JP2012127255A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
Exhaust emission control device for internal combustion engine Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012127255A JP2012127255A JP2010279307A JP2010279307A JP2012127255A JP 2012127255 A JP2012127255 A JP 2012127255A JP 2010279307 A JP2010279307 A JP 2010279307A JP 2010279307 A JP2010279307 A JP 2010279307A JP 2012127255 A JP2012127255 A JP 2012127255A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regeneration
- dpf
- filter
- amount
- internal combustion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 113
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims abstract description 285
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims abstract description 285
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 65
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims abstract description 59
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims abstract description 59
- 230000002950 deficient Effects 0.000 claims abstract description 17
- 239000013618 particulate matter Substances 0.000 claims description 157
- 238000000746 purification Methods 0.000 claims description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 2
- 230000010365 information processing Effects 0.000 claims 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000011236 particulate material Substances 0.000 abstract 4
- 239000000243 solution Substances 0.000 abstract 1
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 description 24
- 238000000034 method Methods 0.000 description 22
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 17
- 238000010790 dilution Methods 0.000 description 17
- 239000012895 dilution Substances 0.000 description 17
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 13
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 101150057833 THEG gene Proteins 0.000 description 6
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 2
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 2
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 239000003502 gasoline Substances 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
Abstract
Description
本発明は、内燃機関から排出される排気中に含まれる粒子状物質をフィルタによって捕集するとともに、堆積した粒子状物質を燃焼除去してフィルタを再生するようにした内燃機関の排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine in which particulate matter contained in exhaust gas discharged from the internal combustion engine is collected by a filter and the accumulated particulate matter is removed by combustion to regenerate the filter. Is.
車両に搭載された内燃機関の排気を浄化する装置として、同排気中に含まれる粒子状物質(Particulate Matter: PM)を排気通路途中のフィルタによって捕集するものが知られている。この排気浄化装置では、捕集されたPMの堆積量が増大するにつれてフィルタでの圧力損失が増大し、これに伴う内燃機関の排気背圧増大によって機関出力低下や燃費の低下を招く。 As an apparatus for purifying exhaust gas from an internal combustion engine mounted on a vehicle, a device that collects particulate matter (PM) contained in the exhaust gas by a filter in the middle of an exhaust passage is known. In this exhaust purification device, the pressure loss at the filter increases as the amount of collected PM increases, and the exhaust back pressure of the internal combustion engine accompanying this increases the engine output and the fuel consumption.
そこで、フィルタに捕集されたPMの捕集量(堆積量)が所定値に達すると、フィルタの温度に関わるパラメータが閾値よりも高いことを少なくとも条件の1つとして、フィルタの温度を高温化することによってPMを酸化(燃焼)してフィルタを再生する制御が行なわれる。このフィルタ再生制御では、例えば、主噴射燃料噴射(メイン噴射)後に少量の燃料を副次的に噴射(ポスト噴射)することで、フィルタの排気上流側の酸化触媒の温度(排気温)を上昇させる。その後に、フィルタ再生用のポスト噴射を実行し、フィルタに堆積したPMを燃焼除去することでフィルタの再生を図っている。なお、上記ポスト噴射は、フィルタに堆積したPMが燃焼除去された旨判断されることをもって停止される。 Therefore, when the collected amount (deposition amount) of the PM collected by the filter reaches a predetermined value, the temperature of the filter is raised with at least one of the conditions that the parameter related to the temperature of the filter is higher than the threshold value. As a result, the PM is oxidized (burned) to regenerate the filter. In this filter regeneration control, for example, a small amount of fuel is secondarily injected (post injection) after main injection fuel injection (main injection), thereby increasing the temperature (exhaust temperature) of the oxidation catalyst on the exhaust upstream side of the filter. Let After that, post-injection for filter regeneration is executed, and the filter is regenerated by burning and removing PM accumulated on the filter. The post-injection is stopped when it is determined that the PM accumulated on the filter has been removed by combustion.
ここで、フィルタ再生制御の実行条件に関わる上記閾値が高く設定されると、PMが燃焼されてフィルタの再生が良好に行なわれる反面、フィルタの再生の頻度が低くなる。これとは逆に、上記閾値が低く設定されると、フィルタの再生の頻度が高くなる反面、フィルタの温度が充分に高くならず、ポスト噴射を行なっている割にPMが燃焼除去されない現象、いわゆるフィルタの再生不良が起こるおそれがある。このように、閾値の設定の仕方によっては、フィルタの再生不良を招くことがある。 Here, if the threshold value related to the execution condition of the filter regeneration control is set high, PM is burned and the filter is regenerated well, but the frequency of filter regeneration is reduced. On the contrary, if the threshold value is set low, the frequency of filter regeneration increases, but the temperature of the filter is not sufficiently high, and PM is not burned and removed while performing post injection, There is a risk of so-called filter regeneration failure. Thus, depending on how the threshold value is set, filter regeneration failure may occur.
また、ポスト噴射が行なわれると、その噴射された燃料の一部がピストン及びシリンダ間を通ってオイルパンに流下して機関オイルを稀釈するところ、上記フィルタの再生不良が生ずると、PMが燃焼除去されにくいことからポスト噴射が長い時間にわたり継続され、機関オイルの稀釈が進行する。また、フィルタの再生不良時には、内燃機関自体や機関オイルの温度が低く、ポスト噴射された燃料が揮発しにくいこと、シリンダ壁面に付着しピストンに掻き落とされてオイルパンに流下する燃料が多くなること等から、機関オイルの稀釈がさらに進行する。オイル稀釈が進行すると、内燃機関の各摺動部での油膜切れや、機関オイルの油面上昇が起こり得る。 In addition, when post injection is performed, a part of the injected fuel flows down between the piston and the cylinder and flows into the oil pan to dilute the engine oil. Since it is difficult to remove, post injection continues for a long time, and dilution of engine oil proceeds. In addition, when the filter is poorly regenerated, the temperature of the internal combustion engine itself and the engine oil is low, the post-injected fuel is difficult to volatilize, and the fuel that adheres to the cylinder wall surface and is scraped off by the piston and flows down to the oil pan increases. For this reason, dilution of engine oil further proceeds. As the oil dilution progresses, the oil film may run out at each sliding portion of the internal combustion engine or the oil level of the engine oil may increase.
そこで、こうした再生不良が生じていることを運転者に報知し、さらには、この再生不良を解消するための操作を運転者に促すために、DPFランプを点灯したり点滅したりすることが行なわれる。上記操作としては、例えば、フィルタの再生に適した車両走行をするための運転操作が挙げられる。運転者がこの操作を行なうことで、フィルタの温度が上昇し、PMが燃焼除去されてフィルタが適正に再生されるようになる。なお、運転者の操作により行なわれるフィルタの再生制御と、そうでない再生制御とを区別するために、前者は「手動再生制御」と呼ばれ、後者は「自動再生制御」と呼ばれる。 Therefore, the driver is notified that such a regeneration failure has occurred, and further, the DPF lamp is turned on or blinked in order to prompt the driver to perform an operation for eliminating the regeneration failure. It is. As said operation, driving | operation operation for driving | running | working a vehicle suitable for regeneration of a filter is mentioned, for example. When the driver performs this operation, the temperature of the filter rises, PM is burned and removed, and the filter is properly regenerated. The former is called “manual regeneration control” and the latter is called “automatic regeneration control” in order to distinguish between filter regeneration control performed by the driver's operation and other regeneration control.
上記のような自動再生制御及び手動再生制御を行なう技術としては、例えば、特許文献1に記載されたものがある。同特許文献1では、自動再生制御を行なうか手動再生制御を行なうかを、車両の走行距離に対するフィルタの再生回数に基づいて判定するようにしている。すなわち、再生回数が閾値よりも小さいときには自動再生制御を行なうべきと判定し、同再生回数が閾値以上のときには手動再生制御を行なうべきと判定する。手動再生制御を行なうべきと判定した場合には、DPFランプを点滅させることで、車両の走行を停止し、手動再生スイッチをオン操作することを運転者に促すようにしている。こうした判定を行なうことにより、特許文献1では、手動再生スイッチの操作による手動再生の頻度を低減して、運転者の操作性向上を図っている。 As a technique for performing the automatic regeneration control and the manual regeneration control as described above, for example, there is one described in Patent Document 1. In Patent Document 1, whether to perform automatic regeneration control or manual regeneration control is determined based on the number of filter regenerations with respect to the travel distance of the vehicle. That is, it is determined that automatic regeneration control should be performed when the number of regenerations is smaller than a threshold value, and manual regeneration control should be performed when the number of regenerations is equal to or greater than the threshold value. When it is determined that manual regeneration control should be performed, the DPF lamp blinks to urge the driver to stop traveling of the vehicle and turn on the manual regeneration switch. By making such a determination, in Patent Document 1, the frequency of manual regeneration by operating the manual regeneration switch is reduced to improve the operability of the driver.
