内側表面で捕集される。したがって、DPF32は、エンジン10から排出された排気に含まれるPMを捕集し、PMを除去した排気を下流に流す。   The DPF 32 is a porous honeycomb structure made of cordierite, and partitions the flow path through which exhaust gas flows in a lattice pattern by porous thin walls. The inlet of each flow path is alternately sealed, and the flow path in which the inlet is not sealed is sealed in the outlet. Therefore, when the PM contained in the exhaust gas flowing into the DPF 32 passes through the porous thin wall, Collected on the surface. Therefore, the DPF 32 collects PM contained in the exhaust discharged from the engine 10 and flows the exhaust from which the PM is removed downstream.

上記したオルタネータの発電負荷やインジェクタ12の燃料噴射時期は、コントローラ40によって制御される。   The power generation load of the alternator and the fuel injection timing of the injector 12 are controlled by the controller 40.

コントローラ40は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。   The controller 40 includes a microcomputer that includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface).

コントローラ40には、エンジン回転速度を検出するクランク角度センサ41と、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルペダルセンサ42と、エンジン10を冷却する冷却水の温度を検出する水温センサ43と、DPF32の入口側排気圧力と出口側排気圧力との差を検出する差圧センサ44からの検出データがそれぞれ信号として入力する。   The controller 40 includes a crank angle sensor 41 that detects the engine speed, an accelerator pedal sensor 42 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, a water temperature sensor 43 that detects the temperature of cooling water that cools the engine 10, and a DPF 32 Detection data from a differential pressure sensor 44 that detects a difference between the inlet side exhaust pressure and the outlet side exhaust pressure is input as a signal.

コントローラ40は、これらの入力信号に基づいて、DPF32におけるPM堆積量を算出し、DPF32の再生制御を実施する。DPF再生制御は、DPF32に所定量のPMが堆積した時に排気温度を上昇させることで、DPF温度を600℃以上にしてPMを燃焼させ、DPF32の機能を再生する制御である。   Based on these input signals, the controller 40 calculates the PM accumulation amount in the DPF 32 and performs regeneration control of the DPF 32. The DPF regeneration control is a control for regenerating the function of the DPF 32 by increasing the exhaust gas temperature when a predetermined amount of PM is deposited on the DPF 32 to burn the PM at a DPF temperature of 600 ° C. or higher.

従来手法の排気浄化装置では、DPF再生時に、オルタネータの発電負荷を増加させることで排気温度を上昇させる。   In the exhaust purification apparatus of the conventional method, the exhaust gas temperature is raised by increasing the power generation load of the alternator during DPF regeneration.

しかしながら、例えば、DPF再生時にデフォッガ等を強制的に作動させてオルタネータの発電負荷を増加させる場合には、不必要にデフォッガ等を作動させる可能性がある。このような場合、単に排気温度を上昇させるためにメイン燃料噴射の燃料噴射量を増加させることになり、DPF再生時の燃費性能が悪化するという問題がある。また、オルタネータによって発電した電気を、バッテリ充電量を考慮せずにバッテリに充電する場合には、過充電となってバッテリ劣化を招くという問題もある。   However, for example, when the defogger or the like is forcibly activated during DPF regeneration to increase the power generation load of the alternator, the defogger or the like may be operated unnecessarily. In such a case, the fuel injection amount of the main fuel injection is simply increased in order to raise the exhaust temperature, and there is a problem that the fuel consumption performance at the time of DPF regeneration is deteriorated. In addition, when charging the battery with the electric power generated by the alternator without considering the battery charge amount, there is a problem that the battery is deteriorated due to overcharging.

