JP2012026428A - Exhaust emission control device of internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気中の粒子状物質の捕捉及び再生が可能な、例えばディーゼル・パティキュレート・フィルタ(以下、適宜「DPF」と称する)等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 gas purification apparatus for an internal combustion engine equipped with, for example, a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF” as appropriate) that can capture and regenerate particulate matter in the exhaust gas of the internal combustion engine.
例えば内燃機関としてディーゼルエンジンを用いた車両には、内燃機関の排気通路上に、排気中の粒子状物質(以下、適宜「PM(Particulate Matter)」と称する)を捕集するためのディーゼル・パティキュレート・フィルタを設けた排気浄化装置を備えるものがある。DPFでは、PMの堆積によってフィルタに目詰まりが発生し、内燃機関等の動力性能が低下することを防ぐため、PMの捕集量に応じて堆積したPMを燃焼させるPM再生処理が行われる。PM再生処理は、例えば、内燃機関の出力を増大させることにより、DPFが配置された排気通路内の排気温度を上昇させ、堆積したPMを燃焼することにより行われる。 For example, for a vehicle using a diesel engine as an internal combustion engine, a diesel part for collecting particulate matter (hereinafter referred to as “PM (Particulate Matter)”) in the exhaust on an exhaust passage of the internal combustion engine. Some have an exhaust purification device provided with a curate filter. In the DPF, in order to prevent the filter from being clogged due to the accumulation of PM and reducing the power performance of the internal combustion engine or the like, a PM regeneration process for burning the accumulated PM according to the amount of collected PM is performed. The PM regeneration process is performed, for example, by increasing the output of the internal combustion engine, thereby increasing the exhaust temperature in the exhaust passage where the DPF is disposed, and burning the accumulated PM.
例えば、特許文献1では、車両の停車時(アイドリング状態)に、ドライバーの操作(例えば、ドライバーがPM再生開始ボタン等を押す操作)によって、内燃機関の回転数を一時的に上昇させると共に、燃焼に寄与しない時期に燃焼室内に燃料をポスト噴射することによって、排気温度を上昇させ、DPFに堆積した粒子状物質を燃焼させる手動PM再生処理に関する技術が開示されている。ここで、PM再生処理において燃焼室内に燃料を燃焼に寄与しない時期にポスト噴射すると、シリンダーの内壁にポスト噴射された燃料が付着し、当該付着した燃料がオイルパン等に落下してエンジンオイルに混合することによって、オイルが希釈化され、内燃機関に焼き付き等の不具合を生じさせてしまうという問題がある。
このような問題に対し、特許文献1では、オイルが燃料によってどの程度希釈されたかを示すオイル希釈度を推定するためにオイル希釈度推定手段を設け、オイル希釈度が平常時に比べて相対的に大きいと推定される場合に、警告灯を点灯させることにより、運転者に手動再生を促す制御が行われている。
For example, in Patent Document 1, when the vehicle is stopped (idling state), the operation of the driver (for example, the operation of the driver pressing a PM regeneration start button or the like) temporarily increases the rotational speed of the internal combustion engine and combustion A technique relating to manual PM regeneration processing is disclosed in which exhaust temperature is increased by post-injecting fuel into a combustion chamber at a time when it does not contribute to combustion, and particulate matter accumulated in the DPF is combusted. Here, if the fuel is post-injected into the combustion chamber in the PM regeneration process at a time when it does not contribute to combustion, the post-injected fuel adheres to the inner wall of the cylinder, and the adhering fuel falls to an oil pan or the like and becomes engine oil. By mixing, there is a problem that the oil is diluted and causes problems such as seizure in the internal combustion engine.
In order to solve such a problem, Patent Document 1 provides an oil dilution estimation means for estimating the degree of oil dilution that indicates how much the oil has been diluted by the fuel. When it is estimated that the value is large, a control for urging the driver to perform manual regeneration is performed by turning on a warning light.
また、特許文献2には、ポスト噴射のタイミングを異ならせた第1の再生手段と第2の再生手段とを適宜切り替えることによってPM再生処理を行う技術が開示されている。
第1の再生手段を用いてPM再生処理を行うと、第2の再生手段に比べてオイル希釈化が進行しやすいものの良好な燃費効率を達成することができる。一方、第2の再生手段を用いてPM再生処理を行うと、第1の再生手段に比べてオイル希釈化が進行しにくいものの、燃費効率が悪化してしまう。特許文献2では、このように互いに相反するオイル希釈化の進行度と燃費効率を有する第1の再生手段と第2の再生手段とを切り替え制御することが示されている。
Patent Document 2 discloses a technique for performing PM regeneration processing by appropriately switching between a first regeneration unit and a second regeneration unit that have different post injection timings.
When the PM regeneration process is performed using the first regeneration means, it is possible to achieve good fuel efficiency although oil dilution is more likely to proceed than the second regeneration means. On the other hand, when the PM regeneration process is performed using the second regeneration means, although the oil dilution is difficult to proceed as compared with the first regeneration means, the fuel efficiency is deteriorated. In Patent Document 2, it is shown that the first regeneration means and the second regeneration means having the degree of progress of oil dilution and the fuel efficiency, which are contradictory to each other, are controlled to be switched.
しかしながら、特許文献1には、潤滑油の燃料による希釈度合いを推定する希釈度合推定手段により潤滑油の希釈度合が相対的に大きいと推定されたときに警告手段によって警告することが示されているだけであり、推定された希釈度合に応じてDPFに堆積した粒子状物質を燃焼させる再生手段を切換えることまでは示されていない。 However, Patent Document 1 shows that warning means warns when the dilution degree of the lubricating oil is estimated to be relatively large by the dilution degree estimation means that estimates the degree of dilution of the lubricating oil with fuel. It is not shown until the regeneration means for burning the particulate matter deposited on the DPF is switched according to the estimated degree of dilution.
また、特許文献2においては、オイル希釈化が進行しやすい再生手段と、進行しにくい再生手段との2種類のPM再生処理を切り替え制御することが示されているが、エンジンオイルを希釈する燃料の量であるオイル希釈量をDPFの再生時間や運転状態から算出し、その希釈量が所定値を超えた場合、希釈量が少なくなるような再生手段を用いるものである。
すなわち、特許文献2においては、希釈量が所定値を超えるような量になった場合に、希釈量が少なくなる再生手段を適用するものであり、オイル希釈度合が進行した後に再生手段を変更して希釈度合の進行を遅らせるものである。従って、オイル希釈度が進んだ状態において再生手段を変更しても、その後もオイルからの蒸発量が少ない低負荷運転が継続した場合には、オイル交換が必要なレベルまで希釈が進行してしまう問題があり、オイル希釈度合の増大を確実に防止できない問題がある。
Japanese Patent Laid-Open No. 2004-228561 discloses switching control between two types of PM regeneration processing, ie, a regeneration unit in which oil dilution is likely to proceed and a regeneration unit in which it is difficult to proceed. The oil dilution amount is calculated from the regeneration time and operating state of the DPF, and when the dilution amount exceeds a predetermined value, the regeneration means is used so that the dilution amount decreases.
That is, in Patent Document 2, a regeneration unit that reduces the dilution amount when the dilution amount exceeds a predetermined value is applied, and the regeneration unit is changed after the degree of oil dilution progresses. This delays the progress of the degree of dilution. Therefore, even if the regeneration means is changed in a state where the degree of oil dilution has progressed, if the low-load operation with a small amount of evaporation from the oil continues thereafter, dilution proceeds to a level that requires oil replacement. There is a problem, and there is a problem that an increase in the degree of oil dilution cannot be reliably prevented.
そこで、本発明は上述の課題に鑑みなされたものであり、オイル希釈化の進行の確実な抑制と燃費効率の改善とを両立可能な内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device for an internal combustion engine that can achieve both a reliable suppression of the progress of oil dilution and an improvement in fuel efficiency.
