JP2012026289A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

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英樹 松永
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device for an engine that can suppress emission and improve fuel consumption by optimizing the regeneration timing of a DPF.SOLUTION: The exhaust emission control device for an engine 1 includes: a normal regeneration control part that regenerates a DPF 32 by controlling the temperature of the DPF 32 to be raised to a prescribed temperature when a PM capturing amount reaches the maximum PM capturing amount or above in prescribed conditions; a normal regeneration efficiency calculating part 41 that calculates regeneration efficiency during a normal regeneration control, executed by the normal regeneration control part, on the basis of the maximum PM capturing amount and the past average temperature of the DPF 32; a current regeneration efficiency calculating part 43 that calculates the regeneration efficiency when regenerating the DPF 32 by temporarily controlling the temperature of the current DPF 32 to be raised to the prescribed temperature on the basis of the current PM capturing amount and the current temperature of the DPF 32; and an early regeneration control part that executes regeneration by controlling the temperature of the DPF 32 to be raised to the prescribed temperature when the calculated current regeneration efficiency is higher than the calculated normal regeneration efficiency.

Description

本発明は、内燃機関の排気浄化装置に関する。詳しくは、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device for an internal combustion engine. More specifically, the present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine provided with an exhaust gas purification filter that captures particulate matter in exhaust gas discharged from the internal combustion engine.

自動車などに搭載される内燃機関、特に圧縮着火式内燃機関においては、排出される排気中に多量の粒子状物質が含まれる。この粒子状物質は人体に有害であり、またエミッション規制対象物質である。このため、粒子状物質を除去するための排気浄化フィルタ(以下、「フィルタ」ともいう)が、上記内燃機関の排気通路に設けられている。   In an internal combustion engine mounted on an automobile or the like, particularly a compression ignition type internal combustion engine, a large amount of particulate matter is contained in the exhaust gas discharged. This particulate matter is harmful to the human body and is subject to emissions regulations. For this reason, an exhaust purification filter (hereinafter also referred to as “filter”) for removing particulate matter is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine.

上記フィルタでは、粒子状物質が多量に堆積すると、フィルタの上流側と下流側との間で差圧が生じ、出力の低下や燃費の悪化を招く。このため、粒子状物質がある程度堆積した段階で、堆積した粒子状物質を燃焼除去し、フィルタを再生する必要がある。   In the filter, when a large amount of particulate matter accumulates, a differential pressure is generated between the upstream side and the downstream side of the filter, resulting in a decrease in output and a deterioration in fuel consumption. For this reason, when the particulate matter has accumulated to some extent, it is necessary to burn and remove the deposited particulate matter and regenerate the filter.

ここで、捕捉された粒子状物質を燃焼除去するには、フィルタの温度をおよそ600℃以上まで昇温する必要がある。通常、上記内燃機関の排気の温度は200℃程度であることから、例えば、フィルタの上流側に酸化触媒を設け、ポスト噴射などで排気通路内に燃料成分を導入する手法が採用されている。この手法によれば、燃料成分の導入によって進行する酸化反応に伴う反応熱により、下流のフィルタを昇温できる。   Here, in order to burn and remove the trapped particulate matter, it is necessary to raise the temperature of the filter to about 600 ° C. or higher. Usually, since the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine is about 200 ° C., for example, an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the filter and a fuel component is introduced into the exhaust passage by post injection or the like. According to this technique, the temperature of the downstream filter can be raised by the reaction heat accompanying the oxidation reaction that proceeds by the introduction of the fuel component.

ところで、従来では、内燃機関が暖機されて酸化触媒が活性化されたことを条件として、フィルタの上流側と下流側との間の差圧などから算出した粒子状物質の捕捉量に基づいて、フィルタの再生時期を決定していた。具体的には、フィルタに捕捉された粒子状物質は、所定量を超えると効率良く燃焼除去される特性があることから、算出された捕捉量が所定量を超えたときに、フィルタの再生を実行していた。   By the way, conventionally, on the condition that the internal combustion engine is warmed up and the oxidation catalyst is activated, based on the trapped amount of particulate matter calculated from the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the filter, etc. The filter regeneration time was determined. Specifically, the particulate matter trapped in the filter has a characteristic of being efficiently burned and removed when it exceeds a predetermined amount, so that when the calculated trapped amount exceeds the predetermined amount, the filter is regenerated. Was running.

しかしながら、内燃機関がアイドル運転状態や低負荷運転状態となったときには、排気温度が低下して酸化触媒の温度が活性化温度を下回り、酸化触媒が不活性状態となる場合がある。このときに、フィルタの再生を実行して燃料成分を排気通路内に導入した場合には、導入した燃料成分が酸化されずに排出されるため、エミッションが悪化するという問題があった。また、活性化温度を下回る低温状態から、粒子状物質の燃焼除去に必要な600℃ほどの高温状態まで昇温する必要があるため、多量の燃料を消費し、燃費が悪化するという問題があった。   However, when the internal combustion engine is in an idle operation state or a low load operation state, the exhaust temperature may decrease, the temperature of the oxidation catalyst may be lower than the activation temperature, and the oxidation catalyst may be in an inactive state. At this time, when the filter is regenerated and the fuel component is introduced into the exhaust passage, the introduced fuel component is discharged without being oxidized, so that there is a problem that the emission deteriorates. Further, since it is necessary to raise the temperature from a low temperature lower than the activation temperature to a high temperature of about 600 ° C. necessary for the combustion removal of the particulate matter, there is a problem that a large amount of fuel is consumed and fuel consumption is deteriorated. It was.

その一方で、例えば内燃機関の始動時に通常行われる酸化触媒活性化のための昇温制御時や、高負荷運転時、あるいはNOxの還元のために行われるリッチ運転時などでは、酸化触媒は高温状態で活性化されているにも関わらず、粒子状物質の捕捉量が所定量を超えていない場合には、フィルタの再生は行われていなかった。即ち、フィルタの再生時期の決定に際して、エミッション性能や燃費に与える影響について十分には考慮されておらず、効率的な再生が行われているとは言えなかった。   On the other hand, for example, during the temperature increase control for activating the oxidation catalyst normally performed at the start of the internal combustion engine, during the high load operation, or during the rich operation performed for NOx reduction, the oxidation catalyst is at a high temperature. The filter was not regenerated when the trapped amount of the particulate matter did not exceed a predetermined amount despite being activated in the state. That is, when determining the regeneration time of the filter, the influence on the emission performance and the fuel consumption is not sufficiently considered, and it cannot be said that efficient regeneration is performed.