そこで、排気浄化装置100では、DPF再生前に目標バッテリ充電量を低下させた後、DPF再生時に目標バッテリ充電量を増大させ、オルタネータ11の発電負荷を増加させることで、バッテリ52を充電にしつつ、排気温度を高めてPMを燃焼除去するので、DPF再生時の燃費性能改善とバッテリ劣化抑制との両立を図る。   Therefore, the exhaust purification apparatus 100 reduces the target battery charge before DPF regeneration, then increases the target battery charge during DPF regeneration and increases the power generation load of the alternator 11, thereby charging the battery 52. Since the exhaust temperature is raised and PM is burned and removed, both improvement in fuel efficiency during regeneration of the DPF and suppression of battery deterioration are achieved.

図2及び図3を参照して、DPF32を再生するためにコントローラ40が実行する制御について説明する。   Control executed by the controller 40 to regenerate the DPF 32 will be described with reference to FIGS. 2 and 3.

図2は、コントローラ40が実行するメインルーチンについて説明するフローチャートである。メインルーチンは、エンジン10の運転中に一定間隔、例えば10msで繰り返し実行される。   FIG. 2 is a flowchart for explaining a main routine executed by the controller 40. The main routine is repeatedly executed at regular intervals, for example, 10 ms during operation of the engine 10.

ステップS101では、コントローラ40は、水温特性異常又はバッテリ劣化の有無を判定する。   In step S101, the controller 40 determines the presence or absence of water temperature characteristic abnormality or battery deterioration.

水温特性異常又はバッテリ劣化がない場合には、コントローラ40はステップS102の処理を実行する。これに対して、水温特性異常又はバッテリ劣化がある場合には、コントローラ40は処理を終了する。   When there is no water temperature characteristic abnormality or battery deterioration, the controller 40 executes the process of step S102. On the other hand, when there is a water temperature characteristic abnormality or battery deterioration, the controller 40 ends the process.

サーモスタットが故障したり、冷却水通路につまりが生じたりした場合には、冷却水温度が高くなる。このような状態でDPF再生のために排気温度を上昇させると、エンジン10がオーバーヒートするおそれがある。したがって、水温特性異常がある場合には、DPF32の再生を実施しないようにする。なお、水温センサ43によって検出される冷却水温度が所定温度よりも高い場合に、水温特性異常があると判定する。   When the thermostat breaks down or clogging occurs in the cooling water passage, the cooling water temperature becomes high. If the exhaust temperature is raised for DPF regeneration in such a state, the engine 10 may be overheated. Therefore, when there is an abnormality in the water temperature characteristic, the regeneration of the DPF 32 is not performed. In addition, when the cooling water temperature detected by the water temperature sensor 43 is higher than a predetermined temperature, it is determined that there is a water temperature characteristic abnormality.

また、バッテリ52が劣化している場合には、電気負荷51や補機類の使用状態によってはバッテリ上がりのおそれがある。したがって、バッテリ劣化がある場合には、DPF32の再生を実施しないようにする。なお、エンジン始動時におけるクランキング中のバッテリ電圧の低下度合いが小さい場合に、バッテリ52が劣化していると判定する。   Further, when the battery 52 is deteriorated, the battery may run out depending on the electric load 51 and the use state of the auxiliary machinery. Therefore, when there is battery deterioration, the regeneration of the DPF 32 is not performed. It is determined that the battery 52 is deteriorated when the degree of decrease in battery voltage during cranking at the time of engine start is small.

ステップ102では、コントローラ40は、DPF再生フラグFが1であるか否かを判定する。   In step 102, the controller 40 determines whether or not the DPF regeneration flag F is “1”.

コントローラ40は、DPF再生フラグFが1に設定されている場合にはステップS103の処理を実行し、DPF再生フラグFが0に設定されている場合にはステップS104の処理を実行する。   The controller 40 executes the process of step S103 when the DPF regeneration flag F is set to 1, and executes the process of step S104 when the DPF regeneration flag F is set to 0.

ステップS103では、コントローラ40は、DPF再生制御を実行して処理を終了する。DPF再生制御の詳細については、図3を参照して後述する。   In step S103, the controller 40 executes DPF regeneration control and ends the process. Details of the DPF regeneration control will be described later with reference to FIG.