本発明の内燃機関の排気浄化装置は前記課題を解決するために、内燃機関の排気中に含まれる粒子状物質を捕集するフィルタを備えた内燃機関の排気浄化装置であって、前記内燃機関の過去の運転状態およびフィルタ再生処理に関する実績データを記憶する記憶手段と、前記内燃機関におけるオイル希釈度の予想値であるオイル希釈度予想値を前記記憶手段に記憶された過去のデータを用いて算出するオイル希釈度予想値算出手段と、算出されたオイル希釈度予想値が、予め規定された閾値より大きいか否かを判定するオイル希釈度予想値判定手段と、前記捕集された粒子状物質を燃焼することにより、前記フィルタを再生可能な第1の再生手段と、前記捕集された粒子状物質を燃焼することにより、前記フィルタの再生可能な再生手段であって、前記第1の再生手段よりオイル希釈量が低く且つ燃料消費率が高い第2の再生手段と、前記オイル希釈度予想値判定手段によって前記算出されたオイル希釈度予想値が前記閾値以下であると判定された場合、前記2つの再生手段のうち前記第1の再生手段を選択して前記フィルタの再生を行い、前記オイル希釈度予想値判定手段によって前記算出されたオイル希釈度予想値が前記閾値より大きいと判定された場合、前記2つの再生手段のうち前記第2の再生手段を選択して前記フィルタの再生を行うように、前記第1の再生手段及び前記第2の再生手段を制御する選択手段とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above problems, an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of the present invention is an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine comprising a filter that collects particulate matter contained in the exhaust gas of the internal combustion engine. Using the past data stored in the storage means and the storage means for storing the past operation state and the actual data relating to the filter regeneration process, and the oil dilution expected value that is the expected value of the oil dilution in the internal combustion engine An oil dilution expected value calculating means for calculating, an oil dilution expected value determining means for determining whether or not the calculated oil dilution expected value is larger than a predetermined threshold value, and the collected particulate matter A first regenerating means capable of regenerating the filter by burning the substance, and a regenerating means capable of regenerating the filter by burning the collected particulate matter. The predicted oil dilution value calculated by the second regeneration means having a lower oil dilution amount and a higher fuel consumption rate than the first regeneration means and the predicted oil dilution value determination means is less than or equal to the threshold value. If it is determined that there is, the first regeneration unit is selected from the two regeneration units, the filter is regenerated, and the oil dilution predicted value calculated by the oil dilution predicted value determination unit is When it is determined that the threshold value is larger than the threshold, the first reproduction unit and the second reproduction unit are selected so that the second reproduction unit is selected from the two reproduction units and the filter is reproduced. And selecting means for controlling.
かかる発明によれば、過去のデータに基づいて算出されたオイル希釈度予想値の大小に基づいて、第1の再生手段と第1の再生手段よりオイル希釈量が低く且つ燃料消費率が高い第2の再生手段とを切り替える制御を行うことによって、オイル希釈化の進行抑制と燃料消費率の改善とを両立することができる。
また、オイル希釈度予測値の大小に基づいて第1の再生手段と第2の再生手段とを切り替えるため、すなわち、オイル希釈度の予測値に基づいて切り替えるため、実際にオイル希釈度が進行した状態の希釈量を基に判定するよりも、オイル希釈度の増大を確実に防止できる。
According to this invention, the oil dilution amount is lower and the fuel consumption rate is higher than the first regeneration means and the first regeneration means based on the magnitude of the predicted value of the oil dilution calculated based on the past data. By performing control to switch between the two regeneration means, it is possible to achieve both suppression of the progress of oil dilution and improvement of the fuel consumption rate.
Also, in order to switch between the first regeneration means and the second regeneration means based on the magnitude of the oil dilution prediction value, that is, to switch based on the oil dilution prediction value, the oil dilution actually progressed. Rather than making a determination based on the dilution amount of the state, an increase in oil dilution can be reliably prevented.
また、本発明において好ましくは、前記オイル希釈度予測値算出手段は、フィルタの再生処理を開始する前に、次回のフィルタ再生処理タイミングを予想し、その時点におけるオイル希釈度を前記記憶手段に記憶された過去のデータに基づいて予測し、前記オイル希釈度予想値判定手段は該予測したオイル希釈度を用いて閾値との大小を判定するとよい。 Preferably, in the present invention, the predicted oil dilution value calculation means predicts the next filter regeneration processing timing before starting the filter regeneration process, and stores the oil dilution degree at that time in the storage means. Predicting based on the past data that has been made, the predicted oil dilution value determining means may determine the size of the threshold using the predicted oil dilution.
さらに、前記記憶手段に記憶されているフィルタ再生処理に関する実績データは、前記第1の再生手段によるオイル希釈量、前記第2の再生手段によるオイル希釈量、前記第1の再生手段を実施するまでの時間間隔、前記第2の再生手段を実施するまでの時間間隔、オイル蒸発量に関するデータを含み、マップ状に記憶されているとよい。 Further, the actual data relating to the filter regeneration processing stored in the storage means includes the oil dilution amount by the first regeneration means, the oil dilution amount by the second regeneration means, and the execution of the first regeneration means. , A time interval until the second regeneration means is implemented, and data relating to the amount of oil evaporation may be stored in a map.
このように構成することによって、内燃機関の過去の再生処理条件およびその再生処理によるオイル希釈量、さらに運転状態に基づくオイル蒸発量等の実績データを基に、フィルタの再生処理を開始する前に、次回のフィルタ再生処理タイミングを予想し、その時点におけるオイル希釈量(希釈度)の予測値を用いて、第1の再生手段と第2の再生手段のより望ましい選択が可能になる。その結果、オイル希釈度が大きくならないDPF再生手段をより早い段階で選択できオイル希釈度の増大を確実に防止できる。 By configuring in this way, before starting the regeneration processing of the filter, based on the past regeneration processing conditions of the internal combustion engine, the oil dilution amount by the regeneration processing, and the actual data such as the amount of oil evaporation based on the operating state, etc. The next filter regeneration processing timing is predicted, and the predicted value of the oil dilution amount (dilution degree) at that time is used, and a more preferable selection of the first regeneration unit and the second regeneration unit is possible. As a result, the DPF regeneration means that does not increase the oil dilution can be selected at an earlier stage, and an increase in the oil dilution can be reliably prevented.
また、本発明において好ましくは、前記オイル希釈度予想値算出手段は、前記記憶手段に記憶された運転状態のデータに基づいて内燃機関の運転状態が所定期間内において、内燃機関の負荷および回転数で決まるオイル希釈度進行領域内にある割合を算出し、前記希釈度予想値判定手段は該算出したオイル希釈度進行領域内にある割合を用いて閾値との大小を判定するとよい。 In the present invention, it is preferable that the predicted oil dilution value calculation unit is configured to determine the load and rotation speed of the internal combustion engine within a predetermined period based on the operation state data stored in the storage unit. The ratio that is in the oil dilution progress region determined by is calculated, and the dilution expected value determination means may determine the size of the threshold using the calculated ratio in the oil dilution progress region.
かかる構成によると、内燃機関の負荷および回転数で決まるオイル希釈度進行領域内にある割合、つまり所定時間内にこの領域内にある頻度に基づいて希釈度が進行する運転状態か否かを判定する。
そして、オイル希釈度進行領域内にある割合が、閾値より大きいと判定した場合には、オイル希釈度の進行が早いため、オイル希釈量が低い再生手段である第2再生手段を選択し、閾値以下と判定した場合には第1再生手段を選択して再生を実行する。
このように、オイル希釈度の進行が早い運転状態にある頻度を、オイル希釈度予想値として用いて、オイル希釈度が大きくならないDPF再生手段を選択するので、運転状態が時々刻々と複雑な変化を示す場合であっても、適切な切り替え制御を実現することができ、オイル希釈度の増大を確実に防止できる。
According to such a configuration, it is determined whether or not the operating state in which the dilution progresses based on the ratio within the oil dilution progress region determined by the load and rotation speed of the internal combustion engine, that is, the frequency within this region within a predetermined time. To do.