フィルタの再生効率に関しては、例えば特許文献1において、フィルタの再生効率を演算するフィルタ再生効率演算手段を備える排気浄化装置が開示されている。しかしながら、この特許文献1でいう再生効率は、酸化触媒の劣化判定に用いるものであって、酸化触媒が正常に酸化機能を発揮しているか否かの指標にすぎない。   Regarding filter regeneration efficiency, for example, Patent Document 1 discloses an exhaust purification device including filter regeneration efficiency calculation means for calculating filter regeneration efficiency. However, the regeneration efficiency referred to in Patent Document 1 is used for determining the deterioration of the oxidation catalyst, and is merely an index as to whether or not the oxidation catalyst normally exhibits an oxidation function.

特開2005−201251号公報JP-A-2005-201251

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、その目的は、フィルタの再生時期を最適化して、エミッションの抑制および燃費の向上が可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can suppress emission and improve fuel efficiency by optimizing the regeneration timing of the filter.

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関(例えば、後述のエンジン1)の排気通路(例えば、後述の排気管4)に設けられ、排気中の粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタ(例えば、後述のDPF32)を備える内燃機関の排気浄化装置を提供する。この排気浄化装置は、所定条件において粒子状物質の捕捉量が所定捕捉量(例えば、後述の最大PM捕捉量)以上になったときに、前記排気浄化フィルタを所定温度(例えば、600℃)に昇温制御して再生する通常再生制御手段(例えば、後述の通常再生制御部,ECU40,図6のステップS9の実行に係る手段)と、前記所定捕捉量と前記排気浄化フィルタの過去の平均温度とに基づいて、前記通常再生制御手段による通常の再生制御時の再生効率を算出する通常再生効率算出手段(例えば、後述の通常再生効率算出部41,ECU40,図6のステップS4の実行に係る手段)と、現在の粒子状物質の捕捉量と前記排気浄化フィルタの現在の温度とに基づいて、仮に現在の排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生する場合の再生効率を算出する現在再生効率算出手段(例えば、後述の現在再生効率算出部43,ECU40,図6のステップS5の実行に係る手段)と、前記算出された現在の再生効率が前記算出された通常の再生効率より高い場合には、前記排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生を実行する早期再生制御手段(例えば、後述の早期再生制御部,ECU40,図6のステップS6およびS7の実行に係る手段)と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification filter (for example, an exhaust purification filter (for example, an exhaust pipe 4 described later)) of an internal combustion engine (for example, an engine 1 described later) that captures particulate matter in the exhaust. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine provided with a DPF 32) described later is provided. This exhaust purification device sets the exhaust purification filter to a predetermined temperature (for example, 600 ° C.) when the trapped amount of particulate matter becomes equal to or greater than a predetermined trap amount (for example, a maximum PM trap amount described later) under predetermined conditions. Normal regeneration control means (for example, a later-described normal regeneration control unit, ECU 40, means related to execution of step S9 in FIG. 6), the predetermined trapping amount, and the past average temperature of the exhaust purification filter Based on the above, the normal regeneration efficiency calculating means for calculating the regeneration efficiency at the time of the normal regeneration control by the normal regeneration control means (for example, the normal regeneration efficiency calculating section 41, ECU 40 described later, execution of step S4 in FIG. 6) Means), the current amount of trapped particulate matter, and the current temperature of the exhaust gas purification filter. Current reproduction efficiency calculation means for calculating the reproduction efficiency (for example, a current reproduction efficiency calculation unit 43, ECU 40 described later, means for executing step S5 in FIG. 6), and the calculated current reproduction efficiency is calculated. If the regeneration efficiency is higher than the normal regeneration efficiency, early regeneration control means (for example, an early regeneration control unit, ECU 40, which will be described later, step S6 in FIG. 6) performs regeneration by raising the temperature of the exhaust purification filter to the predetermined temperature. And means for executing S7).

本発明では、排気浄化フィルタの再生を実行するか否かの判断の指標となる粒子状物質の所定捕捉量と、排気浄化フィルタの過去の平均温度とに基づいて、通常の再生制御時の再生効率を算出するとともに、排気浄化フィルタの現在の粒子状物質捕捉量と現在の温度とに基づいて、仮に現在の排気浄化フィルタを再生する場合の再生効率を算出する構成とした。また、算出された現在の再生効率が算出された通常の再生効率より高い場合には、通常よりも早期に排気浄化フィルタの再生を実行する構成とした。
これにより、例えば内燃機関の始動時に通常行われる酸化触媒の早期活性化のための昇温制御時や、高負荷運転時、あるいはNOxの還元のために行われるリッチ運転時などの酸化触媒が高温状態で活性化されているときに、その時点における粒子状物質の捕捉量および排気浄化フィルタの温度に基づいて算出した再生効率が、通常の再生制御時の再生効率よりも高い場合に、再生を実行することができる。即ち、粒子状物質の捕捉量のみならず、排気浄化フィルタの温度に基づいて再生時期を決定するため、通常の再生を実行するよりも、再生時の昇温制御に伴う燃料消費量の観点から、効率の良い再生を実行でき、燃費を向上できる。また、通常の再生制御時よりも再生効率が高ければ早期に再生を実行するため、その結果として通常の再生制御の頻度が減少し、例えば従来のように、内燃機関がアイドル運転中や低負荷運転中で酸化触媒が不活性状態であるにも関わらず再生を実行してエミッションを悪化させてしまうのを抑制できる。
In the present invention, regeneration during normal regeneration control is performed based on a predetermined trapped amount of particulate matter, which serves as an index for determining whether to perform regeneration of the exhaust purification filter, and a past average temperature of the exhaust purification filter. The efficiency is calculated, and the regeneration efficiency when the current exhaust purification filter is regenerated is calculated based on the current particulate matter trapping amount of the exhaust purification filter and the current temperature. In addition, when the calculated current regeneration efficiency is higher than the calculated normal regeneration efficiency, the exhaust purification filter is regenerated earlier than usual.
As a result, for example, the temperature of the oxidation catalyst during high temperature operation for early activation of the oxidation catalyst normally performed at the start of the internal combustion engine, high load operation, or rich operation performed for NOx reduction is high. When the regeneration efficiency calculated based on the trapped amount of particulate matter and the temperature of the exhaust purification filter at that time is higher than the regeneration efficiency during normal regeneration control, Can be executed. That is, since the regeneration timing is determined based not only on the trapped amount of particulate matter but also on the temperature of the exhaust purification filter, from the viewpoint of fuel consumption accompanying temperature increase control during regeneration rather than performing normal regeneration. , Can perform efficient regeneration and improve fuel efficiency. In addition, if regeneration efficiency is higher than that during normal regeneration control, regeneration is performed at an early stage.As a result, the frequency of normal regeneration control is reduced. Although the oxidation catalyst is in an inactive state during operation, it is possible to prevent the emission from being deteriorated by performing regeneration.

この場合、前記現在再生効率算出手段は、前記排気浄化フィルタの現在の温度と前記所定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出することが好ましい。   In this case, it is preferable that the current regeneration efficiency calculating unit calculates the current regeneration efficiency according to a deviation between the current temperature of the exhaust gas purification filter and the predetermined temperature.