ステップS104では、コントローラ40は、DPF32におけるPM堆積量が所定堆積量PM1よりも大きいか否かを判定する。   In step S104, the controller 40 determines whether or not the PM accumulation amount in the DPF 32 is larger than the predetermined accumulation amount PM1.

PM堆積量は、差圧センサ44の検出値に基づいて算出される。なお、クランク角度センサ41の検出値とアクセルペダルセンサ42の検出値とから求められるPM量を積算してPM堆積量を算出するようにしてもよい。   The PM accumulation amount is calculated based on the detection value of the differential pressure sensor 44. The PM accumulation amount may be calculated by integrating the PM amount obtained from the detection value of the crank angle sensor 41 and the detection value of the accelerator pedal sensor 42.

コントローラ40は、PM堆積量が所定堆積量PM1より大きい場合にはステップS105の処理を実行し、それ以外の場合には処理を終了する。   The controller 40 executes the process of step S105 when the PM accumulation amount is larger than the predetermined accumulation amount PM1, and ends the process otherwise.

ステップS105では、コントローラ40は、PM堆積量が所定堆積量PM2よりも大きいか否かを判定する。所定堆積量PM2は、ステップS104における所定堆積量PM1よりも大きい値であって、PMを強制的に燃焼させることが必要となるPM堆積量の限界値である。   In step S105, the controller 40 determines whether or not the PM accumulation amount is larger than the predetermined accumulation amount PM2. The predetermined accumulation amount PM2 is a value larger than the predetermined accumulation amount PM1 in step S104, and is a limit value of the PM accumulation amount that requires the PM to be forcibly burned.

コントローラ40は、PM堆積量が所定堆積量PM2よりも小さい場合にはステップS106の処理を実行し、それ以外の場合にはステップS107の処理を実行する。   The controller 40 executes the process of step S106 when the PM accumulation amount is smaller than the predetermined accumulation amount PM2, and otherwise executes the process of step S107.

ステップS106では、コントローラ40は、バッテリ52の目標バッテリ充電量を所定充電量SOC1から所定充電量SOC2に低下させて、処理を終了する。   In step S106, the controller 40 reduces the target battery charge amount of the battery 52 from the predetermined charge amount SOC1 to the predetermined charge amount SOC2, and ends the process.

PM堆積量が所定堆積量PM1よりも小さい通常運転時には、バッテリ52の目標バッテリ充電量は所定充電量SOC2よりも大きい所定充電量SOC1に設定されている。PM堆積量が所定堆積量PM1よりも大きくなって、ステップS106で目標バッテリ充電量が所定充電量SOC2に低下すると、バッテリ52は放電して電気負荷51に電力を供給する。したがって、DPF再生前に、バッテリ52の実バッテリ充電量は所定充電量SOC2まで低下する。   During normal operation in which the PM accumulation amount is smaller than the predetermined accumulation amount PM1, the target battery charge amount of the battery 52 is set to a predetermined charge amount SOC1 that is larger than the predetermined charge amount SOC2. When the PM accumulation amount becomes larger than the predetermined accumulation amount PM1 and the target battery charge amount decreases to the predetermined charge amount SOC2 in step S106, the battery 52 is discharged and supplies electric power to the electric load 51. Therefore, before the DPF regeneration, the actual battery charge amount of the battery 52 is reduced to the predetermined charge amount SOC2.

ステップS107では、コントローラ40は、DPF再生フラグFを1に設定して処理を終了する。   In step S107, the controller 40 sets the DPF regeneration flag F to 1 and ends the process.

図3は、DPF再生制御のサブルーチンについて説明するフローチャートである。   FIG. 3 is a flowchart for explaining a subroutine of DPF regeneration control.

ステップS301では、コントローラ40は、クランク角度センサ41の検出値とアクセルペダルセンサ42の検出値とに基づいて、エンジン10が低エンジン回転速度かつ低エンジン負荷で運転しているか否かを判定する。   In step S301, the controller 40 determines whether or not the engine 10 is operating at a low engine speed and a low engine load based on the detection value of the crank angle sensor 41 and the detection value of the accelerator pedal sensor 42.