When it is determined that the ratio within the oil dilution progress region is larger than the threshold, the oil dilution progresses quickly, so the second regeneration means that is the regeneration means with a low oil dilution amount is selected, and the threshold is set. If it is determined as follows, the first reproduction means is selected to perform reproduction.
In this way, the frequency of the operating state in which the progress of the oil dilution is fast is used as the predicted value of the oil dilution, and the DPF regeneration means that does not increase the oil dilution is selected. Even when this is shown, appropriate switching control can be realized, and an increase in the oil dilution can be reliably prevented.
また、本発明において好ましくは、前記第1の再生手段及び前記第2の再生手段は、互いに異なるタイミングで燃料をポスト噴射するとよく、さらに、前記第1の再生手段が自動PM再生処理であり、前記第2の再生手段が手動PM再生処理であるとよい。 Preferably, in the present invention, the first regeneration unit and the second regeneration unit may post-inject fuel at different timings, and the first regeneration unit is an automatic PM regeneration process, The second regeneration means may be manual PM regeneration processing.
手動PM再生処理は、エンジンがアイドリング状態にある場合に実行されるため、ポスト噴射タイミングやポスト噴射量を適正化することによって、オイル希釈度が少なくなるよう調整することができる。
一方、自動PM再生処理は、エンジンの状態が使用条件に応じて時々刻々と変化するため、様々な運転条件においてポスト噴射タイミングやポスト噴射量が適正化されている必要があり、オイル希釈度が少なくなるように調整することが難しい。
従って、手動PM再生処理は、自動PM再生処理に比べて、オイル希釈化が進行し難い傾向にあり、本発明では第1の再生手段を自動PM再生処理とし、第1の再生手段よりオイル希釈量が低く且つ燃料消費率が高い第2の再生手段を手動PM再生処理として選択することで、オイル希釈度の増大を確実に防止できる。
Since the manual PM regeneration process is executed when the engine is in an idling state, the oil dilution can be adjusted to be reduced by optimizing the post injection timing and the post injection amount.
On the other hand, in the automatic PM regeneration process, the state of the engine changes from moment to moment according to the use conditions, so the post injection timing and the post injection amount must be optimized under various operating conditions, and the oil dilution level is It is difficult to make adjustments to reduce the number.
Therefore, manual PM regeneration processing tends to make oil dilution difficult to proceed compared to automatic PM regeneration processing. In the present invention, the first regeneration means is an automatic PM regeneration process, and oil dilution is performed by the first regeneration means. By selecting the second regeneration means having a low amount and a high fuel consumption rate as the manual PM regeneration process, an increase in the oil dilution can be surely prevented.
本発明に係る内燃機関の排気浄化装置によれば、オイル希釈度予想値の大小に基づいて、第1の再生手段と第2の再生手段とを切り替え制御することによって、オイル希釈化の進行抑制と燃料消費率の改善とを両立することができる。
オイル希釈度予想値は、内燃機関の過去の実績データ(例えば内燃機関が搭載される車両の過去の走行データなど)に基づいた予想値として算出されるので、内燃機関の運転状態に沿った適切な切り替え制御が可能となる。
また、運転状態がオイル希釈度進行領域内にある割合が閾値より大きいか否かに基づいて切り替え制御を行うことによって、内燃機関の運転状態が時々刻々と複雑な変化を示す場合であっても、適切な切り替え制御を実現することができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present invention, the progress of oil dilution is suppressed by switching between the first regeneration means and the second regeneration means based on the magnitude of the predicted value of the oil dilution. And improving the fuel consumption rate.
The predicted value of the oil dilution is calculated as an estimated value based on past performance data of the internal combustion engine (for example, past travel data of a vehicle in which the internal combustion engine is mounted). Switching control is possible.
Further, even when the operation state of the internal combustion engine shows a complicated change from moment to moment by performing switching control based on whether or not the ratio that the operation state is in the oil dilution progress region is larger than the threshold value. Appropriate switching control can be realized.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
(全体構成)
図1は、本実施形態に係る内燃機関の排気浄化装置が適用されるエンジン周辺の構成を示す概略図である。図1において、エンジン2は4つの気筒を有する4サイクルディーゼルエンジンである。エンジン2には、吸気マニホールド6を介して吸気通路8が接続されると共に、排気マニホールド10を介して排気通路12が接続されている。
(overall structure)
FIG. 1 is a schematic view showing a configuration around an engine to which an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to the present embodiment is applied. In FIG. 1, the engine 2 is a four-cycle diesel engine having four cylinders. An
吸気通路8には、ターボチャージャ14のコンプレッサ14aが設けられている。コンプレッサ14aは排気通路12に設けられたタービン14bに同軸駆動されるものである。吸気通路8のコンプレッサ14aよりも下流側には、吸気通路8を流れる吸気と大気との間で熱交換を行うインタークーラー16が設けられている。また、吸気通路8のインタークーラー16よりも下流側には、吸気通路8内を流通する吸気の流量を調節するスロットルバルブ18が設けられている。
The
また、吸気通路8には、コンプレッサ14aの上流側に、吸気流量を検知するエアフローメータ26が設けられ、スロットルバルブ18の下流側である吸気マニホールド6に温度センサ28及び圧力センサ30が設けられている。
The
排気通路12には、ターボチャージャ14のタービン14bが設けられている。タービン14bは、エンジン2からの排気ガスにより駆動されるものである。また、排気マニホールド10には、排気の一部を吸気マニホールド6へ再循環させるEGR通路20が設けられている。EGR通路20には、EGRクーラー22及びEGR制御弁24が設けられている。
In the
EGRクーラー22は、EGR制御弁24よりも排気マニホールド10側に設けられ、EGRクーラー22を通過するEGRガスと冷却水とで熱交換して、該EGRガスの温度を低下させるものである。また、EGR制御弁24は、EGR通路20を流れるEGRガスの流量を制御するものである。
The
ECU40では、前述の各入力された値を基にCPU48でEGR制御弁24及びスロットルバルブ18の目標開度を演算し、駆動回路43及び44を介してEGR制御弁24及びスロットルバルブ18の開度を制御する。
In the
エアフローメータ26、温度センサ28及び圧力センサ30の検出値は、それぞれA/D変換器46a、46b及び46cを介してエンジンコントロールユニット(Engine Control Unit:ECU)40に入力される。
Detection values of the
また、エンジン2にはエンジンスピードセンサ32が設けられており、エンジンスピードセンサ32の検知値はパルスカウント回路47を介してECU40に入力される。
The engine 2 is provided with an engine speed sensor 32, and a detection value of the engine speed sensor 32 is input to the
ECU40では、前述の各入力された値に基づいてエンジン2への燃料噴射量を演算し、インジェクタ駆動回路41を介してエンジン2への燃料噴射量を制御する。
The
エンジン2の排気通路12のうちタービン14bより下流側には、排気中のPMを捕集するためのDPF60が設けられている。DPF60は、典型的には、金属製の筐体に、コージェライトやSiC等のセラミック製フィルタ担体が収容された構造を有する。
A
DPF60では、PMの堆積によって目詰まりが発生し、エンジン2等の動力性能が低下することを防ぐために、PMの捕集量に応じて堆積したPMを燃焼させるPM再生が、ECU40の制御に基づいて適宜行われる。尚、ECU40による具体的なPM再生の制御内容については、後に詳述する。尚、DPF60には、燃料が燃焼する際に生じる排気中のCO、HC(主としてSOF)及びNOx等を酸化することが可能に構成された触媒コンバータである酸化触媒63が併せて用いられていてもよい。
In the
DPF60には、DPF60内の上流側、中流側及び下流側の排気温度をそれぞれ検出するための温度センサ61が備えられている。また、DPF60には、DPF60内の上流側及び下流側の排気圧力をそれぞれ検出することによって、DPF60内の差圧ΔPdpfを検出するためのDPF差圧センサ62が備えられている。これら各種センサは、各々がECU40と電気的に接続されており、当該各々により検出される各指標値は、ECU40により一定又は不定の周期で参照される構成となっている。
The
(PM再生処理)
本実施形態では、本発明に係る「第1の再生手段」及び「第2の再生手段」の一例として、「第1の再生手段」を自動PM再生処理、及び「第2の再生手段」を手動PM再生処理として取り扱う。ここでは、自動PM再生処理及び手動PM再生処理の具体的な動作内容について、それぞれ説明する。
(PM regeneration process)
In the present embodiment, as an example of the “first reproduction unit” and the “second reproduction unit” according to the present invention, the “first reproduction unit” is an automatic PM regeneration process, and the “second reproduction unit” is Handle as manual PM regeneration process. Here, specific operation contents of the automatic PM regeneration process and the manual PM regeneration process will be described.