ところが、上記特許文献1に記載された技術は、DPFランプの点滅による手動再生の煩わしさを解消することを目的に行なわれるものである。この観点から、特許文献1では、再生不良が生じたときに直ちに再生不良と判定してDPFランプを点滅するというよりも、再生不良がある程度進行したときに再生不良と判定してDPFランプを点滅させるものと考えられる。そのため、再生不良が生じていないときには再生不良と判定せず、再生不良が生じているときに直ちに再生不良と判定するといった適切な判定を行なうことが難しい。 However, the technique described in Patent Document 1 is performed for the purpose of eliminating the troublesome manual regeneration caused by the blinking of the DPF lamp. From this point of view, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228867, when a regeneration failure occurs, it is determined that the regeneration failure is not immediately performed and the DPF lamp blinks. It is thought that For this reason, it is difficult to make an appropriate determination such that a reproduction failure is not determined when a reproduction failure does not occur, and a reproduction failure is immediately determined when a reproduction failure occurs.
本発明は、このような実情に鑑みてなされたものであって、その目的は、フィルタが再生不良であるかどうかを適切に判定することのできる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 such circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for an internal combustion engine that can appropriately determine whether or not a filter is defective in regeneration. .
以下、上記目的を達成するための手段及びその作用効果について記載する。
請求項1に記載の発明は、内燃機関の排気通路に配置され、同内燃機関から排出される排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、前記内燃機関の主噴射燃料噴射後に再生燃料噴射を行なって、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生制御を行なうフィルタ再生制御手段と、前記フィルタ再生制御手段による前記フィルタの再生継続時間を計時するとともに、前記再生継続時間が経過するまでに前記フィルタ再生制御により燃焼除去される前記粒子状物質の燃焼量を機関運転状態に基づき推定し、前記再生継続時間と前記燃焼量とに基づき前記フィルタが再生不良であるかどうかを判定する判定手段とを備えることを要旨とする。
In the following, means for achieving the above object and its effects are described.
The invention according to claim 1 is arranged in an exhaust passage of the internal combustion engine, and a filter that collects particulate matter in the exhaust discharged from the internal combustion engine, and a regenerative fuel injection after the main injection fuel injection of the internal combustion engine Filter regeneration control means for performing filter regeneration control for burning and removing particulate matter deposited on the filter, and measuring the regeneration regeneration time of the filter by the filter regeneration control means, and the regeneration duration time has elapsed. The amount of particulate matter burned and removed by the filter regeneration control is estimated based on the engine operating state until the filter regeneration control is performed, and it is determined whether the filter is poorly regenerated based on the regeneration duration time and the combustion amount. The gist of the present invention is to provide a determination means.
ここで、再生継続時間は、フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼除去されて所定の量に減少するまでにフィルタ再生制御が行なわれる時間の積算値であり、フィルタ再生制御が一時的に停止された場合、その停止時間は再生継続時間に含まれない。 Here, the regeneration continuation time is an integrated value of the time during which the filter regeneration control is performed until the particulate matter deposited on the filter is removed by combustion and reduced to a predetermined amount, and the filter regeneration control is temporarily stopped. In such a case, the stop time is not included in the playback duration.
上記の構成によれば、内燃機関から排出される排気中の粒子状物質は、排気通路に配置されたフィルタによって捕集される。一方で、捕集された粒子状物質が堆積したフィルタは、フィルタ再生制御手段のフィルタ再生制御によって再生を図られる。このフィルタ再生制御では、内燃機関の主噴射燃料噴射後に再生燃料噴射が行なわれる。この再生燃料噴射された燃料によりフィルタの温度が上昇し、同フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼除去される。 According to said structure, the particulate matter in exhaust_gas | exhaustion discharged | emitted from an internal combustion engine is collected by the filter arrange | positioned at the exhaust passage. On the other hand, the filter on which the collected particulate matter is deposited can be regenerated by the filter regeneration control of the filter regeneration control means. In this filter regeneration control, regeneration fuel injection is performed after main injection fuel injection of the internal combustion engine. The temperature of the filter rises due to the fuel injected with the regenerated fuel, and the particulate matter deposited on the filter is burned and removed.
ここで、内燃機関が粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態にあって、フィルタの再生不良が起こっていなければ、フィルタに堆積した粒子状物質のうち燃焼除去されるものは、再生継続時間が長くなるに従い多くなるはずである。燃焼除去される粒子状物質の量が再生継続時間の割に多くならなければ、内燃機関が粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態になく、粒子状物質が充分に燃焼していない状況、いわゆるフィルタの再生不良が生じているものと考えられる。 Here, if the internal combustion engine is in an operation state suitable for the combustion removal of particulate matter and the filter regeneration failure has not occurred, the particulate matter deposited on the filter that is removed by combustion is the regeneration duration time. Should increase as the length increases. If the amount of particulate matter burned and removed does not increase for the regeneration duration, the internal combustion engine is not in an operating state suitable for burning and removing particulate matter, and the particulate matter is not sufficiently burned, It is considered that a so-called filter regeneration failure has occurred.
このように、フィルタの再生継続時間と、その再生継続時間経過までに、フィルタ再生制御により燃焼除去される粒子状物質の燃焼量と、フィルタの再生不良の有無との間には相関関係が見られる。 Thus, there is a correlation between the filter regeneration duration, the amount of particulate matter burned and removed by the filter regeneration control before the regeneration duration, and the presence or absence of filter regeneration failure. It is done.
従って、請求項1に記載の発明によるように、計時された再生継続時間と、その再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される粒子状物質の燃焼量とに基づくことにより、判定手段において、再生不良が生じていないときには再生不良と判定せず、再生不良が生じているときに直ちに再生不良と判定するといった適切な判定を行なうことが可能となる。 Therefore, according to the first aspect of the present invention, in the determination means, based on the measured regeneration duration and the amount of combustion of the particulate matter that is burned and removed until the regeneration duration elapses, Appropriate determination can be made such that a reproduction failure is not determined when a reproduction failure has not occurred, and a reproduction failure is immediately determined when a reproduction failure has occurred.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記判定手段は、前記再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される前記粒子状物質の量についての許容範囲の最小値を再生不良判定閾値とし、同再生不良判定閾値と、推定した前記粒子状物質の前記燃焼量とに基づき、前記フィルタが再生不良であるかどうかを判定するものであることを要旨とする。 According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the determination means determines a minimum value of an allowable range for the amount of the particulate matter to be burned and removed before the regeneration duration time elapses. The gist is that a regeneration failure determination threshold value is used to determine whether or not the filter has a regeneration failure based on the regeneration failure determination threshold value and the estimated combustion amount of the particulate matter.
ここで、内燃機関が粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態にあって、フィルタの再生不良が起こっていなければ、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される粒子状物質の量についての許容範囲の最小値は、その再生継続時間が長くなるに従い多くなるはずである。 Here, if the internal combustion engine is in an operating state suitable for the combustion removal of particulate matter and the filter regeneration failure has not occurred, the amount of particulate matter that is removed by combustion until the regeneration duration time elapses. The minimum value of the allowable range should increase as the playback duration increases.
再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される粒子状物質の燃焼量が上記許容範囲の最小値に満たなければ、内燃機関が粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態になく、フィルタの温度が充分上昇せず、粒子状物質が充分に燃焼していない状況(フィルタの再生不良)が生じているものと考えられる。 If the combustion amount of the particulate matter that is burned and removed before the regeneration duration time has not reached the minimum value in the above allowable range, the internal combustion engine is not in an operating state suitable for removing the particulate matter and the temperature of the filter Is not sufficiently increased, and the particulate matter is not sufficiently combusted (filter regeneration failure).