エンジン10が低エンジン回転速度かつ低エンジン負荷で運転している場合には、コントローラ40はステップS302〜S303の処理を実行して、排気温度を上昇させる。これに対して、エンジン10が高エンジン回転速度又は高エンジン負荷で運転している場合には、コントローラ40はステップS307〜S309の処理を実行して、排気温度を上昇させる。   When the engine 10 is operating at a low engine speed and a low engine load, the controller 40 executes the processes of steps S302 to S303 to increase the exhaust temperature. On the other hand, when the engine 10 is operating at a high engine rotation speed or a high engine load, the controller 40 executes the processes of steps S307 to S309 to increase the exhaust temperature.

ステップS302では、コントローラ40は、ポスト燃料噴射を実施するようにインジェクタ12を制御する。   In step S302, the controller 40 controls the injector 12 to perform post fuel injection.

ポスト燃料噴射は、エンジン出力に寄与するメイン燃料噴射とは別に、排気温度を上昇させるためにメイン燃料噴射後に行われる燃料噴射である。   The post fuel injection is fuel injection performed after the main fuel injection in order to raise the exhaust gas temperature separately from the main fuel injection that contributes to the engine output.

ステップS303では、コントローラ40は、バッテリ52の目標バッテリ充電量を所定充電量SOC1に設定する。   In step S303, the controller 40 sets the target battery charge amount of the battery 52 to a predetermined charge amount SOC1.

バッテリ52の目標バッテリ充電量は所定充電量SOC2から所定充電量SOC1に増加すると、オルタネータ11は、実バッテリ充電量が所定充電量SOC1となるようにバッテリ52の充電を開始する。このように目標バッテリ充電量を増加制御してオルタネータ11の発電負荷を増加させると、メイン燃料噴射の燃料噴射量が増大するので、排気温度が上昇する。   When the target battery charge amount of the battery 52 increases from the predetermined charge amount SOC2 to the predetermined charge amount SOC1, the alternator 11 starts charging the battery 52 so that the actual battery charge amount becomes the predetermined charge amount SOC1. When the target battery charge amount is controlled to increase in this way and the power generation load of the alternator 11 is increased, the fuel injection amount of the main fuel injection increases, so that the exhaust temperature rises.

低エンジン回転速度かつ低エンジン負荷時は、エンジン排出直後の排気の温度が比較的低いので、ステップS302及びS303のように、ポスト燃料噴射を実施し、目標バッテリ充電量を高めてオルタネータ11の発電負荷を増加させることで、排気温度を上昇させる。このように排気温度を上昇させることで、DPF32に堆積したPMを燃焼除去する。   When the engine speed is low and the engine load is low, the temperature of the exhaust gas immediately after the engine is discharged is relatively low. Therefore, post fuel injection is performed as in steps S302 and S303, and the target battery charge amount is increased to generate power from the alternator 11. The exhaust temperature is increased by increasing the load. By raising the exhaust gas temperature in this way, PM deposited on the DPF 32 is removed by combustion.

ステップS304では、コントローラ40は、PM堆積量が所定堆積量PM3よりも小さいか否かを判定する。所定堆積量PM3は、所定堆積量PM1よりも小さな値であって、ゼロに近い値である。   In step S304, the controller 40 determines whether or not the PM accumulation amount is smaller than the predetermined accumulation amount PM3. The predetermined accumulation amount PM3 is a value smaller than the predetermined accumulation amount PM1 and a value close to zero.

PM堆積量が所定堆積量PM3よりも小さい場合には、コントローラ40はDPF32が再生したと判定して、ステップS305の処理を実施する。これに対して、PM堆積量が所定堆積量PM3よりも大きい場合には、コントローラ40はDPF32の再生を継続する必要があると判定して、処理を終了する。   When the PM accumulation amount is smaller than the predetermined accumulation amount PM3, the controller 40 determines that the DPF 32 has been regenerated, and performs the process of step S305. On the other hand, when the PM accumulation amount is larger than the predetermined accumulation amount PM3, the controller 40 determines that it is necessary to continue the regeneration of the DPF 32, and ends the processing.