まず手動PM再生処理の動作について、図2を参照して説明する。図2は、本実施形態に係る排気浄化装置における手動PM再生処理のフローチャート図である。 First, the operation of the manual PM regeneration process will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a flowchart of manual PM regeneration processing in the exhaust gas purification apparatus according to the present embodiment.
始めに、ECU40は、DPF60におけるPM堆積量Mが閾値M1より大きいか否かを判定する(ステップS101)。閾値M1は手動再生処理によってPMを燃焼しなければエンジン2等に不具合が生じるおそれがある境界値として、予め実験的、理論的或いはシミュレーション的な手法によって規定するとよい。
First, the
PM堆積量Mが閾値M1より大きい場合(ステップS101:YES)、ECU40は手動PM再生処理を行うための実行条件が成立しているか否かを判定する(ステップS102)。手動PM再生処理は、エンジン2の負荷が比較的小さい状態(例えば、エンジン回転数及び燃料噴射量が比較的少ない、アイドリング状態)の下で行われる。当該条件を満たすと判定された場合(ステップS102:YES)、ECU40は手動PM再生処理を実行するようにドライバーに報知すべく、警告灯を点灯させる(ステップS103)。そして、ECU40は警告灯の点灯を認識したドライバーが手動PM再生処理を開始するためのスイッチ(図不示)を「ON」にしたか否かを判定する(ステップS104)。そして、当該スイッチが「ON」にされたと判定した場合に(ステップS104:YES)、手動PM再生処理を実行し(ステップS105)、処理を終える(END)。
When the PM accumulation amount M is larger than the threshold value M1 (step S101: YES), the
一方、PM堆積量Mが閾値M1以下である場合(ステップS101:NO)や、上記条件を満たさない場合(ステップS102:NO)、ECU40は警告灯を消灯し(ステップS106)、処理を終了する(END)。
On the other hand, when the PM accumulation amount M is equal to or less than the threshold value M1 (step S101: NO) or when the above condition is not satisfied (step S102: NO), the
次に図3を参照して、自動PM再生処理について説明する。図3は、本実施形態に係る排気浄化装置における自動PM再生処理のフローチャート図である。 Next, the automatic PM regeneration process will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a flowchart of the automatic PM regeneration process in the exhaust purification apparatus according to this embodiment.
始めに、ECU40は、DPFにおけるPM堆積量Mが閾値M2より大きいか否かを判定する(ステップS201)。ここで、閾値M2は自動PM再生処理によってPMを燃焼しなければエンジン2等に不具合が生じるおそれがある境界値として、予め実験的、理論的或いはシミュレーション的な手法によって規定するとよい。尚、閾値M2は、手動PM再生処理において用いられる閾値M1と同一であっても、互いに異なっていてもよい。
First, the
続いて、PM堆積量Mが閾値M2より大きい場合(ステップS201:YES)、ECU40は自動PM再生処理を行う条件を満たしているか否かを判定する(ステップS202)。自動PM再生処理は、エンジン2のエンジン回転数及び燃料噴射量が変化する状態で行われる。エンジン2の負荷が著しく低い状況では、酸化触媒を活性化させることができないため、当該条件を満たすか否かが判断される。そして、当該条件を満たすと判定された場合(ステップS202:YES)、ECU40は自動PM再生処理を実行し(ステップS203)、処理を終える(END)。
Subsequently, when the PM accumulation amount M is larger than the threshold value M2 (step S201: YES), the
尚、ステップS105及びステップS203におけるPM再生処理では、例えばエンジン回転数を増加することによって排気通路12内の排気温度を上昇させ、DPF60に堆積したPMを燃焼させることにより実行される。
In the PM regeneration process in step S105 and step S203, for example, the exhaust temperature in the
ここで、手動PM再生処理及び自動PM再生処理では共に、燃料をポスト噴射することによってPM再生処理を行うため、エンジンオイルの希釈化が少なからず生じる。これはポスト噴射された燃料が、エンジン2を構成するシリンダー内に付着し、オイルパン等にあるオイルに浸透することによって生ずるものである。オイルの希釈化の程度(即ち、オイル希釈度)は、ポスト噴射時に噴射された燃料がエンジン2において燃焼されずに残存する量に依存する。 Here, in both the manual PM regeneration process and the automatic PM regeneration process, the PM regeneration process is performed by post-injecting the fuel, so that the engine oil is diluted a little. This is caused by the post-injected fuel adhering in the cylinder constituting the engine 2 and permeating into oil in an oil pan or the like. The degree of oil dilution (i.e., oil dilution) depends on the amount of fuel injected during post-injection remaining without being burned in the engine 2.
手動PM再生処理は、エンジン2がアイドリング状態にある場合に実行される。このような状態の下では、ポスト噴射タイミングやポスト噴射量や空気量を適正化することによって、オイル希釈度が少なくなるよう調整することができる。一方、自動PM再生処理は、上述したようにエンジン2の状態が使用条件に応じて時々刻々と変化するため、様々な運転条件においてポスト噴射タイミングやポスト噴射量や空気量が適正化されている必要があり、オイル希釈度が少なくなるように調整することが難しい。一般的に手動PM再生処理は、自動PM再生処理に比べて、オイル希釈化が進行し難い傾向にあり、本願明細書ではこれを前提として説明を進めることとする。
尚、燃料消費率の観点から言えば、手動PM再生処理はエンジン2がアイドリング状態にある場合に実行されるため、自動PM再生処理のように車両の走行中や車両を用いて作業を行っている最中に実行することができなく、自動PM再生処理に比べて燃料消費率が不利になる傾向がある。
また、手動PM再生処理と自動PM再生処理とのポスト噴射タイミングは、異ならせて設定され、例えば、手動PM再生処理は、自動PM再生処理に比べて、進角側に設定されており、手動PM再生処理はオイル希釈量が低く且つ燃料消費率が高くなるように設定されている。
The manual PM regeneration process is executed when the engine 2 is in an idling state. Under such a condition, the oil dilution can be adjusted to be reduced by optimizing the post injection timing, the post injection amount, and the air amount. On the other hand, in the automatic PM regeneration process, as described above, the state of the engine 2 changes from moment to moment according to the use conditions, so that the post injection timing, the post injection amount, and the air amount are optimized under various operating conditions. It is necessary and it is difficult to adjust the oil dilution degree to be small. Generally, manual PM regeneration processing has a tendency that oil dilution does not easily proceed as compared with automatic PM regeneration processing, and the description of the present application will be made on the assumption of this.
From the viewpoint of the fuel consumption rate, the manual PM regeneration process is executed when the engine 2 is in an idling state, and therefore, when the vehicle is running or using the vehicle, as in the automatic PM regeneration process. The fuel consumption rate tends to be disadvantageous compared to the automatic PM regeneration process.
Further, the post-injection timings of the manual PM regeneration process and the automatic PM regeneration process are set differently. For example, the manual PM regeneration process is set on the advance side as compared with the automatic PM regeneration process, The PM regeneration process is set so that the oil dilution amount is low and the fuel consumption rate is high.