このように、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される粒子状物質の量についての許容範囲の最小値と、その再生継続時間が経過するまでに、フィルタ再生制御により燃焼除去される粒子状物質の燃焼量と、フィルタの再生不良の有無との間には相関関係が見られる。 Thus, the minimum allowable range for the amount of particulate matter that is burned and removed before the regeneration duration time elapses, and the particulate matter that is burned and removed by the filter regeneration control until the regeneration duration time elapses. There is a correlation between the amount of combustion of the substance and the presence or absence of filter regeneration failure.
この点、請求項2に記載の発明では、フィルタの再生不良の有無についての判定を行なう際に、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される粒子状物質の量についての許容範囲の最小値が再生不良判定閾値とされる。そして、この再生不良判定閾値と、上記再生継続時間が経過するまでに、フィルタ再生制御により燃焼除去される粒子状物質の燃焼量とに基づき、フィルタの再生不良の有無が判定される。従って、フィルタの再生不良の有無についての判定をより正確に行なうことが可能となり、上記請求項1に記載の発明の効果がより確実に得られるようになる。 In this regard, in the invention according to claim 2, the minimum value of the allowable range for the amount of particulate matter that is burned and removed before the regeneration continuation time elapses when the determination is made as to whether or not the filter is defective. Is the reproduction failure determination threshold value. Based on this regeneration failure determination threshold value and the amount of combustion of particulate matter burned and removed by filter regeneration control until the regeneration duration time elapses, the presence or absence of filter regeneration failure is determined. Therefore, it is possible to more accurately determine the presence or absence of filter regeneration failure, and the effect of the invention of claim 1 can be obtained more reliably.
なお、上記請求項2に記載の発明における判定手段の判定は、例えば、請求項3に記載の発明によるように、前記再生継続時間と前記粒子状物質の燃焼量とから得られる値が前記再生不良判定閾値よりも小さいと再生不良と判定するものであってもよい。 Note that the determination by the determination means in the invention described in claim 2 is, for example, according to the invention described in claim 3, wherein the value obtained from the regeneration duration and the combustion amount of the particulate matter is the regeneration. If it is smaller than the defect determination threshold, it may be determined that the reproduction is defective.
この判定の内容は、上述した、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去される粒子状物質の量についての許容範囲の最小値と、その再生継続時間が経過するまでにフィルタ再生制御により燃焼除去される粒子状物質の燃焼量と、フィルタの再生不良の有無との間に見られる上記相関関係に沿ったものである。従って、上記内容の判定が判定手段によって行なわれることで、請求項2に記載の発明の効果が好適に得られる。 The contents of this determination are the minimum value of the allowable range for the amount of particulate matter burned and removed before the regeneration continuation time elapses, and the combustion removal by the filter regeneration control until the regeneration continuation time elapses. This is in line with the above-described correlation between the amount of particulate matter burned and the presence or absence of filter regeneration failure. Therefore, when the determination of the above contents is performed by the determination means, the effect of the invention according to claim 2 can be suitably obtained.
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか1つに記載の発明において、前記判定手段により前記フィルタが再生不良であると判定されたときに、前記フィルタの温度に関わるパラメータを上昇させるための操作を運転者に促す報知手段をさらに備えることを要旨とする。 According to a fourth aspect of the present invention, in the invention according to any one of the first to third aspects, a parameter relating to a temperature of the filter when the determination unit determines that the filter is defective in regeneration. The gist of the present invention is to further include notifying means for urging the driver to perform an operation for raising the vehicle.
上記の構成によれば、判定手段によりフィルタが再生不良であると判定された場合には、報知手段により、フィルタの温度に関わるパラメータを上昇させるための操作が運転者に促される。そのため、運転者は、フィルタの再生不良が起こっていること、及び、フィルタの温度に関わるパラメータを上昇させるための操作をなすべきことに気付かされる。その後、運転者により上記の操作が行なわれて、内燃機関が粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態になると、フィルタ再生制御が継続して行なわれることにより再生不良の解消が可能となる。 According to the above configuration, when the determination unit determines that the filter is defective in regeneration, the notification unit prompts the driver to increase the parameter related to the filter temperature. Therefore, the driver is aware that a filter regeneration failure has occurred and that an operation for increasing a parameter related to the temperature of the filter should be performed. Thereafter, when the above operation is performed by the driver and the internal combustion engine is in an operation state suitable for the combustion removal of the particulate matter, the filter regeneration control is continuously performed, whereby the regeneration failure can be solved.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の発明において、前記フィルタ再生制御手段は、前記フィルタの温度に関わるパラメータが閾値よりも高いことを少なくとも条件の1つとして前記フィルタ再生制御を行なうものであり、前記報知手段の作動時には、前記閾値を高い値に変更することを要旨とする。 The invention according to claim 5 is the invention according to claim 4, wherein the filter regeneration control means performs the filter regeneration control on the condition that a parameter related to the temperature of the filter is higher than a threshold value. The gist is to change the threshold value to a high value when the notification means is activated.
上記の構成によれば、報知手段の作動時には、フィルタ再生制御手段において、フィルタ再生制御の実行の可否を判断する際に用いられる閾値が高い値に変更される。
従って、報知手段の作動に応じ、運転者により、フィルタの温度に関わるパラメータを上昇させるための操作が行なわれて、その内燃機関が、粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態になって、フィルタの温度に関わるパラメータが、変更後の閾値よりも高くなった場合に限り、フィルタ再生制御が継続して行なわれる。このフィルタ再生制御により、フィルタの温度が上昇し、粒子状物質が燃焼除去され、フィルタの再生不良が解消されるようになる。
According to the above configuration, when the notification unit is operated, the threshold value used when the filter regeneration control unit determines whether or not the filter regeneration control can be executed is changed to a high value.
Therefore, according to the operation of the notification means, the driver performs an operation for increasing the parameter related to the temperature of the filter, and the internal combustion engine is in an operation state suitable for the combustion removal of the particulate matter, Only when the parameter related to the temperature of the filter becomes higher than the changed threshold value, the filter regeneration control is continuously performed. By this filter regeneration control, the temperature of the filter rises, particulate matter is burned and removed, and defective regeneration of the filter is resolved.
これに対し、報知手段が作動しても、運転者による上記操作が行なわれず、同内燃機関が、粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態にならず、フィルタの温度に関わるパラメータが、変更後の閾値よりも高くならない場合には、フィルタ再生制御が行なわれない。 On the other hand, even if the notification means is activated, the above operation by the driver is not performed, and the internal combustion engine is not in an operation state suitable for the combustion removal of the particulate matter, and the parameter relating to the temperature of the filter is changed. If it is not higher than the later threshold value, the filter regeneration control is not performed.
ここで、内燃機関の主噴射燃料噴射後に再生燃料噴射が行なわれると、その噴射された燃料の一部が機関オイルに混入して同機関オイルを稀釈するところ、上記フィルタの再生不良が生ずると、粒子状物質が燃焼除去されにくいことから再生燃料噴射が長い期間にわたり継続され、機関オイルの稀釈が進行する。また、フィルタの再生不良時には、内燃機関自体や機関オイルの温度が低く、再生燃料噴射された燃料が揮発しにくいこと、シリンダ壁面に付着しピストンに掻き落とされてオイルパンに流下する燃料が多くなること等から、機関オイルの稀釈がさらに進行する。 Here, when the regenerated fuel injection is performed after the main injection fuel injection of the internal combustion engine, a part of the injected fuel is mixed with the engine oil to dilute the engine oil. Since the particulate matter is difficult to be removed by combustion, the regenerated fuel injection is continued for a long period of time, and the dilution of the engine oil proceeds. In addition, when the filter is poorly regenerated, the temperature of the internal combustion engine itself and the engine oil is low, and the fuel injected by the regenerated fuel is difficult to volatilize, and the fuel that adheres to the cylinder wall surface and is scraped off by the piston and flows down to the oil pan. Therefore, the dilution of engine oil further proceeds.
しかし、請求項5に記載の発明では、上記のように、報知手段が作動しても、内燃機関が粒子状物質の燃焼除去に適した運転状態にならない場合には、フィルタ再生制御(再生燃料噴射)が行なわれないことから、燃料の機関オイルへの混入によるオイル稀釈が抑制される。このように、フィルタの再生と機関オイルの稀釈抑制との両立が図られる。 However, in the fifth aspect of the invention, as described above, when the internal combustion engine is not in an operation state suitable for the combustion removal of the particulate matter even when the notification means is operated, the filter regeneration control (regenerated fuel) (Injection) is not performed, so that oil dilution due to mixing of fuel into engine oil is suppressed. Thus, both regeneration of the filter and suppression of engine oil dilution can be achieved.