この発明では、排気浄化フィルタの現在の温度と、再生制御時に設定される所定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出する構成とした。これにより、上記の効果がより確実に奏される。   In the present invention, the current regeneration efficiency is calculated according to the deviation between the current temperature of the exhaust purification filter and a predetermined temperature set during regeneration control. Thereby, said effect is show | played more reliably.

本発明によれば、フィルタの再生時期を最適化して、エミッションの抑制および燃費の向上が可能な内燃機関の排気浄化装置を提供できる。   According to the present invention, it is possible to provide an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine that can optimize the regeneration timing of the filter and suppress emission and improve fuel efficiency.

本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す図である。It is a figure showing composition of an exhaust-air-purification device of an internal-combustion engine concerning one embodiment of the present invention. 上記実施形態の再生効率算出部の構成を示す図であり、(A)が通常再生効率算出部の構成を示す図であり、(B)が現在再生効率算出部の構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the reproduction | regeneration efficiency calculation part of the said embodiment, (A) is a figure which shows the structure of a normal reproduction | regeneration efficiency calculation part, (B) is a figure which shows the structure of the present reproduction | regeneration efficiency calculation part. 通常の再生制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating normal reproduction | regeneration control. エンジン始動時に通常行われる酸化触媒の早期活性化のための昇温制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the temperature increase control for the early activation of the oxidation catalyst normally performed at the time of engine starting. 上記実施形態に係る再生制御を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the reproduction | regeneration control which concerns on the said embodiment. 上記実施形態に係る再生制御の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the reproduction | regeneration control which concerns on the said embodiment.

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の一実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置の構成を示す図である。内燃機関(以下、エンジン)1は、各気筒7の燃焼室内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンであり、各気筒7には図示しない燃料噴射弁が設けられている。これら燃料噴射弁は、電子制御ユニット(以下、「ECU」という)40により電気的に接続されており、燃料噴射弁の開弁時間および閉弁時間は、ECU40により制御される。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of an exhaust emission control device for an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention. An internal combustion engine (hereinafter referred to as an engine) 1 is a diesel engine that directly injects fuel into a combustion chamber of each cylinder 7, and each cylinder 7 is provided with a fuel injection valve (not shown). These fuel injection valves are electrically connected by an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 40, and the valve opening time and valve closing time of the fuel injection valve are controlled by the ECU 40.

エンジン1には、吸気が流通する吸気管2と、排気が流通する排気管4と、排気の一部を吸気側に還流するEGR通路6と、吸気管2に吸気を圧送する過給機8と、が設けられている。   The engine 1 includes an intake pipe 2 through which intake air flows, an exhaust pipe 4 through which exhaust flows, an EGR passage 6 that recirculates part of the exhaust to the intake side, and a supercharger 8 that pumps intake air to the intake pipe 2. And are provided.

吸気管2は、吸気マニホールド3の複数の分岐部を介してエンジン1の各気筒7の吸気ポートに接続されている。排気管4は、排気マニホールド5の複数の分岐部を介してエンジン1の各気筒7の排気ポートに接続されている。   The intake pipe 2 is connected to the intake port of each cylinder 7 of the engine 1 through a plurality of branch portions of the intake manifold 3. The exhaust pipe 4 is connected to the exhaust port of each cylinder 7 of the engine 1 through a plurality of branch portions of the exhaust manifold 5.

過給機8は、排気管4に設けられたタービン81と、吸気管2に設けられたコンプレッサ82と、を備える。タービン81は、排気管4を流通する排気の運動エネルギにより駆動される。コンプレッサ82は、タービン81の回転により駆動され、吸気を加圧し吸気管2内へ圧送する。また、タービン81は、図示しない複数の可変ベーンを備えており、可変ベーンの開度を変化させることにより、タービンの回転速度を変更できるように構成されている。ベーン開度は、ECU40により電磁的に制御される。   The supercharger 8 includes a turbine 81 provided in the exhaust pipe 4 and a compressor 82 provided in the intake pipe 2. The turbine 81 is driven by the kinetic energy of the exhaust flowing through the exhaust pipe 4. The compressor 82 is driven by the rotation of the turbine 81 to pressurize the intake air and pump it into the intake pipe 2. The turbine 81 includes a plurality of variable vanes (not shown), and is configured to change the rotational speed of the turbine by changing the opening of the variable vanes. The vane opening degree is electromagnetically controlled by the ECU 40.

吸気管2のうち過給機8の上流側には、エンジン1の吸入空気量を制御するスロットル弁9が設けられている。このスロットル弁9は、アクチュエータを介してECU40に接続されており、その開度はECU40により電磁的に制御される。スロットル弁9により制御された吸入空気量は、エアフローメータ21により検出される。   A throttle valve 9 for controlling the intake air amount of the engine 1 is provided on the upstream side of the supercharger 8 in the intake pipe 2. The throttle valve 9 is connected to the ECU 40 via an actuator, and the opening degree is electromagnetically controlled by the ECU 40. The intake air amount controlled by the throttle valve 9 is detected by the air flow meter 21.

EGR通路6は、排気マニホールド5と吸気マニホールド3とを接続し、タービン81の上流の排気の一部を、吸気管2のうちコンプレッサ82の下流に還流する。EGR通路6には、還流する排気の流量を制御するEGR弁11が設けられている。EGR弁11は、図示しないアクチュエータを介してECU40に接続されており、その弁開度はECU40により電磁的に制御される。   The EGR passage 6 connects the exhaust manifold 5 and the intake manifold 3 to return a part of the exhaust upstream of the turbine 81 to the downstream of the compressor 82 in the intake pipe 2. The EGR passage 6 is provided with an EGR valve 11 that controls the flow rate of the recirculated exhaust gas. The EGR valve 11 is connected to the ECU 40 via an actuator (not shown), and the valve opening degree is electromagnetically controlled by the ECU 40.

また、排気管4のうちタービン81の下流には、酸化触媒(以下、「DOC」という)31、DPF(Diesel Particulate Filter)32、NOx捕捉還元触媒(以下、「LNC」という)33が、上流側からこの順序で設けられている。   Further, in the exhaust pipe 4, an oxidation catalyst (hereinafter referred to as “DOC”) 31, a DPF (Diesel Particulate Filter) 32, and a NOx trapping reduction catalyst (hereinafter referred to as “LNC”) 33 are disposed upstream of the turbine 81. They are provided in this order from the side.

排気管4のうち後述するDOC31とDPF32の間には、排気の温度を検出する温度センサ25が設けられている。温度センサ25は、後述のECU40に接続されており、その検出信号がECU40に供給される。   A temperature sensor 25 for detecting the temperature of the exhaust is provided between the DOC 31 and the DPF 32 described later in the exhaust pipe 4. The temperature sensor 25 is connected to an ECU 40 described later, and a detection signal thereof is supplied to the ECU 40.