(第1実施例)
続いて、図4を参照して、第1実施例に係る排気浄化装置の具体的な動作について説明する。
ECU40には、エンジン2におけるオイル希釈度の予想値であるオイル希釈度予想値を算出するオイル希釈度予想値算出手段70と、算出されたオイル希釈度予想値が、予め規定された閾値より大きいか否かを判定するオイル希釈度予想値判定手段80と、算出されたオイル希釈度予想値が前記閾値より大きいか小さいかによって第1の再生手段及び第2の再生手段を選択する選択手段90とが設けられている。
(First embodiment)
Subsequently, a specific operation of the exhaust gas purification apparatus according to the first embodiment will be described with reference to FIG.
The
また、オイル希釈度予想値算出手段70は、記憶手段95に記憶された過去の運転状態のデータおよびフィルタ再生処理に関する実績データを基に算出されるようになっている。このフィルタ再生処理に関する実績データは、例えば、前記第1の再生手段である自動PM再生処理によるオイル希釈量、前記第2の再生手段である手動PM再生処理によるオイル希釈量に関する実績データ、さらに、前記第1の再生手段を実施するまでの時間間隔、前記第2の再生手段を実施するまでの時間間隔の実績データ、さらに、オイル蒸発量に関するデータ等がマップ状に記憶されている。 The predicted oil dilution value calculation means 70 is calculated based on past operating state data stored in the storage means 95 and actual data relating to filter regeneration processing. The actual data related to the filter regeneration process is, for example, actual data regarding the oil dilution amount by the automatic PM regeneration process as the first regeneration means, the oil dilution amount by the manual PM regeneration process as the second regeneration means, The time interval until the first regeneration means is implemented, the actual data of the time interval until the second regeneration means is implemented, and the data relating to the oil evaporation amount are stored in a map.
図4は、第1実施例に係る排気浄化装置の動作を示すフローチャート図である。
まず、ECU40は、DPF60におけるPMの堆積量Mを算出する(ステップS301)。具体的には、PMの堆積量Mは、図5に示すサブルーチンを実行することにより算出される。図5は、PMの堆積量Mを算出するためのサブルーチン処理のフローチャート図である。
FIG. 4 is a flowchart showing the operation of the exhaust emission control system according to the first embodiment.
First, the
図5に示すように、始めに、ECU40は、エンジン2のPM排出量を検出することによってPM排出量PM1を取得する(ステップS401)。具体的には、ECU40は、エンジン回転数を検出し、予め規定されたエンジン回転数―燃料噴射量指令値―PM排出量の対応マップに基づいて、PM排出量PM1を算出する。
As shown in FIG. 5, first, the
続いて、ECU40は、PM燃焼量PM2を算出する(ステップS402)。具体的には、DPF60に設置された温度センサ61で排気ガス温度を検出し、予め把握していた排ガス温度に応じたPM燃焼速度の関係から、単位時間当たりのPM燃焼量を求める。これを手動PM再生処理或いは自動PM再生処理の実行期間で積算することによりPM2を算出する。
Subsequently, the
そして、ECU40は、ステップS401において算出したPM排出量PM1と、ステップS402において算出したPM燃焼量PM2とを用いて、次式
M=M+PM1−PM2 (1)
から、現在DPF60に堆積されているPMの量、即ち、PM堆積量Mを算出する(ステップS403)。つまり当該サブルーチン処理では、前回処理時におけるPMの堆積量Mに、前回処理の実行時から現在に至るまでの間に生じたPMの排出量PM1及び燃焼量PM2を加減算することにより、DPF60におけるPM堆積量の変化量を求め、現在のPM堆積量Mを算出する。
Then, the
From this, the amount of PM currently accumulated in the
再び図4に戻って、続いて、ECU40は、オイルの蒸発量を算出する(ステップS302)。具体的には、ECU40は、エンジン回転数を検出し、予めマッピングされたエンジン回転数―燃料噴射量指令値―オイル蒸発量の対応マップに従って、オイル蒸発量を算出する。当該マップは、予め実験的、理論的、シミュレーション的な手法によって規定される。典型的には、エンジン回転数が増加するに従い、エンジン2の温度が上昇し、オイル蒸発量は増加する。一方、エンジン回転数が低下するに従い、エンジン2の温度もまた低下し、オイル蒸発量は低下する。このような原理に基づいて、マッピングすることにより、ステップS302では、適切なオイル蒸発量を算出することができる。
Returning to FIG. 4 again, the
続いて、ECU40は、オイル希釈度Fの予想値であるオイル希釈度予想値F´を算出する(ステップS303)。ここで、オイル希釈度予想値F´の算出方法について、図6及び図7を参照して具体的に説明する。図6は、第1実施例に係る排気浄化装置において、自動PM再生処理を行った場合の、各種制御信号、PM堆積量M及びオイル希釈度Fの時系列変化を示すグラフ図である。図7は、第1実施例に係る排気浄化装置において、PM再生処理として手動PM再生処理を行った場合の、各種制御信号、PM堆積量M及びオイル希釈度Fの時系列変化を示すグラフ図である。
Subsequently, the
図6(a)は、ECU40が自動PM再生処理を実行するための制御信号Saの入出力タイミングを示すグラフ図である。ECU40は、T1≦T≦T2の期間において制御信号SaをHIGHに設定することにより、自動PM再生処理を実行する。尚、T0≦T<T1及びT2<Tの期間では、制御信号SaはLOWに設定されており、自動PM再生処理は実行されない。つまり、ECU40は、時間TがT1に達するタイミングで制御信号SaをHIGHに設定することにより自動PM再生処理を開始し、時間TがT2に達するタイミングで制御信号SaをLowに設定することにより自動PM再生処理を終了する。
FIG. 6A is a graph showing the input / output timing of the control signal Sa for the
図6(b)は、PM堆積量Mの時系列変化を示すグラフ図である。T0≦T<T1では、PM再生処理が行われていないので、PM堆積量Mは時間の経過に従って増加する。時間TがT1に達すると自動PM再生処理が開始するので、T1≦T≦T2の期間ではPM堆積量Mは時間の経過に従って減少する。そして、T2<Tの期間では、T0≦T<T1の期間と同様に、PM再生処理が行われていないので、PM堆積量Mは時間の経過に従って増加する。 FIG. 6B is a graph showing a time-series change in the PM accumulation amount M. FIG. In T0 ≦ T <T1, since the PM regeneration process is not performed, the PM deposition amount M increases with the passage of time. Since the automatic PM regeneration process starts when the time T reaches T1, the PM deposition amount M decreases with the passage of time in the period of T1 ≦ T ≦ T2. And in the period of T2 <T, since the PM regeneration process is not performed as in the period of T0 ≦ T <T1, the PM deposition amount M increases with the passage of time.
図6(c)は、オイル希釈度Fの時系列変化を示すグラフ図である。自動PM再生処理が開始される前(T0≦T<T1)では、PM再生処理が実行されていないので燃料のポスト噴射によるオイル希釈化は生じない。そのため、エンジン2の発熱によるオイル中の燃料の蒸発によって、時刻T0におけるオイル希釈度F0は時間の経過と共にF1まで減少する。T1≦T≦T2の期間では、自動PM再生処理において行われる燃料のポスト噴射によって、オイル希釈化が進行し、オイル希釈度FはF1からF2に増加する。T2<Tの期間では、ポスト噴射はもはや行われないので、T0≦T1<Tの期間と同様に、オイル希釈度Fは時間の経過とともに減少する。そして、T3(再生処理終了時T2から一定時間経過)時点におけるオイル希釈度予想値F´を算出する。 FIG. 6C is a graph showing the time series change of the oil dilution degree F. FIG. Before the automatic PM regeneration process is started (T0 ≦ T <T1), the PM regeneration process is not executed, and therefore, oil dilution due to fuel post-injection does not occur. Therefore, the oil dilution F0 at the time T0 decreases to F1 with the passage of time due to the evaporation of the fuel in the oil due to the heat generated by the engine 2. In the period of T1 ≦ T ≦ T2, the oil dilution proceeds by the post-injection of fuel performed in the automatic PM regeneration process, and the oil dilution F increases from F1 to F2. Since the post-injection is no longer performed in the period of T2 <T, the oil dilution F decreases with time as in the period of T0 ≦ T1 <T. Then, an oil dilution expected value F ′ at a time point T3 (a certain time has elapsed from the end of the regeneration process T2) is calculated.