以下、本発明を具体化した一実施形態について、図面を参照して説明する。
図1に示すように、車両には、その駆動源として内燃機関が搭載されている。ここでは、内燃機関としてディーゼル機関10が採用されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the vehicle is equipped with an internal combustion engine as a drive source. Here, a
ディーゼル機関10には、気筒毎の燃焼室11内に燃料を噴射する燃料噴射弁12が設けられている。各燃料噴射弁12は、燃料タンク13からサプライポンプ14に至り、かつそのサプライポンプ14を通じて加圧されてコモンレール15に蓄圧された燃料を、燃焼室11に噴射する。また、燃焼室11内では、吸気通路16を通じて導入される吸入空気と上記燃料噴射弁12から噴射される燃料とからなる混合気が燃焼されるとともに、同混合気の燃焼後の排気が排気通路17へ排出される。そして、この混合気の燃焼に伴うピストン18の直線往復運動がコンロッド(図示略)を介してクランクシャフト19の回転運動に変換されることによって、当該機関10としての動力が得られる。
The
一方、ディーゼル機関10には、上記排気通路17を流れる排気を浄化するための排気浄化装置が設けられている。排気浄化装置は、排気通路17の途中に配置された酸化触媒コンバータ(以下「CCO」という)21と、同排気通路17においてCCO21の下流側に配置されたディーゼル・パティキュレート・フィルタ(以下「DPF」という)22とを備えている。CCO21は、排気中の未燃燃料の酸化反応を促進させる触媒であり、排気温の昇温に用いられる。DPF22は、多孔質材によって形成されており、煤を主成分とする粒子状物質(以下「PM」という)を捕集する。
On the other hand, the
車両の室内には、上記DPF22の再生不良(これについては後述する)が生じたときに、その旨を報知する報知手段として、DPFランプ23が設けられている。このDPFランプ23は、DPF22の再生が適正に行なわれているときには消灯し、再生不良の発生に応じて点灯する。
A
車両には、ディーゼル機関10の運転状態や、車両走行状態を検出するための各種センサが設けられている。各種センサには以下のものが含まれている。
・吸気通路16内の空気の流量を吸入空気量Gaとして検出するエアフロメータ31。
The vehicle is provided with various sensors for detecting the operating state of the
An
・クランクシャフト19の回転速度を機関回転速度NEとして検出する回転速度センサ32。
・排気通路17において、CCO21の上流側に配置されて、排気の空燃比(A/F)を検出するA/Fセンサ33。
A
An A /
・排気通路17において、CCO21の上流側に配置されて、同CCO21に流入する排気の温度をCCO前排気温として検出する第1排気温センサ34。
・排気通路17において、CCO21とDPF22との間に配置されて、DPF22に流入する排気の温度をDPF前排気温Thegとして検出する第2排気温センサ35。
A first
A second
・排気通路17において、DPF22の上流側圧力と下流側圧力との差(DPF22前後の差圧ΔP)を検出する差圧センサ36。
・車両の走行速度を検出する車速センサ37。
A
A
上記各種センサ31〜37の出力信号は電子制御装置41に入力される。電子制御装置41は、演算処理装置(CPU)、プログラムメモリ(ROM)、データメモリ(RAM)、バックアップRAM等を備えている。ROMには、各種制御プログラムや、それら各種制御プログラムを実行する際に参照されるマップ等が記憶されている。CPUは、ROMに記憶された各種制御プログラムやマップに基づいて演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各センサ31〜37から入力されたデータ等を一時的に記憶するメモリである。バックアップRAMは、ディーゼル機関10の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する不揮発性のメモリである。
Output signals from the
この電子制御装置41は、上記各種センサ31〜37の出力信号に基づいて、ディーゼル機関10の運転に関する各種状態量を求める。そして、それら求めた状態量に基づいて燃料噴射弁12、サプライポンプ14、DPFランプ23等を駆動して、上記燃焼室11内への燃料噴射量を制御するための燃料噴射量制御、上記DPF22の浄化機能を維持するためのフィルタ再生制御としてのDPF再生制御、DPFランプ23の点灯制御等を実行する。
The
DPF再生制御は、DPF22で捕集されて堆積するPMがディーゼル機関10の運転時間とともに増加していくと、排気の流通抵抗が増大し、背圧が上昇し機関出力が低下するため、PMを酸化により除去してDPF22を再生させるために行なわれる制御である。この電子制御装置41によるDPF再生制御は、特許請求の範囲における「フィルタ再生制御手段」に相当する。
In the DPF regeneration control, when the PM collected and accumulated by the
このDPF再生制御に際しては、ディーゼル機関10の運転中に、DPF22に堆積するPMの量(PM堆積量)が推定される。
PM堆積量の推定処理としては、(I)機関運転状態に基づくものと、(II)差圧ΔPに基づくものとがある。
In this DPF regeneration control, the amount of PM deposited on the DPF 22 (PM deposition amount) during the operation of the
The PM accumulation amount estimation processing includes (I) based on the engine operating state and (II) based on the differential pressure ΔP.
(I)機関運転状態に基づくPM堆積量の推定処理
この推定処理では、PM発生量pme及びPM燃焼量pmcが用いられて推定PM堆積量PMsが算出される。
(I) PM deposition amount estimation process based on engine operating state In this estimation process, the PM generation amount pme and the PM combustion amount pmc are used to calculate the estimated PM deposition amount PMs.
ここで、PM発生量pmeは、単位時間当たり(例えば推定処理の1制御周期の間)にディーゼル機関10の全燃焼室11から排出されるPMの量である。PM発生量pmeは、回転速度センサ32によって検出される機関回転速度NE及び燃料噴射量Qv(指令値)に基づいて算出される。この算出に際しては、例えば、図2のマップが参照される。このマップは、機関回転速度NE及び燃料噴射量Qvをパラメータとし、PM発生量pmeを実験、計算等によって求めた値をマップ化したものであって、電子制御装置41のROMに記憶されている。なお、図2のマップにおいて、機関回転速度NE及び燃料噴射量Qvがマップ上の各ポイント間の値になるときには、補間処理によってPM発生量pmeが算出される。
Here, the PM generation amount pme is the amount of PM discharged from all the
一方、PM燃焼量pmcは、単位時間当たり(例えば推定処理の1制御周期の間)にDPF22に堆積されているPMが酸化燃焼される量である。PM燃焼量pmcは、第2排気温センサ35によって検出されるDPF前排気温Theg(DPF22の温度に相当)、及びエアフロメータ31によって検出される吸入空気量Gaに基づいて算出される。この算出に際しては、例えば、図3のマップが参照される。このマップは、DPF前排気温Theg及び吸入空気量Gaをパラメータとし、PM燃焼量pmcを実験、計算等によって求めた値をマップ化したものであって、電子制御装置41のROMに記憶されている。なお、図3のマップにおいて、DPF前排気温Theg及び吸入空気量Gaがマップ上の各ポイント間の値になるときには、補間処理によってPM燃焼量pmcが算出される。
On the other hand, the PM combustion amount pmc is an amount by which PM accumulated in the
そして、これらPM発生量pme及びPM燃焼量pmcが用いられ、次式(1)に従って、推定PM堆積量PMsが逐次算出(積算)される。
PMs←PMs(前回値)+pme−pmc・・・(1)
なお、フィルタ再生開始時のPMs(前回値)は、再生開始判定値に相当する値である。
Then, the PM generation amount pme and the PM combustion amount pmc are used, and the estimated PM accumulation amount PMs is sequentially calculated (integrated) according to the following equation (1).
PMs ← PMs (previous value) + pme−pmc (1)
Note that PMs (previous value) at the start of filter regeneration is a value corresponding to the regeneration start determination value.