ステップS305では、コントローラ40は、DPF再生フラグFを0に設定して、ステップS306の処理を実施する。   In step S305, the controller 40 sets the DPF regeneration flag F to 0, and performs the process of step S306.

ステップS306では、コントローラ40は、DPF再生のための排気温度上昇制御を停止するとともに、目標バッテリ充電量を所定充電量SOC1に設定し、エンジン10を通常運転させる。   In step S306, the controller 40 stops the exhaust gas temperature increase control for DPF regeneration, sets the target battery charge amount to the predetermined charge amount SOC1, and causes the engine 10 to operate normally.

一方、エンジン10が高エンジン回転速度又は高エンジン負荷で運転している場合には、ステップS307において、コントローラ40は、目標バッテリ充電量を所定充電量SOC2に設定する。これにより、バッテリ52の実バッテリ充電量は所定充電量SOC2まで低下する。   On the other hand, when the engine 10 is operating at a high engine speed or a high engine load, in step S307, the controller 40 sets the target battery charge amount to the predetermined charge amount SOC2. Thereby, the actual battery charge amount of battery 52 is reduced to a predetermined charge amount SOC2.

ステップS308では、コントローラ40は、メイン燃料噴射時期を遅角制御して、ステップS304の処理を実施する。   In step S308, the controller 40 controls the delay of the main fuel injection timing, and performs the process of step S304.

エンジン10が高エンジン回転速度又は高エンジン負荷で運転している場合には、エンジン排出直後の排気温度が比較的高いので、燃料噴射量を増加させることなく、メイン燃料噴射時期を遅角することで、DPF再生可能な排気温度まで上昇させることができる。   When the engine 10 is operating at a high engine speed or a high engine load, the exhaust temperature immediately after engine discharge is relatively high, so that the main fuel injection timing is retarded without increasing the fuel injection amount. Thus, the exhaust temperature can be raised to the DPF regeneration.

次に、図4を参照して、排気浄化装置100のDPF32のPM堆積量の変化について説明する。図4は、DPF32のPM堆積量の変化を示すタイミングチャートである。   Next, with reference to FIG. 4, the change in the PM accumulation amount of the DPF 32 of the exhaust purification apparatus 100 will be described. FIG. 4 is a timing chart showing changes in the amount of PM deposited on the DPF 32.

図4(A)に示すように、エンジン通常運転時はDPF32におけるPM堆積量は増加する。   As shown in FIG. 4A, the PM accumulation amount in the DPF 32 increases during normal engine operation.

時刻t1でPM堆積量が所定堆積量PM1を越えると、図4(D)に示すように目標バッテリ充電量を所定充電量SOC2に低下させる。そうすると、図4(E)に示すようにオルタネータ11の発電電圧値が抑制され、バッテリ52が放電して電気負荷51に電力を供給する。これにより、バッテリ52の実バッテリ充電量が所定充電量SOC2まで低下する。   When the PM accumulation amount exceeds the predetermined accumulation amount PM1 at time t1, the target battery charge amount is lowered to the predetermined charge amount SOC2 as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 4E, the generated voltage value of the alternator 11 is suppressed, and the battery 52 is discharged to supply power to the electric load 51. Thereby, the actual battery charge amount of battery 52 is reduced to a predetermined charge amount SOC2.

時刻t2でPM堆積量が所定堆積量PM2を超えると、DPF再生制御が開始される。   When the PM accumulation amount exceeds the predetermined accumulation amount PM2 at time t2, DPF regeneration control is started.

時刻t2からt3の間は、図4(B)に示すように高エンジン負荷状態にあるので、メイン燃料噴射を遅角して排気温度を高めることでPMを燃焼させる。そのため図4(A)に示すように、時刻t2からPM堆積量が減少し始める。   Between time t2 and t3, as shown in FIG. 4B, the engine is in a high engine load state, so PM is burned by retarding the main fuel injection and raising the exhaust gas temperature. Therefore, as shown in FIG. 4A, the PM accumulation amount starts to decrease from time t2.