DOC31は、ポスト噴射によって排気中に導入される燃料成分を酸化し、発生する熱で排気を昇温することにより、下流のDPF32を昇温する。DOC31としては、例えば、触媒として作用する白金(Pt)を、アルミナ(Al)担体に担持させたものに、HCの吸着作用に優れたゼオライトと、HCの水蒸気改質作用に優れたロジウム(Rh)を加えて構成されたものが好ましく用いられる。 The DOC 31 oxidizes the fuel component introduced into the exhaust by post injection, and raises the temperature of the exhaust with the generated heat, thereby raising the temperature of the downstream DPF 32. As the DOC31, for example, platinum (Pt) acting as a catalyst is supported on an alumina (Al 2 O 3 ) carrier, zeolite having excellent HC adsorption action, and excellent steam reforming action of HC. Those composed of rhodium (Rh) are preferably used.

DPF32は、排気がフィルタの細孔を通過する際に、粒子状物質(Particulate Matter、以下「PM」という)をフィルタの表面およびフィルタの細孔内に堆積させることによって捕捉する。例えば、炭化珪素(SiC)などのセラミックス多孔体からなるハニカム構造体を利用したウォールフロー型DPFが用いられる。
なお、DPF32では、PMが捕捉されていくにつれて排気管4の圧損が増大するため、捕捉したPMを燃焼除去する後述の再生処理が実行される。
The DPF 32 captures particulate matter (Particulate Matter, hereinafter referred to as “PM”) by depositing it on the surface of the filter and in the pores of the filter as the exhaust passes through the pores of the filter. For example, a wall flow type DPF using a honeycomb structure made of a ceramic porous body such as silicon carbide (SiC) is used.
Note that, in the DPF 32, the pressure loss of the exhaust pipe 4 increases as PM is captured, so that a regeneration process, which will be described later, is performed to burn and remove the captured PM.

DPF32の上流側および下流側の排気管4には、圧力導入管23を介して接続された差圧センサ22が設けられている。この差圧センサ22により、DPF32の上流側圧力と下流側圧力との差圧が検出される。差圧センサ22は、後述のECU40に接続されており、その検出信号がECU40に供給される。   A differential pressure sensor 22 connected via a pressure introduction pipe 23 is provided in the exhaust pipe 4 upstream and downstream of the DPF 32. The differential pressure sensor 22 detects a differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the DPF 32. The differential pressure sensor 22 is connected to an ECU 40 described later, and a detection signal thereof is supplied to the ECU 40.

LNC33は、排気中の還元剤(HCおよびCO)濃度が酸素濃度より低い酸化雰囲気において、NOxを捕捉する一方、排気中の還元剤濃度が酸素濃度より高い還元雰囲気において、捕捉したNOxを還元剤により還元浄化する。
LNC33としては、例えば、白金などの貴金属と、アルカリ金属、アルカリ土類金属、および希土類のうちの少なくとも1つを含むゼオライトなどのNOx吸着材と、から構成されたものが好ましく用いられる。
The LNC 33 captures NOx in an oxidizing atmosphere in which the reducing agent (HC and CO) concentration in the exhaust is lower than the oxygen concentration, while the captured NOx is reduced in the reducing atmosphere in which the reducing agent concentration in the exhaust is higher than the oxygen concentration. To reduce and purify.
As the LNC 33, for example, a material composed of a noble metal such as platinum and a NOx adsorbent such as zeolite containing at least one of an alkali metal, an alkaline earth metal, and a rare earth is preferably used.

LNC33は、NOx捕捉能力の限界、即ち最大NOx捕捉量までNOxを捕捉すると、それ以上はNOxを捕捉できなくなる。このため、適時NOxを脱離させて還元浄化するために、排気のリッチ化が実行される。具体的には、エンジン1で燃焼する混合気の空燃比をストイキまたはストイキよりリッチ側に設定するリッチ化運転が実行される。   When the LNC 33 captures NOx up to the limit of the NOx trapping capacity, that is, the maximum NOx trapping amount, the LNC 33 cannot trap NOx any more. For this reason, exhaust enrichment is performed in order to desorb and purify NOx in a timely manner. Specifically, the enrichment operation is performed in which the air-fuel ratio of the air-fuel mixture combusted in the engine 1 is set to the stoichiometric or richer side than the stoichiometric.

ECU40は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット(以下、CPUという)とを備える。この他、ECU40は、CPUで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する記憶回路と、エンジン1の燃料噴射弁やスロットル弁9などに制御信号を出力する出力回路と、を備える。   The ECU 40 shapes an input signal waveform from various sensors, corrects a voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, and a central processing unit (hereinafter, referred to as a central processing unit). CPU). In addition, the ECU 40 includes a storage circuit that stores various calculation programs and calculation results executed by the CPU, and an output circuit that outputs a control signal to the fuel injection valve, the throttle valve 9 and the like of the engine 1.

以上のようなハードウェア構成により、ECU40には、通常再生制御部、通常再生効率算出部41と現在再生効率算出部43とからなる再生効率算出部、および早期再生制御部の各モジュールが構成される。   With the hardware configuration described above, the ECU 40 includes the normal playback control unit, the playback efficiency calculation unit including the normal playback efficiency calculation unit 41 and the current playback efficiency calculation unit 43, and the early playback control unit. The

通常再生制御部は、エンジン1が暖機されてDOC31の温度が活性化温度以上となり、DOC31が活性化されたことを条件として、PMの捕捉量が所定捕捉量以上になったときに、DPF32を所定温度(600℃)に昇温制御して再生する。具体的には、エンジン1の燃料噴射弁に制御信号を出力してポスト噴射を実行することにより、DOC31に燃料成分を導入する。これにより、DOC31で進行する酸化反応に伴う反応熱でDPF32が昇温されて、再生が実行される。   When the engine 1 is warmed up and the temperature of the DOC 31 becomes equal to or higher than the activation temperature, and the DOC 31 is activated, the normal regeneration control unit determines that the DPF 32 Is regenerated by controlling the temperature to a predetermined temperature (600 ° C.). Specifically, the fuel component is introduced into the DOC 31 by outputting a control signal to the fuel injection valve of the engine 1 and executing post injection. As a result, the DPF 32 is heated by the reaction heat accompanying the oxidation reaction that proceeds in the DOC 31, and regeneration is performed.

DOC31の温度は、温度センサ25により検出された排気の温度と高い相関があるため、温度センサ25により検出された排気の温度に応じて、予め設定されたDOC31温度テーブルを検索することにより推定される。
また、DOC31の活性化温度は、DOC31の組成によって決定される固有の値である。
Since the temperature of the DOC 31 is highly correlated with the temperature of the exhaust detected by the temperature sensor 25, the temperature of the DOC 31 is estimated by searching a preset DOC 31 temperature table according to the temperature of the exhaust detected by the temperature sensor 25. The
Moreover, the activation temperature of DOC31 is an intrinsic value determined by the composition of DOC31.