(II)差圧ΔPに基づくPM堆積量の推定処理
排気浄化装置においては、DPF22へのPMの堆積が進行するに従って、その堆積されたPMが排気の流れの妨げとなり、排気の流動抵抗が増加する。これに伴って排気通路17に配置されたDPF22の上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差圧ΔPが大きくなる。このDPF22前後の差圧ΔPは、DPF22に堆積したPMの燃焼除去が進行して、DPF22に堆積しているPM堆積量が減少するに従って小さくなる。このように、DPF22前後の差圧ΔPと、DPF22に堆積しているPM堆積量との間に相関関係が見られるので、差圧ΔPからDPF22のPM堆積量を推定することが可能である。
(II) PM deposition amount estimation process based on differential pressure ΔP In the exhaust purification device, as PM deposition progresses on the
この点に着目し、差圧センサ36によって検出される差圧ΔPに基づいてマップ(図示略)を参照して、DPF22に捕集されたPMの堆積量(推定PM堆積量PMd)を推定する。このマップは、上記したDPF22前後の差圧ΔPとPM堆積量との相関関係を考慮して、実験・計算等によって適合した値をマップ化したものであって、電子制御装置41のROMに記憶されている。
Focusing on this point, referring to a map (not shown) based on the differential pressure ΔP detected by the
そして、上記(I),(II)の2つの推定処理にて推定される推定PM堆積量PMs,PMdのうち、いずれか一方が再生開始判定値(限界堆積量に相当する値)に達すること、及びDPF22の温度に関わるパラメータが閾値よりも高いことを含む所定の再生実行条件が満たされると、DPF再生制御が開始される。DPF22の温度に関わるパラメータには、CCO前排気温(CCO21に流入する排気の温度)、DPF前排気温Theg(DPF22に流入する排気の温度)、車速等が含まれている。なお、車速は、DPF22の温度に直接関わるパラメータとは言い難い。しかし、車両の低負荷走行時、低速走行時等には、ディーゼル機関10から排出される排気の温度が低く、DPF22の温度が高くなりにくい。つまり、車速とDPF22の温度との間には相関関係が見られる。そのため、車速についても、DPF22の温度に関わるパラメータとされている。
Then, one of the estimated PM accumulation amounts PMs and PMd estimated in the two estimation processes (I) and (II) reaches the regeneration start determination value (a value corresponding to the limit accumulation amount). When a predetermined regeneration execution condition including that the parameter related to the temperature of the
なお、上記のように、PM堆積量を推定するために、2種類の推定処理を行なっているのは、DPF22の再生開始判定の信頼性を高めるためである。
上記DPF再生制御が開始されると、機関運転のための燃料噴射(燃料噴射弁12から燃焼室11への燃料噴射)である主噴射燃料噴射(メイン噴射)を行なった後に、CCO昇温燃料噴射(ポスト噴射)を実行する。このCCO昇温燃料噴射によって燃料噴射弁12から噴射された燃料は、排気通路17に送出されてCCO21に達する。CCO21に燃料成分が到達すると、HCやCO等の成分が排気中や触媒上で酸化される。この酸化に伴う発熱により、CCO21の温度(排気温)が上昇し、この温度上昇によってDPF22の温度が上昇する。そして、このようなCCO昇温燃料噴射を行なった後に、所定のタイミングで再生燃料噴射としてのDPF再生燃料噴射(ポスト噴射)を実行することにより、DPF22に堆積したPMが燃焼除去され、DPF22のPM堆積量が減少していき、DPF22が再生される。
As described above, the two types of estimation processes are performed in order to estimate the PM accumulation amount in order to increase the reliability of the regeneration start determination of the
When the DPF regeneration control is started, after performing main injection fuel injection (main injection), which is fuel injection for engine operation (fuel injection from the
上記DPF再生制御は、機関運転状態に基づく推定PM堆積量PMsが再生完了判定値にまで減少することをもって停止される。
ここで、DPF再生制御の実行条件に関わる上記閾値が高く設定されると、DPF22の温度が高くなったときにポスト噴射が行なわれるため、PMが燃焼されやすく、DPF22の再生が良好に行なわれる。反面、車両の低負荷走行時、低速走行時等、DPF22の温度が高くなりにくい状況では、ポスト噴射が行なわれなくなり、その分、DPF22の再生の頻度が低くなり、PMの堆積量が増える。
The DPF regeneration control is stopped when the estimated PM accumulation amount PMs based on the engine operating state decreases to the regeneration completion determination value.
Here, if the threshold value related to the execution condition of the DPF regeneration control is set high, post injection is performed when the temperature of the
これとは逆に、上記閾値が低く設定されると、車両の低負荷走行時、低速走行時等、DPF22の温度が高くなりにくい状況でもポスト噴射が行なわれ、DPF22の再生の頻度が高くなる。反面、DPF22の温度が充分に高くならず、ポスト噴射を行なっている割にPMが燃焼除去されない現象、いわゆるDPF22の再生不良が起こるおそれがある。このように、閾値の設定の仕方によっては、DPF22の再生不良を招くことがある。
On the contrary, if the threshold value is set low, post-injection is performed even when the temperature of the
本実施形態では、DPF22の再生頻度を確保することを優先させて、上記閾値として低い値が設定されている。
また、上記ポスト噴射が行なわれると、その噴射された燃料の一部がピストン18及びシリンダ20間を通ってオイルパンに流下して機関オイルを稀釈する。上記DPF22の再生不良が生ずると、PMが燃焼除去されにくいことからポスト噴射が長い時間にわたり継続され、機関オイルの稀釈が進行する。また、DPF22の再生不良時には、ディーゼル機関10自体や機関オイルの温度が低く、ポスト噴射された燃料が揮発しにくい。また、シリンダ20の壁面に付着しピストン18に掻き落とされてオイルパンに流下する燃料が多くなる。これらのことから、機関オイルの稀釈がさらに進行する。オイル稀釈が進行すると、ディーゼル機関10の各摺動部での油膜切れや、機関オイルの油面上昇が起こり得る。
In the present embodiment, priority is given to ensuring the regeneration frequency of the
When the post injection is performed, a part of the injected fuel flows between the
そこで、こうした再生不良が生じていることを運転者に報知し、さらには、この再生不良を解消するための操作を運転者に促すために、上記DPFランプ23を点灯することが行なわれる。上記操作としては、例えば、DPF22の再生に適した車両走行をするための運転操作が挙げられる。例を挙げると、変速位置として、変速機に例えば5つの変速段が設定されている場合には、3速(3rd)を選択し、車速が60km/h以上となるようにアクセル操作を行なうことである。運転者がこの操作を行なうことで、機関負荷が増大して排気温ひいてはDPF22の温度が上昇し、PMが燃焼除去されてDPF22が適正に再生されるようになる。
Therefore, the
なお、電子制御装置41は、DPF再生制御の実施に伴い、その再生制御の継続時間(再生継続時間)をタイマカウンタによって計時する。ここで、再生継続時間は、DPF22に堆積したPMが燃焼除去されるまでにDPF再生制御が行なわれる時間の積算値であり、フィルタ再生制御が一時的に停止された場合、その停止時間は再生継続時間に含まれない。
As the DPF regeneration control is performed, the
また、電子制御装置41は、上記再生継続時間を計時しているときには、上記のようにして機関運転状態(機関回転速度NE及び燃料噴射量Qv)に基づいて算出したPM燃焼量pmcを、一定時間おきに積算する処理を行なう。この処理を行なうことで、電子制御装置41は、上記再生継続時間が経過するまでに、DPF再生制御により燃焼除去されるPMの燃焼量を推定するようにしている。
Further, when the
次に、前記のように構成された本実施形態の作用について説明する。
図4のフローチャートは、電子制御装置41が実行する各処理のうち、DPFランプ23を点灯させる制御を行なうための「DPFランプ点灯制御ルーチン」を示している。このルーチンは、ディーゼル機関10の運転中、所定の演算周期をもって(例えば、所定時間経過毎に)繰り返し実行される。
Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
The flowchart of FIG. 4 shows a “DPF lamp lighting control routine” for performing control for lighting the
このルーチンが開始されると、電子制御装置41はまずステップ100において、その時点でのPM堆積量を読込み、これがDPF点灯閾値αよりも多いか否かを判定する。PM堆積量としては、前述した推定処理に従って推定されたものが用いられる。DPF点灯閾値αは、上述した再生実行条件のうち再生開始判定値(限界堆積量)よりも大きな値に設定されている。DPF再生制御によりPMが適正に燃焼されてDPF22が再生されていれば、PM堆積量が再生開始判定値(限界堆積量)を多少超えることはあっても、DPF点灯閾値αを超えることは起こりにくい。逆に、DPF再生制御を行なっているにも拘わらずPM堆積量がDPF点灯閾値αを超えるようなことがあれば、DPF22の再生が適正に行なわれていないと考えられる。
When this routine is started, the
このような観点から、ステップ100の判定条件が満たされていると、DPF22の再生不良が生じている可能性が高いことから、ステップ110においてDPFランプ23を点灯させ、その後にこのDPFランプ点灯制御ルーチンを終了する。ステップ110でのDPFランプ23の点灯により、DPF22の温度に関わるパラメータを上昇させるための操作が運転者に促される。そのため、運転者は、DPF22の再生不良が起こっていること、及び、DPF22の温度に関わるパラメータを上昇させるための操作をなすべきことに気付かされる。その後、運転者により上記の操作が行なわれて、ディーゼル機関10が、PMの燃焼除去に適した運転状態になると、DPF再生制御が継続されることにより、再生不良の解消が可能となる。
From this point of view, if the determination condition of
これに対し、ステップ100の判定条件が満たされていないと、ステップ120へ移行する。ステップ120では、DPF再生制御中に行なわれるイグニションキー(図4ではIGと表記)のオン−オフの操作回数(ディーゼル機関10の運転・停止の回数)が閾値βよりも大きいか否かを判定する。
On the other hand, if the determination condition of
DPF再生制御中におけるイグニションキーのオン−オフ操作の回数が少なければ、そのことがPMの燃焼除去に及ぼす影響が小さく、DPF再生制御が適正に行なわれるものと考えられる。逆に、DPF再生制御中にイグニションキーのオン−オフ操作が何回も行なわれると、排気温、ひいてはDPF22の温度があまり上がらず、ポスト噴射が行なわれてもPMが充分燃焼されず、DPF22の再生が適正に行なわれにくいと考えられる。