時刻t3から時刻t4において、エンジン10が低エンジン回転速度かつ低エンジン負荷で運転されると、図4(C)に示すように排気昇温用のポスト燃料噴射が行われる。また、図4(D)に示すように目標バッテリ充電量が所定充電量SOC1まで増加されるので、図4(E)に示すようにオルタネータ11の発電電圧値が高められる。オルタネータ11は、実バッテリ充電量が所定充電量SOC1となるようにバッテリ52の充電を開始する。このようにオルタネータ11の発電負荷が増加すると、図4(B)の矢印に示すようにエンジン負荷が増加して、メイン燃料噴射量が増大されるので、排気温度が上昇する。   From time t3 to time t4, when the engine 10 is operated at a low engine speed and a low engine load, post fuel injection for raising the exhaust temperature is performed as shown in FIG. Further, since the target battery charge amount is increased to the predetermined charge amount SOC1 as shown in FIG. 4 (D), the power generation voltage value of the alternator 11 is increased as shown in FIG. 4 (E). Alternator 11 starts charging battery 52 so that the actual battery charge amount becomes predetermined charge amount SOC1. When the power generation load of the alternator 11 increases in this way, the engine load increases and the main fuel injection amount increases as shown by the arrow in FIG. 4B, so that the exhaust temperature rises.

排気浄化装置100では、ポスト燃料噴射と同時にオルタネータ11の発電負荷を増加して排気温度を上昇させるので、図4(C)の矢印に示すようにポスト燃料噴射量を抑制しても、DPF再生可能な排気温度まで上昇させることができる。   In the exhaust emission control device 100, the power generation load of the alternator 11 is increased simultaneously with the post fuel injection to raise the exhaust temperature. Therefore, even if the post fuel injection amount is suppressed as shown by the arrow in FIG. It can be raised to possible exhaust temperatures.

上記の通り、時刻t3から時刻t4では、ポスト燃料噴射を実施するとともにオルタネータ11の発電負荷を増加させて、排気温度を上昇させることで、DPF32に堆積したPMを燃焼除去する。   As described above, from time t3 to time t4, post fuel injection is performed and the power generation load of the alternator 11 is increased to raise the exhaust gas temperature, whereby PM accumulated in the DPF 32 is removed by combustion.

時刻t4で、再び高エンジン負荷状態となると、メイン燃料噴射を遅角して排気温度を上昇させることで、PMを燃焼させる。そして、時刻t5でPM堆積量が所定堆積量PMよりも小さくなってDPF再生制御が終了すると、エンジン10は通常運転を開始する。   When the engine load is again high at time t4, PM is burned by retarding the main fuel injection and raising the exhaust gas temperature. When the PM accumulation amount becomes smaller than the predetermined accumulation amount PM at time t5 and the DPF regeneration control ends, the engine 10 starts normal operation.

以上により、本実施形態の排気浄化装置100では、下記の効果を得ることができる。   As described above, in the exhaust purification device 100 of the present embodiment, the following effects can be obtained.