PMの捕捉量としては、差圧センサ22により検出されたDPF32の上流側圧力と下流側圧力との差圧に応じて、予め設定されたPM捕捉量テーブルを検索することにより、算出される。PM捕捉量テーブルは、上記の差圧が大きくなるほど、PM捕捉量が増加するように設定されている。
また、上記の所定捕捉量としては、予め実験を行うことにより設定され、捕捉されたPMを効率良く燃焼除去できる量である。本実施形態では、DPF32が捕捉し得る最大のPM捕捉量に設定されている。
The PM trapping amount is calculated by searching a preset PM trapping amount table according to the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the DPF 32 detected by the differential pressure sensor 22. The PM trapping amount table is set so that the PM trapping amount increases as the differential pressure increases.
Further, the predetermined trapping amount is an amount that is set by conducting an experiment in advance and that allows the trapped PM to be burned and removed efficiently. In the present embodiment, the maximum amount of PM trapped by the DPF 32 is set.

図2は、再生効率算出部の構成を示す図であり、(A)が通常再生効率算出部41、(B)が現在再生効率算出部43を示している。
通常再生効率算出部41は、上記の所定捕捉量(最大PM捕捉量)とDPF32の過去の平均温度とに基づいて、上記通常再生制御部による通常の再生制御時の再生効率を算出する。通常再生効率算出部41は、図2(A)に示すように、第1演算器411と、第2演算器412と、乗算器413とを含んで構成される。
FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the reproduction efficiency calculation unit, where (A) shows the normal reproduction efficiency calculation unit 41 and (B) shows the current reproduction efficiency calculation unit 43.
The normal regeneration efficiency calculation unit 41 calculates the regeneration efficiency during normal regeneration control by the normal regeneration control unit based on the predetermined capture amount (maximum PM capture amount) and the past average temperature of the DPF 32. As shown in FIG. 2A, the normal regeneration efficiency calculation unit 41 includes a first calculator 411, a second calculator 412, and a multiplier 413.

第1演算器411は、DPF32が捕捉し得る最大のPM捕捉量に応じて、捕捉量による再生効率の係数を演算する。ここで、最大PM捕捉量はDPF32に固定の値であるため、第1演算器411で演算される捕捉量による再生効率の係数は、DPF32に固有の値である。   The first calculator 411 calculates a regeneration efficiency coefficient according to the trapping amount in accordance with the maximum PM trapping amount that can be trapped by the DPF 32. Here, since the maximum PM trap amount is a fixed value in the DPF 32, the coefficient of regeneration efficiency by the trap amount calculated by the first calculator 411 is a value unique to the DPF 32.

第2演算器412は、再生制御時のDPF32の設定温度と、DPF32の過去の平均温度との偏差に応じて、予め設定された昇温による再生効率の係数テーブルを検索することにより、昇温による再生効率の係数を演算する。この係数テーブルは、上記の偏差が小さいほど、係数が大きくなるように設定されている。
再生制御時のDPF32の設定温度としては、本実施形態では600℃に設定されており、DPF32の過去の平均温度の算出には、過去の制御サイクル時に推定されたDPF32の温度が用いられている。
The second computing unit 412 searches the coefficient table for regeneration efficiency by preset temperature rise according to the deviation between the set temperature of the DPF 32 during regeneration control and the past average temperature of the DPF 32, thereby increasing the temperature rise. The coefficient of the reproduction efficiency by is calculated. This coefficient table is set such that the smaller the deviation, the larger the coefficient.
In the present embodiment, the set temperature of the DPF 32 at the time of regeneration control is set to 600 ° C., and the temperature of the DPF 32 estimated during the past control cycle is used to calculate the past average temperature of the DPF 32. .

乗算器413は、第1演算器411で演算された捕捉量による再生効率の係数と、第2演算器412で演算された昇温による再生効率の係数とを乗算することにより、通常再生効率を算出する。   The multiplier 413 multiplies the coefficient of the regeneration efficiency by the amount of capture calculated by the first calculator 411 and the coefficient of the regeneration efficiency by the temperature increase calculated by the second calculator 412 to thereby increase the normal regeneration efficiency. calculate.

現在再生効率算出部43は、現在のPM捕捉量と、DPF32の現在の温度とに基づいて、仮に現在のDPF32を再生する場合の再生効率を算出する。現在再生効率算出部43は、図2(B)に示すように、第1演算器431と、第2演算器432と、乗算器433とを含んで構成される。   The current regeneration efficiency calculation unit 43 calculates the regeneration efficiency when the current DPF 32 is regenerated, based on the current amount of PM captured and the current temperature of the DPF 32. As shown in FIG. 2B, the current reproduction efficiency calculation unit 43 includes a first calculator 431, a second calculator 432, and a multiplier 433.

第1演算器431は、DPF32の現在のPM捕捉量に応じて、予め設定された捕捉量による再生効率の係数テーブルを検索することにより、捕捉量による再生効率の係数を演算する。この係数テーブルは、PM捕捉量が多いほど、係数が大きくなるように設定されている。
また、上述したように、現在のPM捕捉量は、差圧センサ22により検出されたDPF32の上流側圧力と下流側圧力との差圧に応じて、予め設定されたPM捕捉量テーブルを検索することにより、算出される。
The first calculator 431 calculates a coefficient of regeneration efficiency based on the capture amount by searching a coefficient table of regeneration efficiency based on a preset capture amount according to the current PM capture amount of the DPF 32. This coefficient table is set so that the coefficient increases as the PM trapping amount increases.
Further, as described above, the current PM trap amount is searched in a preset PM trap amount table according to the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the DPF 32 detected by the differential pressure sensor 22. Is calculated.

第2演算器432は、再生制御時のDPF32の設定温度と、DPF32の現在の温度との偏差に応じて、予め設定された昇温による再生効率の係数テーブルを検索することにより、昇温による再生効率の係数を演算する。この係数テーブルは、上記の偏差が小さいほど、係数が大きくなるように設定されている。
DOC32の現在の温度は、温度センサ25により検出された排気の温度と高い相関があるため、温度センサ25により検出された排気の温度に応じて、予め設定されたDPF32温度テーブルを検索することにより推定される。
また、再生制御時のDPF32の設定温度としては、本実施形態では600℃に設定されている。
The second arithmetic unit 432 searches for a coefficient table of regeneration efficiency by preset temperature rise according to the deviation between the set temperature of the DPF 32 at the time of regeneration control and the current temperature of the DPF 32, thereby increasing the temperature. Calculate the coefficient of playback efficiency. This coefficient table is set such that the smaller the deviation, the larger the coefficient.
Since the current temperature of the DOC 32 is highly correlated with the temperature of the exhaust detected by the temperature sensor 25, by searching a preset DPF 32 temperature table according to the temperature of the exhaust detected by the temperature sensor 25. Presumed.
Further, the set temperature of the DPF 32 at the time of regeneration control is set to 600 ° C. in the present embodiment.