次に図7(a)及び(b)は、ECU40が手動PM再生処理を実行するための制御信号Smの入力タイミングと、ドライバーが手動PM再生処理用の開始を指示する制御信号Snの入力タイミング(即ち、ドライバーが手動PM再生処理開始用のボタン(図不示)をオンオフするタイミング)とを示すグラフ図である。ECU40は、T1≦T≦T2の期間において制御信号SmをHIGHに設定することにより、手動PM再生処理が実行可能な状態にする(具体的には、T=T1のタイミングで手動PM再生処理を促すための警告灯を点灯することによって、ドライバーに報知する)。そして、T=T1´のタイミングでドライバーが手動PM再生処理の開始をECU40に対して指示することによって、手動PM再生処理が実行される。そして、T=T2において、手動PM再生処理は完了する。このように、T1´≦T≦T2において手動PM再生処理が実行されており、T0≦T<T1´及びT2<Tの期間では、自動PM再生処理は実行されていない。
Next, FIGS. 7A and 7B show the input timing of the control signal Sm for the
図7(c)は、手動PM再生処理を実行した場合における、PM堆積量Mの時系列変化を示すグラフ図である。T0≦T<T1´では、PM再生処理が行われていないので、PMは時間の経過に従って増加する。時間TがT1´に達すると手動PM再生処理が開始するので、T1´≦T≦T2の期間ではPM堆積量Mは時間の経過に従って減少する。そして、T2<Tの期間では、T0≦T<T1´の期間と同様に、PM再生処理が行われていないので、PM堆積量Mは時間の経過に従って増加する。 FIG. 7C is a graph showing the time-series change of the PM accumulation amount M when the manual PM regeneration process is executed. In T0 ≦ T <T1 ′, since PM regeneration processing is not performed, PM increases as time elapses. Since the manual PM regeneration process starts when the time T reaches T1 ′, the PM deposition amount M decreases with the passage of time during the period of T1 ′ ≦ T ≦ T2. And in the period of T2 <T, the PM regeneration process is not performed as in the period of T0 ≦ T <T1 ′. Therefore, the PM deposition amount M increases with the passage of time.
図7(d)は、手動PM再生処理を実行した場合における、オイル希釈度Fの時系列変化を示すグラフ図である。手動PM再生処理が開始される前(T0≦T<T1´)では、PM再生処理が実行されていないので燃料のポスト噴射によるオイル希釈化は生じない。そのため、エンジン2の発熱によるオイル中の燃料の蒸発によって、時刻T0におけるオイル希釈度F0は時間の経過と共にF1まで減少する。T1´≦T≦T2の期間では、自動PM再生処理において行われる燃料のポスト噴射によって、オイル希釈化が進行する。そのため、当該期間中に、オイル希釈度FはF1´からF2に増加する。T2<Tの期間では、ポスト噴射はもはや行われないので、T0≦T1´<Tの期間と同様に、オイル希釈度Fは時間の経過とともに減少する。 FIG. 7D is a graph showing the time series change of the oil dilution F when the manual PM regeneration process is executed. Before the manual PM regeneration process is started (T0 ≦ T <T1 ′), since the PM regeneration process is not executed, oil dilution due to fuel post-injection does not occur. Therefore, the oil dilution F0 at the time T0 decreases to F1 with the passage of time due to the evaporation of the fuel in the oil due to the heat generated by the engine 2. In the period of T1 ′ ≦ T ≦ T2, the oil dilution proceeds by the fuel post-injection performed in the automatic PM regeneration process. Therefore, the oil dilution degree F increases from F1 ′ to F2 during the period. Since the post-injection is no longer performed in the period of T2 <T, the oil dilution F decreases with the passage of time as in the period of T0 ≦ T1 ′ <T.
オイル希釈度予想値F´は、PM再生処理を開始するタイミング(T=T1)の以前に、記憶手段95に記憶されている過去の運転状態のデータ履歴や再生処理に関する実績データに基づいて算出される。例えば、PM再生処理を開始する以前において車両が置かれている条件と同一又は類似の走行条件にあった過去のデータを参照し、当時のPM堆積の推移と同様の振る舞いを行うと予想することにより、次回のフィルタ再生タイミングT3を算出すると良い。更に、当時のPM再生処理の開始後のオイル希釈度の推移と同様の振る舞いを行うと予想することにより、次回のフィルタ再生処理タイミングT3におけるオイル希釈度予想値F´を算出するとよい。 The expected oil dilution value F ′ is calculated based on the past operating state data history and the actual data on the regeneration process stored in the storage means 95 before the timing (T = T1) for starting the PM regeneration process. Is done. For example, refer to past data that was in the same or similar driving conditions as the conditions where the vehicle was placed before starting the PM regeneration process, and expect to behave in the same way as the transition of PM deposition at that time Thus, the next filter regeneration timing T3 may be calculated. Furthermore, the predicted oil dilution value F ′ at the next filter regeneration processing timing T3 may be calculated by assuming that the same behavior as the transition of the oil dilution after the start of the PM regeneration process at that time is performed.
また、PM再生処理においてエンジン2に燃料がポスト噴射されると、エンジン2を構成するシリンダーの壁面に付着した燃料が、シリンダーの壁面を伝ってオイルパンに到達するなどしてオイル希釈化を進行させる。そのため、燃料噴射量が増加すると、オイル希釈度Fもまた増加する(即ち、オイル希釈度Fは、典型的には燃料噴射量に依存する)。また、エンジン2の負荷が増大した場合、エンジン2の回転数が増加しエンジン2の温度が上昇するので、オイル蒸発量が増加することによっても、オイル希釈度Fは低下する。一方、エンジン2の負荷が減少した場合、エンジン2の回転数が低下しエンジン2の温度もまた低下するので、オイル蒸発量が低下し、オイル希釈度Fもまた増加する。このような特性に従って、エンジン回転数―オイル希釈度Fのマッピングを行い、当該マップに基づいてオイル希釈度予想値F´を算出することも可能である。 In addition, when fuel is post-injected to the engine 2 in the PM regeneration process, the fuel adhering to the wall surface of the cylinder constituting the engine 2 reaches the oil pan through the wall surface of the cylinder and proceeds with oil dilution. Let Therefore, when the fuel injection amount increases, the oil dilution F also increases (that is, the oil dilution F typically depends on the fuel injection amount). Further, when the load on the engine 2 increases, the number of revolutions of the engine 2 increases and the temperature of the engine 2 increases, so that the oil dilution F also decreases as the amount of oil evaporation increases. On the other hand, when the load on the engine 2 decreases, the rotational speed of the engine 2 decreases and the temperature of the engine 2 also decreases, so that the amount of oil evaporation decreases and the oil dilution F also increases. According to such characteristics, it is also possible to perform mapping of the engine speed and the oil dilution F, and calculate the oil dilution expected value F ′ based on the map.