If the number of ignition key on / off operations during the DPF regeneration control is small, it is considered that the effect on the combustion removal of the PM is small, and the DPF regeneration control is appropriately performed. On the other hand, if the ignition key is turned on and off many times during the DPF regeneration control, the exhaust temperature and thus the temperature of the
このような観点から、たとえPM堆積量がDPF点灯閾値α以下であっても(ステップ100:NO)、ステップ120の判定条件が満たされていると、DPF22の温度が低くPMの再生不良が生じている可能性が高いことから、上述したステップ110へ移行する。これに対し、ステップ120の判定条件が満たされていないと、次のステップ130へ移行する。
From this point of view, even if the PM accumulation amount is less than or equal to the DPF lighting threshold α (step 100: NO), if the determination condition of
ここで、ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にあって、DPF22の再生不良が起こっていなければ、DPF22に堆積したPMのうち燃焼除去されるものの量(PM燃焼量)は、図5において実線で示すように、再生継続時間が長くなるに従い多くなる。これに伴い、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値は、その再生継続時間が長くなるに従い多くなるはずである。
Here, if the
燃焼除去されるPMの量が再生継続時間の割に多くならなければ、すなわち、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの燃焼量が上記許容範囲の最小値に満たなければ、ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にない。そのため、DPF22の温度が充分上昇せず、PMが充分に燃焼していない状況、いわゆるDPF22の再生不良が生じているものと考えられる。
If the amount of PM removed by combustion does not increase relative to the regeneration duration, that is, if the amount of PM removed by combustion before the regeneration duration elapses does not reach the minimum value in the above allowable range, diesel The
このように、DPF22の再生継続時間と、その再生継続時間経過までに、DPF再生制御により燃焼除去されるPM燃焼量と、DPF22の再生不良の有無との間には相関関係が見られる。これに伴い、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値と、その再生継続時間が経過するまでに、フィルタ再生制御により燃焼除去されるPM燃焼量と、DPF22の再生不良の有無との間には相関関係が見られる。
Thus, there is a correlation between the regeneration continuation time of the
このような観点から、ステップ130では、上述したPM燃焼量の積算値、すなわち、再生継続時間が経過するまでにDPF再生制御により燃焼除去されるPM燃焼量を、再生継続時間とPMの燃焼量とから得られる値とし、これが再生不良判定閾値γよりも少ないか否かを判定する。ここで、再生不良判定閾値γとしては、上述した再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値が用いられる。本実施形態では、再生継続時間毎の再生不良判定閾値γが実験、計算等によって求められて設定されている。この設定に際しては、ポスト噴射された燃料による機関オイルの稀釈が許容範囲内に収まる値であることも考慮されている。この再生不良判定閾値γは、再生継続時間が短いときには小さな値を採り、再生継続時間が長くなるに従い徐々に大きな値になる。そして、ステップ130では、タイマカウンタによって計時された、そのときの再生継続時間に対応する再生不良判定閾値γが、PM燃焼量との比較のための再生不良判定閾値γとして用いられる。
From this point of view, in
前記ステップ130の判定条件が満たされていると、PM堆積量がDPF点灯閾値α以下(ステップ100:NO)であり、イグニションキーのオン−オフ操作の回数が閾値β以下(ステップ120:NO)であるが、DPF22の再生不良が生じていてポスト噴射された燃料による機関オイルの稀釈が進行しているとしてステップ110へ移行する。
When the determination condition of
これに対し、ステップ130の判定条件が満たされていないと、ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にあり、DPF22に再生不良が生じている可能性が低いとして、上記ステップ110の処理を行なうことなく、図4のDPFランプ点灯制御ルーチンを終了する。この場合には、DPFランプ23は消灯した状態に維持される。
On the other hand, if the determination condition of
上記図4の「DPFランプ点灯制御ルーチン」においては、電子制御装置41によるステップ130の処理が、特許請求の範囲における判定手段に相当する。
次に、図6のフローチャートは、電子制御装置41が実行する各処理のうち、DPFランプ23が点灯された場合に、DPF再生制御への移行可否を判定等するためのルーチンを示している。このルーチンは、ディーゼル機関10の運転中、所定の演算周期をもって(例えば、所定時間経過毎に)繰り返し実行される。
In the “DPF lamp lighting control routine” of FIG. 4, the processing of
Next, the flowchart of FIG. 6 shows a routine for determining whether or not to shift to DPF regeneration control when the
このルーチンが開始されると、電子制御装置41はまずステップ200において、DPFランプ23が点灯されているかどうかを判定する。この判定条件が満たされていない(DPFランプ23消灯)と、DPF22の再生不良の可能性が低いことから、ステップ240において、DPF再生制御へ移行することを許可する。この許可により、DPF22の温度に関わるパラメータが閾値よりも高いことを含む所定の再生実行条件が満たされていれば、DPF再生制御が継続される。そして、このステップ240の処理を経た後に、図6のDPF再生制御への移行可否判定ルーチンを終了する。
When this routine is started, the
これに対し、上記ステップ200の判定条件が満たされている(DPFランプ23点灯)と、続くステップ210〜230において、DPF22の温度に関わるパラメータが再生禁止閾値A〜Cよりも高いかどうかを判定する。
On the other hand, if the determination condition of
具体的には、ステップ210では、第1排気温センサ34によるCCO前排気温が再生禁止閾値Aよりも高いかどうかを判定する。ステップ220では、第2排気温センサ35によるDPF前排気温Thegが再生禁止閾値Bよりも高いかどうかを判定する。ステップ230では、車速センサ37による車速が再生禁止閾値Cよりも高いかどうかを判定する。
Specifically, in
各再生禁止閾値A〜Cは、通常時、すなわちDPF22の消灯時において、DPF再生制御を開始するかどうかを決定する際に用いられる閾値よりも高い値に設定されている。すなわち、DPF再生制御は、DPF22の温度に関わるパラメータが閾値よりも高いことを少なくとも条件の1つとして行なわれるものであるが、DPF22が再生不良であると判定されてDPFランプ23が点灯された場合には、閾値が高い値(再生禁止閾値A〜C)に変更される。DPF22の温度に関わるパラメータが、この変更後の閾値(再生禁止閾値A〜C)よりも高いことを少なくとも条件の1つとしてDPF再生制御が行なわれることとなる。
Each regeneration prohibiting threshold A to C is set to a value higher than a threshold used when determining whether or not to start DPF regeneration control in normal time, that is, when the
そして、上記ステップ210〜230の判定条件が全て満たされた場合に限り、上述したステップ240へ移行する。すなわち、DPF22が再生不良であると判定されてDPFランプ23が点灯されたとき(ステップ200:YES)には、その後に、運転者により、DPF22の温度に関わるパラメータを上昇させるための操作が行なわれる場合と、行なわれない場合とがある。同操作が行なわれて、ディーゼル機関10が、PMの燃焼除去に適した運転状態になって、DPF22の温度に関わるパラメータが、変更後の閾値よりも高くなった場合に限り、DPF再生制御が継続して行なわれる。このフィルタ再生制御により、DPF22の温度が上昇してPMが燃焼除去され、DPF22の再生不良が解消されるようになる。
Then, the process proceeds to step 240 described above only when all the determination conditions of
これに対し、上記ステップ210〜230の判定条件が1つでも満たされていないと、ステップ250において、DPF再生制御へ移行するのを禁止する。この移行禁止により、DPF再生制御が行なわれなくなる。すなわち、DPF22が再生不良であると判定されてDPFランプ23が点灯された後に、運転者による上記操作が行なわれず、同ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にならない場合には、DPF再生制御が行なわれなくなる。
On the other hand, if at least one of the determination conditions in
そして、このステップ250の処理を経た後に、図6のDPF再生制御への移行可否判定ルーチンを終了する。
ここで、上述したようにDPF22の再生不良が生ずると、PMが燃焼除去されにくいことからDPF再生燃料噴射(ポスト噴射)が長い期間にわたり継続され、機関オイルの稀釈が進行する。また、DPF22の再生不良時には、DPF再生燃料噴射(ポスト噴射)された燃料が揮発しにくいこと、シリンダ20の壁面に付着しピストン18に掻き落とされてオイルパンに流下する燃料が多くなること等から、機関オイルの稀釈がさらに進行する。
Then, after the processing of
Here, as described above, when regeneration failure of the
しかし、本実施形態では、上記のように、DPF22が再生不良であると判定されてDPFランプ23が点灯された後に、ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にならない場合には、DPF再生制御が行なわれないことから、ポスト噴射された燃料による機関オイルの稀釈が抑制される。
However, in the present embodiment, as described above, after the
以上詳述した本実施形態によれば、次の効果が得られる。
(1)ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にあって、DPF22の再生不良が起こっていなければ、DPF22に堆積したPMのうち燃焼除去されるものは、再生継続時間が長くなるに従い多くなるはずである。燃焼除去されるPMの量が再生継続時間の割に多くならなければ、ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態になく、PMが充分に燃焼していない状況、いわゆるDPF22の再生不良が生じているものと考えられる。
According to the embodiment described in detail above, the following effects can be obtained.