乗算器433は、第1演算器431で演算された捕捉量による再生効率の係数と、第2演算器432で演算された昇温による再生効率の係数とを乗算することにより、現在再生効率を算出する。   The multiplier 433 multiplies the coefficient of the regeneration efficiency by the amount of capture calculated by the first calculator 431 by the coefficient of the regeneration efficiency by the temperature increase calculated by the second calculator 432, thereby reducing the current regeneration efficiency. calculate.

早期再生制御部は、上記の現在再生効率算出部43で算出された現在の再生効率が、上記の通常再生効率算出部41で算出された通常の再生効率より高い場合には、DPF32の再生を実行する。具体的には、エンジン1の燃料噴射弁に制御信号を出力してポスト噴射を実行することにより、DOC31に燃料成分を導入する。これにより、DOC31で進行する酸化反応に伴う反応熱でDPF32が昇温されて、再生が行われる。   The early playback control unit plays the DPF 32 when the current playback efficiency calculated by the current playback efficiency calculation unit 43 is higher than the normal playback efficiency calculated by the normal playback efficiency calculation unit 41. Execute. Specifically, the fuel component is introduced into the DOC 31 by outputting a control signal to the fuel injection valve of the engine 1 and executing post injection. As a result, the DPF 32 is heated by the reaction heat accompanying the oxidation reaction that proceeds in the DOC 31, and regeneration is performed.

次に、通常再生制御部による通常の再生制御と、早期再生制御部による早期の再生制御について、図3〜5を参照して説明する。
図3は、通常の再生制御時の燃料消費量とDOC31およびDPF32の温度との関係を示す図である。図3に示すように、再生前の通常走行時においては、DOC31およびDPF32はいずれも低温状態にある。通常の再生制御では、DPF32がこのような低温状態であっても、PMの捕捉量が所定捕捉量(最大PM捕捉量)以上になると、再生が実行される。
Next, normal reproduction control by the normal reproduction control unit and early reproduction control by the early reproduction control unit will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the fuel consumption during normal regeneration control and the temperatures of the DOC 31 and the DPF 32. As shown in FIG. 3, during normal travel before regeneration, both the DOC 31 and the DPF 32 are in a low temperature state. In normal regeneration control, even if the DPF 32 is in such a low temperature state, regeneration is executed when the trapped amount of PM becomes equal to or greater than a predetermined trap amount (maximum PM trap amount).

ポスト噴射によって再生が実行されると、先ずDOC31の温度が上昇し始め、遅れてDPF32の温度も上昇し始める。このとき、ポスト噴射量は、DOC31の温度の上昇とともに増加するように制御される。その後、DPF32の温度が設定温度(600℃)に達したところで、ポスト噴射量は一定量で保持され、これにより、DPF32の温度が設定温度付近で保持される。   When regeneration is executed by post-injection, the temperature of the DOC 31 starts to rise first, and the temperature of the DPF 32 also starts to rise after a delay. At this time, the post injection amount is controlled to increase as the temperature of the DOC 31 increases. Thereafter, when the temperature of the DPF 32 reaches the set temperature (600 ° C.), the post-injection amount is held at a constant amount, whereby the temperature of the DPF 32 is held near the set temperature.

従って、ポスト噴射による燃料消費量は、昇温中の消費量と再生中の消費量との合計量で表され、DPF32の再生期間中にはこれらの合計量の燃料が消費されることとなる。また、この図3から、再生前のDOC31およびDPF32の温度が高温状態のときに再生を実行すれば、昇温中に消費される燃料量を低減できることが示唆される。   Therefore, the fuel consumption by post-injection is represented by the total amount of consumption during temperature rise and consumption during regeneration, and the total amount of fuel is consumed during the regeneration period of the DPF 32. . Further, FIG. 3 suggests that if the regeneration is executed when the temperatures of the DOC 31 and the DPF 32 before regeneration are in a high temperature state, the amount of fuel consumed during the temperature rise can be reduced.

ところで、エンジン1の始動時には、通常、DOC31の早期活性化のための昇温制御が実行される。図4は、この昇温制御時の燃料消費量とDOC31およびDPF32の温度との関係を示す図である。図4に示すように、DOC31の早期活性化のための昇温制御により、始動直後からDOC31の温度は上昇し始め、遅れてDPF32の温度も上昇し始める。その後、DOC31の温度が一定温度(例えば500℃)に達したところで、昇温制御を終了する。この図4から、エンジン1の始動時には、DOC31の早期活性化のための昇温制御によってDOC31およびDPF32がかなりの高温状態となることから、この状態で再生を実行すれば、燃料消費量を大幅に低減できることが示唆される。   By the way, when the engine 1 is started, normally, temperature increase control for early activation of the DOC 31 is executed. FIG. 4 is a diagram illustrating the relationship between the fuel consumption during the temperature increase control and the temperatures of the DOC 31 and the DPF 32. As shown in FIG. 4, the temperature of the DOC 31 starts to rise immediately after the start, and the temperature of the DPF 32 also starts to rise with a delay due to the temperature rise control for early activation of the DOC 31. Thereafter, when the temperature of the DOC 31 reaches a certain temperature (for example, 500 ° C.), the temperature increase control is terminated. From FIG. 4, when the engine 1 is started, the DOC 31 and the DPF 32 are in a considerably high temperature state due to the temperature increase control for early activation of the DOC 31. If regeneration is performed in this state, the fuel consumption is greatly increased. It is suggested that it can be reduced.

そこで、本実施形態に係る早期の再生制御では、始動時に行われるDOC31の早期活性化のための昇温制御によりDOC31およびDPF32が高温状態であるときに実行される。図5は、早期の再生制御時の燃料消費量とDOC31およびDPF32の温度との関係を示す図である。図5に示すように早期の再生制御前には、すでにDOC31およびDPF32は500℃ほどの高温状態にあるため、再生時のDPF32の設定温度(600℃)まで短時間でDPF32を昇温でき、昇温中の燃料消費量が大幅に低減している。従って、本実施形態に係る早期の再生制御では、DPF32の再生期間中に消費される燃料量が大幅に低減されている。   Therefore, the early regeneration control according to the present embodiment is executed when the DOC 31 and the DPF 32 are in a high temperature state by the temperature raising control for early activation of the DOC 31 performed at the time of starting. FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the fuel consumption during the early regeneration control and the temperatures of the DOC 31 and the DPF 32. As shown in FIG. 5, before the early regeneration control, since the DOC 31 and the DPF 32 are already in a high temperature state of about 500 ° C., the DPF 32 can be raised in a short time to the set temperature (600 ° C.) of the DPF 32 at the time of regeneration, The amount of fuel consumed during the temperature rise is greatly reduced. Therefore, in the early regeneration control according to the present embodiment, the amount of fuel consumed during the regeneration period of the DPF 32 is greatly reduced.