再び図4に戻って、ECU40は、ステップS303で算出したオイル希釈度予想値F´が、閾値Fmより大きいか否かを判定する(ステップS304)。ここで、閾値FmはPM再生処理を実行するにあたり、手動PM再生処理と自動PM再生処理のいずれを選択するかを決定するための閾値であり、予め実験的、理論的、シミュレーション的な手法によって規定するとよい。尚、閾値Fmはオイル希釈度予想値判定手段80における第1実施例の閾値の一例である。
Returning to FIG. 4 again, the
ここで図6(c)及び図7(d)を参照すると、自動PM再生処理と手動PM再生処理の完了後のオイル希釈度Fの振る舞いに着目すると、手動PM再生処理におけるオイル希釈度Fの増加量は、自動PM再生処理のオイル希釈度Fの増加量に比べて小さい。これは、上述したように、手動PM再生処理は、自動PM再生処理に比べてオイル希釈度が小さいことに起因するものである。このように手動PM再生処理と自動PM再生処理のそれぞれのオイル希釈度の進行度を考慮することによって、手動PM再生処理と自動PM再生処理とを切り替えるように選択手段90によって制御する。本実施例では、オイル希釈度予想値F´が大きいため自動PM再生手段を行うとオイル希釈度が悪化してしまい好ましくないと考えられる場合には、オイル希釈度の進行程度が少ない手動PM再生処理を選択し、オイル希釈度予想値F´が許容範囲であると考えられる場合には、オイル希釈度の進行程度が大きいものの車両の走行中に実行可能な(即ち、ドライバーにとって車両を停車させてアイドリング状態にするなどの煩雑な手間が不要な)自動PM再生処理を選択する。 Here, referring to FIG. 6 (c) and FIG. 7 (d), focusing on the behavior of the oil dilution F after the completion of the automatic PM regeneration process and the manual PM regeneration process, the oil dilution F of the manual PM regeneration process The increase amount is smaller than the increase amount of the oil dilution F in the automatic PM regeneration process. As described above, this is because the manual PM regeneration process has a smaller oil dilution than the automatic PM regeneration process. In this way, the selection means 90 controls to switch between the manual PM regeneration process and the automatic PM regeneration process by considering the progress of the oil dilution degree of each of the manual PM regeneration process and the automatic PM regeneration process. In this embodiment, when the oil dilution degree predicted value F ′ is large, if the automatic PM regeneration means is used, the oil dilution degree deteriorates and it is considered undesirable. If the process is selected and the estimated value of oil dilution F ′ is considered to be within an allowable range, it can be executed while the vehicle is traveling although the degree of progress of the oil dilution is large (that is, the driver stops the vehicle). The automatic PM regeneration process is selected, which does not require a complicated process such as setting the idling state.
続いてECU40の選択手段90により、オイル希釈度予想値F´が閾値Fmより大きい場合(ステップS304:YES)、PM再生処理として手動PM再生処理を選択する。この場合、ECU40は更にステップS301で算出したPM堆積量Mが閾値M1より大きいか否かを判定する(ステップS305)。ここで閾値M1は、手動PM再生処理の実行を行う必要があるか否かを判定するための閾値であり、典型的には手動PM再生処理を行わないとエンジン2等に悪影響を与えるか否かの閾値として予め設定される。
Subsequently, when the oil dilution predicted value F ′ is larger than the threshold value Fm by the selection means 90 of the ECU 40 (step S304: YES), the manual PM regeneration process is selected as the PM regeneration process. In this case, the
ステップS305における判定の結果、PM堆積量Mが閾値M1より大きい場合は(ステップS305:YES)、手動PM再生処理を実行する(ステップS306)。手動PM再生処理の完了後、ECU40は今回の排気浄化装置の動作でオイルに混入した燃料量を予測し、オイル希釈度を算出する。また、ここで予測した燃料混入量は、次の手動PM再生処理によるオイル希釈度を推定する際に使用される。一方、PM堆積量Mが閾値M1以下である場合は(ステップS305:NO)、ECU40は手動PM再生処理が不要として、PM再生を行うことなく処理を戻す(RETURN)。
If the result of determination in step S305 is that the PM accumulation amount M is greater than the threshold value M1 (step S305: YES), manual PM regeneration processing is executed (step S306). After completion of the manual PM regeneration process, the
オイル希釈度予想値F´が閾値F1以下である場合(ステップS304:NO)、ECU40の選択手段90により、PM再生処理として自動PM再生処理を選択する。この場合、ECU40は更にステップS301で算出したPM堆積量Mが閾値M2より大きいか否かを判定する(ステップS308)。ここで閾値M2は、自動PM再生処理の実行を行う必要があるか否かを判定するための閾値であり、典型的には自動PM再生処理を行わないとエンジン2等に悪影響を与えるか否かの閾値として予め設定される。
When the oil dilution expected value F ′ is equal to or less than the threshold value F1 (step S304: NO), the automatic PM regeneration process is selected as the PM regeneration process by the
ステップS308における判定の結果、PM堆積量Mが閾値M2より大きい場合は(ステップS308:YES)、自動PM再生処理を実行する(ステップS309)。自動PM再生処理の完了後、ECU40は今回の排気浄化装置の動作でオイルに混入した燃料量を予測し、オイル希釈度を算出する。また、ここで予測した燃料混入量は、次の自動PM再生処理によるオイル希釈度を推定する際に使用される。一方、PM堆積量Mが閾値M2以下である場合は(ステップS308:NO)、ECU40は自動PM再生処理が不要として、PM再生を行うことなく処理を戻す(RETURN)。
If the result of determination in step S308 is that the PM accumulation amount M is greater than the threshold value M2 (step S308: YES), automatic PM regeneration processing is executed (step S309). After the completion of the automatic PM regeneration process, the
(第2実施例)
上述の第1実施例では、PM再生処理として手動PM再生処理又は自動PM再生処理のいずれの処理を行うべきかの判定を、オイル希釈度予想値F´に基づいて行っている。一方、第2実施例では、当該判定をエンジン2の運転状態に基づいて算出された希釈度進行領域内に存在した頻度Dに基づいて判定する点に特徴を有する。すなわち、第2実施例では、記憶手段95に記憶されている過去の運転状態のデータを基に希釈度進行領域内に存在した頻度Dを、オイル希釈度予測値算出手段70によって算出されるオイル希釈度予測値として用いて判定する。
尚、第2実施例については、第1実施例と共通する箇所については適宜説明を省略することとする。
(Second embodiment)
In the first embodiment described above, whether the manual PM regeneration process or the automatic PM regeneration process should be performed as the PM regeneration process is determined based on the oil dilution degree expected value F ′. On the other hand, the second embodiment is characterized in that the determination is made based on the frequency D existing in the dilution progress region calculated based on the operating state of the engine 2. In other words, in the second embodiment, the frequency D existing in the dilution progress region based on the past operating state data stored in the storage means 95 is calculated by the oil dilution predicted value calculation means 70. Judgment is made using the predicted value of dilution.
In addition, about 2nd Example, suppose that description is abbreviate | omitted suitably about the location which is common in 1st Example.
まず図8を参照して、第2実施例に係る排気浄化装置の動作について説明する。図8は、本実施例に係る排気浄化装置の動作を示すフローチャート図である。 First, the operation of the exhaust emission control system according to the second embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a flowchart showing the operation of the exhaust gas purification apparatus according to this embodiment.
ECU40は、上述の第1実施例と同様に(図4のステップS301を参照)、PM堆積量Mを算出する(ステップS501)。
The
続いて、ECUは、エンジン2の運転状態がオイル希釈度進行領域内にある頻度を示す希釈度進行領域内頻度Dを算出する(ステップS502)。具体的には、希釈度進行領域内頻度Dは、図9に示すサブルーチン処理を実行することにより算出される。図9は、希釈度進行領域内頻度Dを算出するためのサブルーチンのフローチャート図である。 Subsequently, the ECU calculates a dilution progress in-region frequency D indicating the frequency at which the operating state of the engine 2 is in the oil dilution progress region (step S502). Specifically, the frequency D in the dilution progress region is calculated by executing a subroutine process shown in FIG. FIG. 9 is a flowchart of a subroutine for calculating the frequency D within the dilution progress region.