排気浄化装置100では、DPF再生前に所定充電量SOC2まで低下させた目標バッテリ充電量を、DPF再生時に所定充電量SOC1に増大させ、オルタネータ11の発電負荷を増加させることで、バッテリ52を充電しつつ、排気温度を高めてDPF32に堆積したPMを燃焼させる。オルタネータ11の発電負荷増加によってエンジン負荷が増加するので、燃料噴射量を増加させることになるが、バッテリ52の充電と排気昇温の両方を行うため、フィルタ再生時における燃費性能の悪化を抑制することが可能となる。また、目標バッテリ充電量に基づいてバッテリ52への充電が行われるので、過充電となることがなく、バッテリ劣化を抑制することが可能となる。   In the exhaust emission control device 100, the target battery charge amount that has been reduced to the predetermined charge amount SOC2 before the DPF regeneration is increased to the predetermined charge amount SOC1 during the DPF regeneration, and the power generation load of the alternator 11 is increased to charge the battery 52. However, the PM accumulated in the DPF 32 is burned by raising the exhaust temperature. Since the engine load increases due to the increase in the power generation load of the alternator 11, the fuel injection amount is increased. However, since both the charging of the battery 52 and the exhaust gas temperature increase are performed, the deterioration of the fuel consumption performance during filter regeneration is suppressed. It becomes possible. In addition, since the battery 52 is charged based on the target battery charge amount, overcharge is not caused, and battery deterioration can be suppressed.

排気浄化装置100では、ポスト燃料噴射制御の実施と同時に、目標バッテリ充電量を増大させるように構成するので、ポスト燃料噴射制御のみによって排気昇温する場合よりもポスト燃料噴射量を低減することができる。これにより、DPF再生時の燃費効率を向上させつつ、速やかに排気温度を上昇させることが可能となる。   Since the exhaust purification apparatus 100 is configured to increase the target battery charge amount simultaneously with the execution of the post fuel injection control, the post fuel injection amount can be reduced as compared with the case where the exhaust gas temperature is raised only by the post fuel injection control. it can. As a result, the exhaust gas temperature can be quickly raised while improving the fuel efficiency during DPF regeneration.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

100 排気浄化装置
10 エンジン
11 オルタネータ(発電装置)
12 インジェクタ
30 排気通路
32 ディーゼルパティキュレートフィルタ(フィルタ)
40 コントローラ
41 クランク角度センサ
42 アクセルペダルセンサ
43 水温センサ
44 差圧センサ
51 電気負荷
52 バッテリ
S106、S303 充電量制御手段
S302 燃料噴射制御手段
100 Exhaust purification device 10 Engine 11 Alternator (power generation device)
12 Injector 30 Exhaust passage 32 Diesel particulate filter (filter)
40 Controller 41 Crank angle sensor 42 Accelerator pedal sensor 43 Water temperature sensor 44 Differential pressure sensor 51 Electric load 52 Battery S106, S303 Charge control means S302 Fuel injection control means

Claims (3)

排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、フィルタ再生時に排気温度を上昇させて前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるエンジンの排気浄化装置であって、
エンジンによって駆動されて発電し、目標バッテリ充電量に基づいてバッテリに電力を供給する発電装置と、
前記フィルタ再生時に、前記発電装置の発電負荷の増加によって排気温度が上昇するように、前記目標バッテリ充電量を増加させる充電量制御手段と、
を備えることを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
An exhaust purification device for an engine, comprising a filter that collects particulate matter in exhaust gas, burns particulate matter deposited on the filter by raising the exhaust temperature during filter regeneration,
A power generator that is driven by an engine to generate power and supplies power to the battery based on a target battery charge amount;
A charge amount control means for increasing the target battery charge amount so that the exhaust temperature rises due to an increase in the power generation load of the power generation device during the filter regeneration;
An exhaust emission control device for an engine comprising:
前記充電量制御手段は、フィルタ再生前に前記目標バッテリ充電量を低下させ、前記フィルタ再生時に前記目標バッテリ充電量を増加させる、
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
The charge amount control means decreases the target battery charge amount before filter regeneration, and increases the target battery charge amount during filter regeneration.
The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1.
前記フィルタ再生時に、排気温度が上昇するように、メイン燃料噴射後にポスト燃料噴射する燃料噴射制御手段をさらに備え、
前記充電量制御手段は、ポスト燃料噴射制御時に前記目標バッテリ充電量を増加させる、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のエンジンの排気浄化装置。
Fuel injection control means for injecting post fuel after main fuel injection so that the exhaust temperature rises during the regeneration of the filter,
The charge amount control means increases the target battery charge amount during post fuel injection control.
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1 or 2, characterized in that
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