次に、本実施形態に係るDPF32の再生制御について、図6を参照して説明する。
図6は、本実施形態に係るDPF32の再生制御の手順を示すフローチャートである。この再生制御は、上記のECU40により、エンジン1の始動とともに開始されて繰り返し実行される。
Next, regeneration control of the DPF 32 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
FIG. 6 is a flowchart showing a procedure for regeneration control of the DPF 32 according to the present embodiment. This regeneration control is started and repeated by the ECU 40 when the engine 1 is started.

ステップS1では、DPF32の温度を推定する。具体的には、温度センサ25により検出された排気の温度に応じて、予め設定されたDPF32温度テーブルを検索することにより、DPF32の温度を推定する。その後、ステップS2に移る。   In step S1, the temperature of the DPF 32 is estimated. Specifically, the temperature of the DPF 32 is estimated by searching a preset DPF 32 temperature table according to the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 25. Thereafter, the process proceeds to step S2.

ステップS2では、DPF32の過去の平均温度を算出する。具体的には、上記のステップS1で推定したDPF32の温度と、過去の制御サイクル時に推定したDPF32の温度とを用いて、DPF32の過去の平均温度を算出する。その後、ステップS3に移る。   In step S2, the past average temperature of the DPF 32 is calculated. Specifically, the past average temperature of the DPF 32 is calculated using the temperature of the DPF 32 estimated in step S1 and the temperature of the DPF 32 estimated in the past control cycle. Thereafter, the process proceeds to step S3.

ステップS3では、PM捕捉量を推定する。具体的には、差圧センサ22により検出されたDPF32の上流側圧力と下流側圧力との差圧に応じて、予め設定されたPM捕捉量テーブルを検索することにより推定する。その後、ステップS4に移る。   In step S3, the PM trapping amount is estimated. Specifically, it is estimated by searching a preset PM trapping amount table according to the differential pressure between the upstream pressure and the downstream pressure of the DPF 32 detected by the differential pressure sensor 22. Thereafter, the process proceeds to step S4.

ステップS4では、通常再生効率を算出する。具体的には、通常再生効率算出部41の説明で詳しく述べたように、ステップS2で算出したDPF32の過去の平均温度と最大PM捕捉量とに基づいて、通常の再生制御時の再生効率(通常再生効率)を算出する。その後、ステップS5に移る。   In step S4, the normal reproduction efficiency is calculated. Specifically, as described in detail in the description of the normal regeneration efficiency calculation unit 41, based on the past average temperature of the DPF 32 calculated in step S2 and the maximum PM trapping amount, the regeneration efficiency during normal regeneration control ( Normal playback efficiency) is calculated. Thereafter, the process proceeds to step S5.

ステップS5では、現在再生効率を算出する、具体的には、現在再生効率算出部43の説明で詳しく述べたように、ステップS1で推定したDPF32の温度(現在の温度)と、ステップS3で推定したPM捕捉量(現在のPM捕捉量)とに基づいて、仮に現在のDPF32を再生する場合の再生効率(現在再生効率)を算出する。その後、ステップS6に移る。   In step S5, the current regeneration efficiency is calculated. Specifically, as described in detail in the description of the current regeneration efficiency calculation unit 43, the temperature of the DPF 32 (current temperature) estimated in step S1 and the estimation in step S3 are performed. Based on the obtained PM trap amount (current PM trap amount), the regeneration efficiency (current regeneration efficiency) when the current DPF 32 is regenerated is calculated. Thereafter, the process proceeds to step S6.

ステップS6では、ステップS5で算出した現在再生効率が、ステップS4で算出した通常再生効率よりも高いか否かを判定する。この判定がYESの場合には、早期に再生を実行した方が効率が良いと判断し、ステップS7に移ってDPF32の早期の再生制御を実行する。一方、この判定がNOの場合には、通常の再生制御を実行した方が効率が良いと判断し、ステップS8に移る。   In step S6, it is determined whether or not the current reproduction efficiency calculated in step S5 is higher than the normal reproduction efficiency calculated in step S4. If this determination is YES, it is determined that it is more efficient to perform regeneration early, and the process proceeds to step S7 to perform early regeneration control of the DPF 32. On the other hand, if this determination is NO, it is determined that it is more efficient to perform normal regeneration control, and the process proceeds to step S8.

ステップS7では、DPF32の早期の再生制御を実行する。具体的には、ポスト噴射を実行してDOC31に燃料成分を導入し、DOC31で酸化反応を進行させることで生ずる反応熱で、DPF32を昇温して再生する。これにより、本実施形態に係るDPF32の再生制御を終了する。   In step S7, early regeneration control of the DPF 32 is executed. Specifically, post injection is performed to introduce a fuel component into the DOC 31, and the DPF 32 is heated and regenerated by reaction heat generated by causing the DOC 31 to proceed with an oxidation reaction. Thereby, the regeneration control of the DPF 32 according to the present embodiment is finished.

ステップS8では、通常の再生制御の要求の有無を判定する。この判定がYESの場合には、ステップS9に移ってDPF32の通常の再生制御を実行する。一方、この判定がNOの場合には、ステップS1に戻る。
通常の再生制御の要求の有無は、DOC31が活性化されたことを条件として、ステップS3で推定したPM捕捉量がDPF32の最大PM捕捉量以上であるときに、通常の再生制御の要求有りとされる。
In step S8, it is determined whether there is a request for normal playback control. If this determination is YES, the routine proceeds to step S9 where normal regeneration control of the DPF 32 is executed. On the other hand, if this determination is NO, the process returns to step S1.
Whether or not there is a request for normal regeneration control is that there is a request for normal regeneration control when the PM trap amount estimated in step S3 is equal to or greater than the maximum PM trap amount of the DPF 32 on the condition that the DOC 31 is activated. Is done.

ステップS9では、DPF32の通常の再生制御を実行する。具体的には、ポスト噴射を実行してDOC31に燃料成分を導入し、DOC31で酸化反応を進行させることで生ずる反応熱で、DPF32を昇温して再生する。これにより、本実施形態に係るDPF32の再生制御を終了する。   In step S9, normal regeneration control of the DPF 32 is executed. Specifically, post injection is performed to introduce a fuel component into the DOC 31, and the DPF 32 is heated and regenerated by reaction heat generated by causing the DOC 31 to proceed with an oxidation reaction. Thereby, the regeneration control of the DPF 32 according to the present embodiment is finished.