始めに、ECU40は、希釈度進行領域内頻度Dの演算を実施する時期であるか否かの判断を行うためのパラメータtを次式
t=t+ΔT (2)
により積算する(ステップS601)。ここで、ΔTは図9にフローチャート図を示したサブルーチンの処理が実行される時間周期である。そして、ECU40は、現在のエンジン2の運転状態を算出することにより、エンジン2がオイル希釈度進行領域内にいるか否かを判定する(ステップS602)。当該判定は、エンジン回転数及びエンジントルク(燃料噴射量指令値)を検出することによって行うことができる。
First, the
(Step S601). Here, ΔT is a time period in which the subroutine process shown in the flowchart of FIG. 9 is executed. Then, the
ここで、図10は、本実施例に係るエンジン2のエンジン回転数―エンジントルクーオイル希釈度進行の関係を示すグラフ図である。図10の横軸はエンジン回転数を示しており、縦軸はエンジントルクに対応するエンジン2の燃料噴射量を示している。図10によれば、エンジン回転数及び燃料噴射量が増加するに従い、エンジン2のオイル希釈度進行が低下することが示されている。 Here, FIG. 10 is a graph showing the relationship between the engine speed of the engine 2 -engine torque-oil dilution progress in the embodiment. The horizontal axis in FIG. 10 indicates the engine speed, and the vertical axis indicates the fuel injection amount of the engine 2 corresponding to the engine torque. FIG. 10 shows that the oil dilution progress of the engine 2 decreases as the engine speed and the fuel injection amount increase.
図10において、オイル希釈度進行領域は境界線Aより左下側(斜線部分)の領域として規定されている。境界線Aはオイル希釈度進行領域内を規定する境界線である。ECU40は、エンジン回転数及び燃料噴射量を取得することにより、図10に示すマップ上でエンジン2の運転状態がオイル希釈度進行領域内にあるか否かを判定することができる。
In FIG. 10, the oil dilution progress region is defined as a region on the lower left side (shaded portion) from the boundary line A. The boundary line A is a boundary line that defines the oil dilution degree progress region. The
再び図9に戻り、ECU40は、時間単位を有するパラメータEを次式
E = E + ΔT (3)
により算出する(ステップS603)。
Returning to FIG. 9 again, the
(Step S603).
続いてECU40は、(2)式によって算出されたtが、希釈度進行領域内頻度Dを算出する周期であるT以上であるか否かを判定する(ステップS604)。そして、t≧Tである場合(ステップS604:YES)、希釈度進行領域内頻度Dを次式
D = E/T (4)
により算出する(ステップS605)。補足して説明すると、(4)式から明らかなように、希釈度進行領域内頻度Dは、期間T内においてエンジン2のオイル希釈度が図10に示すオイル希釈度進行領域内にある期間Eの割合として算出される。そしてECU40は、パラメータEの初期化を行って処理を終了する(ステップS606)。
Subsequently, the
(Step S605). Supplementally, as is apparent from the equation (4), the frequency D in the dilution progress region is the period E in which the oil dilution of the engine 2 is within the oil dilution progress region shown in FIG. As a percentage of Then, the
再び図8に戻って、ステップS502において算出した希釈度進行領域内頻度Dが、閾値D1より大きいか否かを判定する(ステップS503)。ここで閾値D1はオイル希釈度予想値判定手段80における第2実施例の閾値の一例である。希釈度進行領域内頻度DがD1より大きい場合(ステップS503:YES)、選択手段90はPM再生処理として手動PM再生処理を選択する。一方、希釈度進行領域内頻度Dが閾値D1以下である場合(ステップS503:NO)、選択手段90はPM再生処理として自動PM再生処理を選択する。尚、以降の処理は第1実施例と同様であるため、ここでは同一の符号を付すことにより、詳細な説明は省略することとする。
Returning to FIG. 8 again, it is determined whether or not the frequency D in the dilution progress region calculated in step S502 is larger than the threshold value D1 (step S503). Here, the threshold value D1 is an example of the threshold value of the second embodiment in the oil dilution degree expected value determination means 80. When the frequency D in the dilution progress area is greater than D1 (step S503: YES), the
以上説明したように、本第2実施例によれば、選択手段90によってオイル希釈度予想値の大小に基づいて、第1の再生手段と第2の再生手段とを切り替え制御することによって、オイル希釈度の進行抑制と燃料消費率の改善とを両立することができる。
オイル希釈度予想値は、内燃機関の過去の実績データ(例えば内燃機関が搭載される車両の過去の運転状態データ)に基づいて予想値として算出されるので、内燃機関の駆動状況に沿った適切な切り替え制御が可能となる。
特に、運転状態が低回転―低トルク領域にある割合が閾値D1より大きいか否かに基づいて切り替え制御を行うことによって、内燃機関の運転状態が時々刻々と複雑な変化を示す場合であっても、適切な切り替え制御を実現することができる。
As described above, according to the second embodiment, the
The predicted value of the oil dilution is calculated as an estimated value based on past performance data of the internal combustion engine (for example, past operating state data of a vehicle in which the internal combustion engine is mounted), so that the appropriate value in accordance with the driving situation of the internal combustion engine Switching control is possible.
In particular, this is a case where the operation state of the internal combustion engine shows a complicated change from moment to moment by performing switching control based on whether or not the ratio that the operation state is in the low rotation-low torque region is larger than the threshold value D1. Also, appropriate switching control can be realized.
2 エンジン
6 吸気マニホールド
8 吸気通路
10 吸気マニホールド
12 排気通路
40 ECU
60 DPF
70 オイル希釈度予想値算出手段
80 オイル希釈度予想値判定手段
90 選択手段
95 記憶手段
2 Engine 6
60 DPF
70 Oil dilution expected value calculation means 80 Oil dilution expectation value determination means 90 Selection means 95 Storage means
Claims (6)
前記内燃機関の過去の運転状態およびフィルタ再生処理に関する実績データを記憶する記憶手段と、
前記内燃機関におけるオイル希釈度の予想値であるオイル希釈度予想値を前記記憶手段に記憶された過去のデータを用いて算出するオイル希釈度予想値算出手段と、
算出されたオイル希釈度予想値が、予め規定された閾値より大きいか否かを判定するオイル希釈度予想値判定手段と、
前記捕集された粒子状物質を燃焼することにより、前記フィルタを再生可能な第1の再生手段と、
前記捕集された粒子状物質を燃焼することにより、前記フィルタの再生可能な再生手段であって、前記第1の再生手段よりオイル希釈量が低く且つ燃料消費率が高い第2の再生手段と、
前記オイル希釈度予想値判定手段によって前記算出されたオイル希釈度予想値が前記閾値以下であると判定された場合、前記2つの再生手段のうち前記第1の再生手段を選択して前記フィルタの再生を行い、前記オイル希釈度予想値判定手段によって前記算出されたオイル希釈度予想値が前記閾値より大きいと判定された場合、前記2つの再生手段のうち前記第2の再生手段を選択して前記フィルタの再生を行うように、前記第1の再生手段及び前記第2の再生手段を制御する選択手段と
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 a filter that collects particulate matter contained in the exhaust of the internal combustion engine,
Storage means for storing past operating conditions of the internal combustion engine and performance data relating to filter regeneration processing;
An oil dilution expected value calculating means for calculating an oil dilution expected value that is an expected value of the oil dilution in the internal combustion engine using past data stored in the storage means;
An oil dilution expected value determination means for determining whether or not the calculated oil dilution expected value is larger than a predetermined threshold;
A first regeneration means capable of regenerating the filter by burning the collected particulate matter;
A second regenerating unit that is capable of regenerating the filter by burning the collected particulate matter, wherein the oil dilution amount is lower than that of the first regenerating unit and the fuel consumption rate is higher; ,
When it is determined by the oil dilution predicted value determination means that the calculated oil dilution predicted value is less than or equal to the threshold, the first regeneration means is selected from the two regeneration means, and the filter When the predicted oil dilution value is determined to be greater than the threshold by the oil dilution predicted value determination unit, the second regeneration unit is selected from the two regeneration units. An exhaust emission control device for an internal combustion engine, comprising: selection means for controlling the first regeneration means and the second regeneration means so as to regenerate the filter.
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- 2010-09-03 JP JP2010197213A patent/JP2012026428A/en not_active Withdrawn
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