(1) If the
このように、DPF22の再生継続時間と、その再生継続時間経過までに、DPF再生制御により燃焼除去されるPMの燃焼量と、DPF22の再生不良の有無との間には相関関係が見られる。
Thus, there is a correlation between the regeneration continuation time of the
従って、上記実施形態によるように、計時された再生継続時間と、その再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの燃焼量とに基づくことにより、再生不良が生じていないときには再生不良と判定せず、再生不良が生じているときに直ちに再生不良と判定するといった適切な判定を行なうことができるようになる。 Therefore, as in the above embodiment, based on the measured regeneration continuation time and the amount of PM burned and removed before the regeneration continuation time elapses, the regeneration failure is determined when no regeneration failure occurs. Appropriate determination can be made such that a determination is made that a reproduction failure occurs immediately when a reproduction failure has occurred.
(2)ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態にあって、DPF22の再生不良が起こっていなければ、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値は、その再生継続時間が長くなるに従い大きくなるはずである。
(2) If the
再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの燃焼量が上記許容範囲の最小値に満たなければ、ディーゼル機関10がPMの燃焼除去に適した運転状態になく、DPF22の温度が充分上昇せず、PMが充分に燃焼していない状況(DPF22の再生不良)が生じているものと考えられる。
If the amount of PM burned and removed before the regeneration continuation time is less than the minimum value in the above allowable range, the
このように、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値と、その再生継続時間が経過するまでに、DPF再生制御により燃焼除去されるPMの燃焼量と、DPF22の再生不良の有無との間には相関関係が見られる。
Thus, the minimum value of the permissible range for the amount of PM burned and removed before the regeneration duration time elapses, and the amount of PM burned and removed by DPF regeneration control until the regeneration duration time elapses There is a correlation between the
この点、本実施形態では、DPF22の再生不良の有無についての判定を行なう際に、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値を再生不良判定閾値γとする。この再生不良判定閾値γと、推定したPM燃焼量とに基づき、DPF22が再生不良であるかどうかの判定を行なうようにしている(図4のステップ130)。
In this regard, in this embodiment, when determining whether there is a regeneration failure in the
そのため、判定をより正確に行なうことが可能となり、上記(1)に記載の効果がより確実に得られるようになる。
(3)上記(2)の判定内容として、再生継続時間とPMの燃焼量とから得られる値(再生継続時間が経過するまでにDPF再生制御により燃焼除去されるPM燃焼量)が再生不良判定閾値γよりも小さい(少ない)と再生不良と判定するようにしている。
Therefore, the determination can be performed more accurately, and the effect described in (1) can be obtained more reliably.
(3) As a determination content of the above (2), a value obtained from the regeneration duration time and the PM combustion amount (PM combustion amount burned and removed by DPF regeneration control until the regeneration duration time elapses) is determined as regeneration failure. If it is smaller (less) than the threshold value γ, it is determined that the reproduction is defective.
この判定内容は、上述した、再生継続時間が経過するまでに燃焼除去されるPMの量についての許容範囲の最小値と、その再生継続時間が経過するまでにDPF再生制御により燃焼除去されるPMの燃焼量と、DPF22の再生不良の有無との間に見られる上記相関関係に沿ったものである。従って、上記内容の判定が行なわれることで、上記(2)の効果が好適に得られる。
This determination includes the minimum value of the allowable range for the amount of PM that is burned and removed before the regeneration continuation time elapses, and the PM that is burned and removed by DPF regeneration control until the regeneration continuation time elapses. This is in accordance with the above-described correlation between the amount of combustion and the presence or absence of regeneration failure of the
(4)DPF22が再生不良であると判定されたときに、DPF22の温度に関わるパラメータを上昇させるための操作を運転者に促す報知手段としてDPFランプ23を設けている(図1)。
(4) A
このため、DPF22が再生不良であると判定されたときにDPFランプ23を点灯させることで運転者に対し、DPF22の再生不良が起こっていること、及び、DPF22の温度に関わるパラメータを上昇させるための操作をなすべきことを気付かせることができる。
For this reason, when the
その後、運転者により上記の操作が行なわれて、ディーゼル機関10が、PMの燃焼除去に適した運転状態になると、DPF再生制御が行なわれることにより、再生不良を解消することが可能となる。
Thereafter, when the above operation is performed by the driver and the
(5)DPF再生制御は、DPF22の温度に関わるパラメータが閾値よりも高いことを少なくとも条件の1つとして行なわれるものであるところ、DPF22が再生不良であると判定されてDPFランプ23が点灯されるときには、上記閾値をDPFランプ消灯時よりも高い値(再生禁止閾値A〜C)に変更するようにしている。
(5) The DPF regeneration control is performed under the condition that at least one of the conditions is that the parameter related to the temperature of the
このため、DPFランプ23の点灯に応じ、運転者により、DPF22の温度に関わるパラメータを上昇させるための操作が行なわれて、そのディーゼル機関10が、PMの燃焼除去に適した運転状態になって、DPF22の温度に関わるパラメータが、変更後の閾値よりも高くなった場合に限り、DPF再生制御が継続して行なわれる。このDPF再生制御により、DPF22の温度が上昇し、PMが燃焼除去され、DPF22の再生不良を解消することができるようになる。
For this reason, according to the lighting of the
これに対し、DPFランプ23が点灯しても、運転者による上記操作が行なわれず、同ディーゼル機関10が、PMの燃焼除去に適した運転状態にならない場合には、DPF再生制御が行なわれなくなる。このため、DPF再生制御による不要なポスト噴射を行なわないようにして、ポスト噴射された燃料による機関オイルの希釈を抑制することができる。このように、本実施形態によれば、DPF22の再生と機関オイルの稀釈抑制との両立を図ることができる。
On the other hand, even if the
なお、本発明は次に示す別の実施形態に具体化することができる。
・報知手段として、DPFランプ23とは異なるもの、例えば音声で報知するものを採用してもよい。
Note that the present invention can be embodied in another embodiment described below.