本実施形態によれば、以下の効果が奏される。
本実施形態では、DPF32の再生を実行するか否かの判断の指標となるPMの所定捕捉量(最大PM捕捉量)とDPF32の過去の平均温度とに基づいて、通常の再生制御時の再生効率を算出するとともに、DPF32の現在のPM捕捉量と現在の温度とに基づいて、仮に現在のDPF32を再生する場合の再生効率を算出する構成とした。また、算出された現在の再生効率が算出された通常の再生効率より高い場合には、通常よりも早期にDPF32の再生を実行する構成とした。
これにより、例えばエンジン1の始動時に通常行われるDOC31の早期活性化のための昇温制御時や、高負荷運転時(高過給運転時など)、あるいはLNC33におけるNOxの還元のために行われるリッチ運転時などのDOC31が高温状態で活性化されているときに、その時点におけるPMの捕捉量およびDPF32の温度に基づいて算出した再生効率が、通常の再生制御時の再生効率よりも高い場合に、再生を実行することができる。即ち、PMの捕捉量のみならず、DPF32の温度に基づいて再生時期を決定するため、通常の再生を実行するよりも、再生時の昇温制御に伴う燃料消費量の観点から、効率の良い再生を実行でき、燃費を向上できる。また、通常の再生制御時よりも再生効率が高ければ早期に再生を実行するため、その結果として通常の再生制御の頻度が減少し、例えば従来のように、エンジン1がアイドル運転中や低負荷運転中でDOC31が不活性状態であるにも関わらず再生を実行してエミッションを悪化させてしまうのを抑制できる。
According to this embodiment, the following effects are produced.
In the present embodiment, regeneration during normal regeneration control is performed based on a predetermined capture amount of PM (maximum PM capture amount) that serves as an index for determining whether or not regeneration of the DPF 32 is to be performed and a past average temperature of the DPF 32. The efficiency is calculated, and the regeneration efficiency when the current DPF 32 is regenerated is calculated based on the current PM trapping amount of the DPF 32 and the current temperature. Further, when the calculated current regeneration efficiency is higher than the calculated normal regeneration efficiency, the DPF 32 is regenerated earlier than usual.
Thereby, for example, it is performed at the time of temperature increase control for early activation of the DOC 31 normally performed when the engine 1 is started, at the time of high load operation (such as at the time of high supercharging operation), or for the reduction of NOx in the LNC 33. When the DOC 31 is activated in a high temperature state, such as during rich operation, and the regeneration efficiency calculated based on the trapped amount of PM and the temperature of the DPF 32 is higher than the regeneration efficiency during normal regeneration control In addition, playback can be executed. That is, since the regeneration timing is determined based not only on the trapped amount of PM but also on the temperature of the DPF 32, it is more efficient from the viewpoint of fuel consumption accompanying the temperature increase control during regeneration, rather than performing normal regeneration. Regeneration can be executed and fuel consumption can be improved. In addition, if the regeneration efficiency is higher than that during normal regeneration control, regeneration is performed at an early stage. As a result, the frequency of normal regeneration control is reduced. For example, as in the prior art, the engine 1 is in idle operation or has a low load. Although the DOC 31 is in an inactive state during operation, it is possible to prevent the emission from being deteriorated by executing regeneration.

また、本実施形態では、DPF32の現在の温度と、再生制御時のDPF32の設定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出する構成とした。これにより、上記の効果がより確実に奏される。   In the present embodiment, the current regeneration efficiency is calculated according to the deviation between the current temperature of the DPF 32 and the set temperature of the DPF 32 during regeneration control. Thereby, said effect is show | played more reliably.

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良は本発明に含まれる。
例えば、上記実施形態では、DPF32の再生制御時における昇温手段として、DOC31およびポスト噴射の実行を採用したが、これに限定されない。例えば、ヒータなどの昇温手段を採用してもよい。
It should be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and modifications and improvements within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention.
For example, in the above-described embodiment, the DOC 31 and the post injection are used as the temperature raising means during the regeneration control of the DPF 32. However, the present invention is not limited to this. For example, a temperature raising means such as a heater may be employed.

1…エンジン(内燃機関)
22…差圧センサ
25…温度センサ
31…DOC
32…DPF(排気浄化フィルタ)
33…LNC
40…ECU(通常再生制御手段、通常再生効率算出手段、現在再生効率算出手段、早期再生制御手段)
1. Engine (internal combustion engine)
22 ... Differential pressure sensor 25 ... Temperature sensor 31 ... DOC
32 ... DPF (exhaust gas purification filter)
33 ... LNC
40 ... ECU (normal regeneration control means, normal regeneration efficiency calculating means, current regeneration efficiency calculating means, early regeneration control means)

Claims (2)

内燃機関の排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕捉する排気浄化フィルタを備える内燃機関の排気浄化装置であって、
所定条件において粒子状物質の捕捉量が所定捕捉量以上になったときに、前記排気浄化フィルタを所定温度に昇温制御して再生する通常再生制御手段と、
前記所定捕捉量と前記排気浄化フィルタの過去の平均温度とに基づいて、前記通常再生制御手段による通常の再生制御時の再生効率を算出する通常再生効率算出手段と、
現在の粒子状物質の捕捉量と前記排気浄化フィルタの現在の温度とに基づいて、仮に現在の排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生する場合の再生効率を算出する現在再生効率算出手段と、
前記算出された現在の再生効率が前記算出された通常の再生効率より高い場合には、前記排気浄化フィルタを前記所定温度に昇温制御して再生を実行する早期再生制御手段と、を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
An exhaust purification device for an internal combustion engine comprising an exhaust purification filter that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and captures particulate matter in the exhaust,
Normal regeneration control means for regenerating the exhaust purification filter by raising the temperature to a predetermined temperature when the trapped amount of the particulate matter is equal to or greater than the predetermined trap amount under a predetermined condition;
Normal regeneration efficiency calculating means for calculating regeneration efficiency during normal regeneration control by the normal regeneration control means based on the predetermined trapping amount and the past average temperature of the exhaust purification filter;
Based on the current trapped amount of particulate matter and the current temperature of the exhaust purification filter, the current regeneration efficiency for calculating the regeneration efficiency when the current exhaust purification filter is temperature-controlled and regenerated to the predetermined temperature A calculation means;
Early regeneration control means for performing regeneration by raising the temperature of the exhaust gas purification filter to the predetermined temperature when the calculated current regeneration efficiency is higher than the calculated normal regeneration efficiency. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine characterized by the above.
前記現在再生効率算出手段は、前記排気浄化フィルタの現在の温度と前記所定温度との偏差に応じて、現在の再生効率を算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関の排気浄化装置。
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the current regeneration efficiency calculating means calculates a current regeneration efficiency in accordance with a deviation between the current temperature of the exhaust gas purification filter and the predetermined temperature. .
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