-As a notification means, you may employ | adopt the thing different from the
・図4のDPFランプ点灯制御ルーチンにおけるステップ100,120の判定処理の少なくとも一方を省略してもよい。
・図6のDPF再生制御への移行可否判定ルーチンにおけるステップ210〜230の判定処理の1つ又は2つを省略してもよい。
-You may abbreviate | omit at least one of the determination process of step 100,120 in the DPF lamp lighting control routine of FIG.
-You may abbreviate | omit one or two of the determination processes of steps 210-230 in the routine for determining whether to shift to DPF regeneration control in FIG.
・前記実施形態では、パティキュレートフィルタとしてDPFを用いているが、本発明はこれに限られることなく、DPNR触媒を用いた排気浄化装置にも適用することができる。 In the above embodiment, the DPF is used as the particulate filter. However, the present invention is not limited to this, and the present invention can also be applied to an exhaust purification device using a DPNR catalyst.
・本発明の排気浄化装置は、高い空燃比(リーン雰囲気)の混合気を燃焼に供して機関運転を行なう運転領域が、全運転領域の大部分を占める希薄燃焼式ガソリン機関にも適用可能である。 The exhaust emission control device of the present invention can be applied to a lean-burn gasoline engine in which the operating range in which the engine operation is performed by using a high air-fuel ratio (lean atmosphere) mixture for combustion is the majority of the entire operating range. is there.
・本発明の排気浄化装置は、車両用に限らず、その他の用途に使用される内燃機関にも適用可能である。 -The exhaust emission control device of the present invention is applicable not only to vehicles but also to internal combustion engines used for other purposes.
10…ディーゼル機関(内燃機関)、17…排気通路、22…DPF(フィルタ)、23…DPFランプ(報知手段)、41…電子制御装置(フィルタ再生制御手段及び判定手段)、γ…再生不良判定閾値。
DESCRIPTION OF
Claims (5)
前記内燃機関の主噴射燃料噴射後に再生燃料噴射を行なって、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生制御を行なうフィルタ再生制御手段と、
前記フィルタ再生制御手段による前記フィルタの再生継続時間を計時するとともに、前記再生継続時間が経過するまでに前記フィルタ再生制御により燃焼除去される前記粒子状物質の燃焼量を機関運転状態に基づき推定し、前記再生継続時間と前記燃焼量とに基づき前記フィルタが再生不良であるかどうかを判定する判定手段と
を備えることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A filter that is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and collects particulate matter in the exhaust discharged from the internal combustion engine;
Filter regeneration control means for performing filter regeneration control for performing regeneration fuel injection after main injection fuel injection of the internal combustion engine and burning and removing particulate matter deposited on the filter;
The filter regeneration control means counts the duration of regeneration of the filter, and estimates the amount of particulate matter burned and removed by the filter regeneration control until the regeneration duration has elapsed based on the engine operating state. An exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising: a determination unit that determines whether or not the filter is defective in regeneration based on the regeneration duration time and the combustion amount.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010279307A JP5736759B2 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2010279307A JP5736759B2 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012127255A true JP2012127255A (en) | 2012-07-05 |
JP5736759B2 JP5736759B2 (en) | 2015-06-17 |
Family
ID=46644566
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010279307A Expired - Fee Related JP5736759B2 (en) | 2010-12-15 | 2010-12-15 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5736759B2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016080402A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | いすゞ自動車株式会社 | Device for diagnosing failure in exhaust pipe fuel injector |
JP2018204596A (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 株式会社豊田自動織機 | Exhaust gas treatment device for engine |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0559931A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-09 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust purifying device of diesel engine |
JPH0763039A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-07 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Exhaust emission control device |
JP2002295240A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Isuzu Motors Ltd | Control method of diesel particulate filter device |
JP2003120259A (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-23 | Tadano Ltd | Usage confirmation device for diesel particulate removing device and using method of usage confirmation device for diesel particulate removing device |
JP2005188409A (en) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Mazda Motor Corp | Engine exhaust emission control device |
JP2005299438A (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Isuzu Motors Ltd | Exhaust emission control system and method for controlling exhaust emission control system |
JP2006029156A (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | Pm combustion amount estimation device |
JP2006241978A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Yanmar Co Ltd | Exhaust emission control device having particulate filter regenerating function, internal combustion engine having the same, and particulate filter regenerating method |
US20090241513A1 (en) * | 2005-10-28 | 2009-10-01 | Corning Incorporated | Regeneration of Diesel Particulate Filters |
US20090320880A1 (en) * | 2007-01-24 | 2009-12-31 | Ubd Cleantech Aktiebolag | Method and system for cleaning filters |
-
2010
- 2010-12-15 JP JP2010279307A patent/JP5736759B2/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0559931A (en) * | 1991-09-03 | 1993-03-09 | Nissan Motor Co Ltd | Exhaust purifying device of diesel engine |
JPH0763039A (en) * | 1993-08-20 | 1995-03-07 | Toyota Autom Loom Works Ltd | Exhaust emission control device |
JP2002295240A (en) * | 2001-03-30 | 2002-10-09 | Isuzu Motors Ltd | Control method of diesel particulate filter device |
JP2003120259A (en) * | 2001-10-09 | 2003-04-23 | Tadano Ltd | Usage confirmation device for diesel particulate removing device and using method of usage confirmation device for diesel particulate removing device |
JP2005188409A (en) * | 2003-12-26 | 2005-07-14 | Mazda Motor Corp | Engine exhaust emission control device |
JP2005299438A (en) * | 2004-04-08 | 2005-10-27 | Isuzu Motors Ltd | Exhaust emission control system and method for controlling exhaust emission control system |
JP2006029156A (en) * | 2004-07-14 | 2006-02-02 | Nissan Motor Co Ltd | Pm combustion amount estimation device |
JP2006241978A (en) * | 2005-02-28 | 2006-09-14 | Yanmar Co Ltd | Exhaust emission control device having particulate filter regenerating function, internal combustion engine having the same, and particulate filter regenerating method |
US20090241513A1 (en) * | 2005-10-28 | 2009-10-01 | Corning Incorporated | Regeneration of Diesel Particulate Filters |
US20090320880A1 (en) * | 2007-01-24 | 2009-12-31 | Ubd Cleantech Aktiebolag | Method and system for cleaning filters |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2016080402A1 (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-26 | いすゞ自動車株式会社 | Device for diagnosing failure in exhaust pipe fuel injector |
JP2016098716A (en) * | 2014-11-20 | 2016-05-30 | いすゞ自動車株式会社 | Fault diagnosis device for exhaust pipe fuel injector |
US10202882B2 (en) | 2014-11-20 | 2019-02-12 | Isuzu Motors Limited | Fault diagnosis device for exhaust pipe fuel injector |
JP2018204596A (en) * | 2017-06-09 | 2018-12-27 | 株式会社豊田自動織機 | Exhaust gas treatment device for engine |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5736759B2 (en) | 2015-06-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP3933172B2 (en) | Exhaust gas purification system control method and exhaust gas purification system | |
JP5034536B2 (en) | Exhaust gas purification device for in-vehicle internal combustion engine | |
JP5206644B2 (en) | Diesel engine exhaust gas purification system | |
JP2008309080A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2005282545A (en) | Control method of exhaust emission control system and exhaust emission control system | |
JP2008274835A (en) | Deterioration diagnosis device for oxidation catalyst | |
JP4044908B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
CN110775045A (en) | Hybrid vehicle | |
JP4609662B2 (en) | Limp home control equipment | |
JP2008121557A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2005291036A (en) | Regeneration processing device for particulate filter | |
JP2009299486A (en) | Exhaust gas sensor regeneration apparatus and intake/exhaust control system using it | |
JP2004044457A (en) | Exhaust emission control device of internal combustion engine | |
JP2011089479A (en) | Dpf regeneration control device | |
JP5736759B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
KR20060002814A (en) | Process for the removal of particulates from the exhaust gas of an internal combustion engine | |
JP2005282478A (en) | Control method of exhaust emission control system and exhaust emission control system | |
KR101180948B1 (en) | Exhaust gas post processing system and control method thereof | |
JP2006002672A (en) | Particulate accumulation quantity estimation method and particulate filter regeneration treatment device | |
JP2008297912A (en) | Lubricating oil quantity estimation device of internal combustion engine | |
JP2004285947A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2008138547A (en) | Exhaust emission control device for internal combustion engine | |
JP2011085096A (en) | Dpf regeneration control device | |
JP4512519B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP5366015B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130726 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140703 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140708 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140905 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150324 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150406 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |