JP2014141890A - Exhaust emission control system for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
内燃機関の排気通路には、排気に含まれる粒子状物質(以下、PMと称する)を捕集するためのフィルタが設けられる場合がある。フィルタには、捕集されたPMが徐々に堆積する。フィルタにおけるPM堆積量が増加すると、該フィルタより上流側の排気圧力が上昇する。そのため、内燃機関での圧力損失が増大する。 An exhaust passage of the internal combustion engine may be provided with a filter for collecting particulate matter (hereinafter referred to as PM) contained in the exhaust. The collected PM gradually accumulates on the filter. When the PM accumulation amount in the filter increases, the exhaust pressure upstream of the filter increases. Therefore, the pressure loss in the internal combustion engine increases.
また、PMには、未燃燃料成分や煤等の他に、内燃機関の潤滑油由来の金属化合物からなるアッシュが含まれている。 In addition to unburned fuel components and soot, PM contains ash made of a metal compound derived from the lubricating oil of the internal combustion engine.
特許文献1には、フィルタにおけるPM堆積量が閾値を超える度に、PMを燃焼させるためにフィルタを所定温度で熱処理する粒子状物質処理工程と、所定温度よりも高い温度でフィルタを熱処理してフィルタに捕集されているアッシュをシュリンクさせるアッシュ処理工程とを備えるアッシュ処理方法が開示されている。
本発明は、内燃機関の排気浄化システムにおいて、フィルタにPMが堆積することによる圧力損失の増加を抑制することを目的とする。 An object of the present invention is to suppress an increase in pressure loss due to accumulation of PM on a filter in an exhaust purification system of an internal combustion engine.
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備え、
前記フィルタが初期状態にある時から前記フィルタにおけるアッシュ堆積量が所定アッシュ堆積量に達するまでの間に、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量が基準量よりも増大するアッシュ量増大制御を実行する。
An exhaust purification system for an internal combustion engine according to the present invention includes:
A filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
The amount of ash included in the exhaust discharged from the internal combustion engine increases from the reference amount between the time when the filter is in the initial state and the time when the amount of ash accumulated in the filter reaches a predetermined amount of ash. Execute control.
フィルタにおいて、PMは、該フィルタの隔壁に形成された細孔内およびフィルタの隔壁の表面に堆積する。以下、フィルタの隔壁に形成された細孔内にPMが堆積することを内部堆積と称し、フィルタの隔壁の表面上にPMが堆積することを表層堆積と称する。 In the filter, PM is deposited in the pores formed in the partition walls of the filter and on the surfaces of the partition walls of the filter. Hereinafter, the deposition of PM in the pores formed in the partition walls of the filter is referred to as internal deposition, and the deposition of PM on the surface of the partition walls of the filter is referred to as surface deposition.
ここで、PMの内部堆積の方が、表層堆積に比べて圧力損失に与える影響が大きい。即ち、同一量のPMが内部堆積した場合と表層堆積した場合との圧力損失を比較した場合、内部堆積した場合の方が圧力損失がより大きくなる。 Here, the internal deposition of PM has a larger influence on the pressure loss than the surface deposition. That is, when comparing the pressure loss between the case where the same amount of PM is deposited internally and the case where it is deposited on the surface layer, the pressure loss is greater in the case of depositing internally.
本発明においては、フィルタが初期状態にある時から該フィルタにおけるアッシュ堆積量が所定アッシュ堆積量に達するまでの間に、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量が基準量よりも増大するアッシュ量増大制御が実行される。ここで、基準量とは、アッシュ量増大制御が実行されずに内燃機関が通常運転された場合に、該内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量のことである。 In the present invention, the amount of ash contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine increases from the reference amount between the time when the filter is in the initial state and the time when the ash accumulation amount in the filter reaches the predetermined ash accumulation amount. The ash amount increase control is executed. Here, the reference amount is the amount of ash contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine when the internal combustion engine is normally operated without executing the ash amount increase control.
アッシュ量増大制御が実行されると、フィルタに流入するアッシュの量が増加する。フィルタに流入したアッシュはある程度内部堆積もするが、その流入量が増加されることでアッシュの表層堆積が促進される。そのため、フィルタが初期状態にある時からアッシュ量増大制御が実行されると、フィルタの隔壁の表面上にアッシュの堆積層が形成される。 When the ash amount increase control is executed, the amount of ash flowing into the filter increases. The ash that has flowed into the filter also accumulates to some extent, but the ash surface layer deposition is promoted by increasing the amount of inflow. Therefore, when the ash amount increase control is executed from the time when the filter is in the initial state, an ash deposition layer is formed on the surface of the partition wall of the filter.
フィルタの隔壁の表面上にアッシュの堆積層が形成されると、それ以降はPMが隔壁の細孔内に入り込み難くなる。そのため、PMの内部堆積が促進され難くなる。従って、本発明によれば、フィルタにPMが堆積することによる圧力損失の増加を抑制することができる。 If an ash deposition layer is formed on the surface of the partition walls of the filter, PM will not easily enter the pores of the partition walls thereafter. Therefore, it becomes difficult to promote the internal deposition of PM. Therefore, according to the present invention, it is possible to suppress an increase in pressure loss due to PM being deposited on the filter.
ただし、アッシュはアッシュ以外のPMに比べて融点が高いため、一旦堆積すると除去され難い。そのため、本発明においては、アッシュの過堆積を抑制すべく、アッシュ量増大制御を実行する時期は、フィルタにおけるアッシュ堆積量が所定アッシュ堆積量に達するまでの間とする。ここで、所定アッシュ堆積量とは、フィルタの隔壁の表面上にある程度のアッシュの堆積層が形成されたと判断できる堆積量であって、実験等に基づいて予め定められた値である。 However, since ash has a higher melting point than PM other than ash, once it is deposited, it is difficult to remove. Therefore, in the present invention, in order to suppress ash over-deposition, the timing for executing the ash amount increase control is set until the ash accumulation amount in the filter reaches a predetermined ash accumulation amount. Here, the predetermined ash deposition amount is a deposition amount by which it can be determined that a certain amount of ash deposition layer has been formed on the surface of the partition wall of the filter, and is a predetermined value based on experiments or the like.
本発明において、アッシュ量増大制御は、内燃機関の筒内負圧を大きくする制御であってもよい。内燃機関の筒内負圧が大きくなると、ボア壁面とピストンの外周面との間を通って気筒内に引き込まれる潤滑油の量が増加する。その結果、アッシュの生成量が増加するため、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量も増加する。 In the present invention, the ash amount increase control may be control for increasing the in-cylinder negative pressure of the internal combustion engine. When the in-cylinder negative pressure of the internal combustion engine increases, the amount of lubricating oil drawn into the cylinder through between the bore wall surface and the outer peripheral surface of the piston increases. As a result, the amount of ash generated increases, so the amount of ash contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine also increases.
ただし、アッシュ量増大制御がこのような制御である場合、該アッシュ量増大制御を実行すると潤滑油の消費量が増加する。また、フィルタにおけるPM堆積量が非常に少ない状態では、アッシュがフィルタの隔壁に形成された細孔をすり抜け易い。そのため、このような状態の時にアッシュ量増大制御を実行しても、アッシュの堆積層は形成され難い。 However, when the ash amount increase control is such control, the consumption amount of the lubricating oil increases when the ash amount increase control is executed. In addition, in a state where the amount of PM deposited on the filter is very small, the ash tends to pass through the pores formed in the partition walls of the filter. Therefore, even if ash amount increase control is executed in such a state, an ash deposit layer is unlikely to be formed.
そこで、本発明においては、フィルタにおけるPM堆積量が所定PM堆積量より少ないときはアッシュ量増大制御の実行を禁止してもよい。ここで、所定PM堆積量とは、アッシュがフィルタの隔壁に形成された細孔をすり抜けることが抑制される程度のPM堆積量であって、実験等に基づいて予め定められた値である。 Therefore, in the present invention, when the PM accumulation amount in the filter is smaller than the predetermined PM accumulation amount, execution of the ash amount increase control may be prohibited. Here, the predetermined PM deposition amount is a PM deposition amount that prevents ash from passing through the pores formed in the partition walls of the filter, and is a value determined in advance based on experiments or the like.
これによれば、フィルタにおけるアッシュ堆積量が所定アッシュ堆積量に達していない場合であっても、アッシュの堆積層が形成され難いときは、アッシュ量増大制御の実行が禁止される。従って、アッシュ量増大制御の実行に伴う潤滑油の消費量の増加を抑制することができる。 According to this, even when the ash accumulation amount in the filter does not reach the predetermined ash accumulation amount, the execution of the ash amount increase control is prohibited when it is difficult to form the ash accumulation layer. Therefore, it is possible to suppress an increase in the consumption amount of the lubricating oil accompanying the execution of the ash amount increase control.
本発明において、前記所定アッシュ堆積量を第一所定アッシュ堆積量とすると、フィルタにおけるアッシュ堆積量が、該第一所定アッシュ堆積量より多く且つアッシュ堆積量の許容範囲の上限値より少ない第二所定アッシュ堆積量以上となった場合、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量が前記基準量よりも少なくなるアッシュ量低減制御を実行してもよい。 In the present invention, when the predetermined ash accumulation amount is the first predetermined ash accumulation amount, a second predetermined ash accumulation amount in the filter is smaller than the first predetermined ash accumulation amount and smaller than the upper limit value of the allowable ash accumulation amount. When the ash accumulation amount is exceeded, the ash amount reduction control may be executed in which the ash amount contained in the exhaust gas discharged from the internal combustion engine is smaller than the reference amount.
フィルタにおけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達すると、それ以降はアッシュ量増大制御は行われない。しかしながら、フィルタにおけるアッシュ堆積量はその後も徐々に増加する。そして、上記によれば、フィルタにおけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値より少ない第二所定アッシュ堆積量に達するとアッシュ量低減制御が実行される。アッシュ量低減制御が実行されると、フィルタに流入するアッシュの量が減少する。従って、アッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達する前に、アッシュ堆積量の増加速度を低減させることができる。そのため、フィルタにおけるアッシュの過堆積を抑制すること
ができる。
When the ash accumulation amount in the filter reaches the first predetermined ash accumulation amount, the ash amount increase control is not performed thereafter. However, the amount of ash deposition on the filter gradually increases thereafter. According to the above, the ash amount reduction control is executed when the ash accumulation amount in the filter reaches the second predetermined ash accumulation amount which is smaller than the upper limit value of the allowable range. When the ash amount reduction control is executed, the amount of ash flowing into the filter decreases. Therefore, the increase rate of the ash deposition amount can be reduced before the ash deposition amount reaches the upper limit of the allowable range. Therefore, ash overdeposition in the filter can be suppressed.
また、フィルタにおけるアッシュ堆積量が第二所定アッシュ堆積量以上であるか否かを判別する時期を、内燃機関を搭載した車両の総走行距離が所定判別距離に達した時としてもよい。この場合、第二所定アッシュ堆積量は所定判別距離に応じて設定される。 The timing for determining whether or not the ash accumulation amount in the filter is equal to or greater than the second predetermined ash accumulation amount may be the time when the total travel distance of the vehicle equipped with the internal combustion engine reaches the predetermined determination distance. In this case, the second predetermined ash accumulation amount is set according to the predetermined determination distance.
本発明において、アッシュ量低減制御は、内燃機関の筒内負圧を小さくする制御であってもよい。内燃機関の筒内負圧が小さくなると、ボア壁面とピストンの外周面との間を通って気筒内に引き込まれる潤滑油の量が減少する。その結果、アッシュの生成量が減少するため、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量も減少する。 In the present invention, the ash amount reduction control may be control for reducing the in-cylinder negative pressure of the internal combustion engine. When the in-cylinder negative pressure of the internal combustion engine decreases, the amount of lubricating oil drawn into the cylinder through the space between the bore wall surface and the outer peripheral surface of the piston decreases. As a result, the amount of ash produced is reduced, and the amount of ash contained in the exhaust discharged from the internal combustion engine is also reduced.
ただし、アッシュ量低減制御がこのような制御である場合、該アッシュ量低減制御を実行するとエンジンブレーキの効果が小さくなる(即ち、エンジンブレーキの効きが弱くなる)。そこで、本発明においては、フィルタにおけるPM堆積量が所定PM堆積量より少ないときはアッシュ量低減制御の実行を禁止してもよい。ここで、所定PM堆積量とは、上述した所定PM堆積量と同様、アッシュがフィルタの隔壁に形成された細孔をすり抜けることが抑制される程度のPM堆積量であって、実験等に基づいて予め定められた値である。 However, when the ash amount reduction control is such control, when the ash amount reduction control is executed, the effect of the engine brake becomes small (that is, the effect of the engine brake becomes weak). Therefore, in the present invention, when the PM accumulation amount in the filter is smaller than the predetermined PM accumulation amount, execution of the ash amount reduction control may be prohibited. Here, the predetermined PM accumulation amount is a PM accumulation amount that prevents the ash from passing through the pores formed in the partition walls of the filter, similarly to the above-described predetermined PM accumulation amount. Is a predetermined value.
これによれば、フィルタにおけるアッシュ堆積量が第二所定アッシュ堆積量以上であっても、アッシュ堆積量が増加し難いときは、アッシュ量低減制御の実行が禁止される。従って、エンジンブレーキの効果が小さくなる時期の発生頻度を抑制することができる。 According to this, even if the ash accumulation amount in the filter is equal to or greater than the second predetermined ash accumulation amount, the execution of the ash amount reduction control is prohibited when the ash accumulation amount is difficult to increase. Accordingly, it is possible to suppress the occurrence frequency of the period when the effect of the engine brake becomes small.
また、フィルタに流入する排気の流量が多い場合、フィルタの上流部分よりもその下流部分にアッシュがより堆積し易くなる。そこで、本発明においては、フィルタにおけるアッシュ堆積量が所定アッシュ堆積量(第一所定アッシュ堆積量)に達するまでの間に、フィルタに流入する排気の流量を基準流量よりも低減させる排気流量低減制御を実行してもよい。ここで、基準流量とは、排気流量低減制御が実行されずに内燃機関が通常運転された場合に、フィルタに流入する排気の流量のことである。 Further, when the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is large, the ash is more easily deposited in the downstream portion than in the upstream portion of the filter. Therefore, in the present invention, the exhaust flow rate reduction control for reducing the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter from the reference flow rate until the ash deposition amount in the filter reaches the predetermined ash deposition amount (first predetermined ash deposition amount). May be executed. Here, the reference flow rate is the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter when the internal combustion engine is normally operated without executing the exhaust gas flow rate reduction control.
これによれば、アッシュ量増大制御を実行することで増大したフィルタ内のアッシュが、該フィルタの下流部分に集中して堆積することを抑制することができる。そのため、フィルタの上流側部分から下流側部分にかけて、フィルタの隔壁の表面上にアッシュの堆積層をより均一に形成することができる。アッシュによるフィルタ閉塞リスクを考慮すると、アッシュ堆積量は少ない程良く、フィルタの隔壁の表面上にアッシュの堆積層をより均一に形成することにより、PMの内部堆積をより効果的に抑制することができる。 According to this, it can suppress that the ash in the filter increased by performing ash amount increase control concentrates and accumulates in the downstream part of this filter. Therefore, the ash deposition layer can be more uniformly formed on the surface of the partition wall of the filter from the upstream side portion to the downstream side portion of the filter. Considering the risk of filter blockage due to ash, the smaller the amount of ash deposition, the better. By forming the ash deposition layer more uniformly on the surface of the filter partition wall, PM internal deposition can be more effectively suppressed. it can.
ここで、内燃機関においては排気流量低減制御を長期間継続して実行することが困難な場合がある。また、フィルタの温度を上昇させることで、フィルタに堆積したアッシュ以外のPMを酸化させて除去するフィルタ再生処理が実行されている時は、フィルタが高温となるため、アッシュが凝集して安定した状態となり易い。 Here, in an internal combustion engine, it may be difficult to execute exhaust gas flow reduction control continuously for a long period of time. Also, by increasing the temperature of the filter, when the filter regeneration process is performed to oxidize and remove PM other than the ash accumulated on the filter, the ash aggregates and stabilizes because the filter becomes hot. It is easy to be in a state.
そこで、本発明に係る排気浄化システムがフィルタ再生処理を実行するフィルタ再生処理実行部をさらに備えている場合は、排気流量低減制御の実行期間を、アッシュ量増大制御の実行開始の時点から、該アッシュ量増大制御の実行終了後に実行されるフィルタ再生処理の実行終了までの間としてもよい。これによれば、フィルタに流入したアッシュが凝集するタイミング、即ちアッシュの堆積層が安定して形成され易いタイミングでフィルタに流入する排気の流量が低減される。従って、フィルタの隔壁の表面上にアッシュの堆積層をより均一に形成することが可能となる。 Therefore, when the exhaust gas purification system according to the present invention further includes a filter regeneration process execution unit that performs the filter regeneration process, the execution period of the exhaust gas flow reduction control is changed from the time when the execution of the ash amount increase control is started. It may be until the execution of the filter regeneration process executed after the execution of the ash amount increasing control is completed. According to this, the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter is reduced at the timing at which the ash flowing into the filter aggregates, that is, at the timing at which the ash accumulation layer is easily formed stably. Therefore, it is possible to more uniformly form an ash deposition layer on the surface of the partition wall of the filter.
本発明に係る内燃機関は、ガソリンエンジンであってもよい。ガソリンエンジンは、排気に含まれるPM全体の量はディーゼルエンジンに比べて少ないが、PMに含まれるアッシュの割合はディーゼルエンジンに比べて高い。そのため、本発明に係る内燃機関がガソリンエンジンである場合、上述した各制御を実行した際の効果をより好適に得ることができる。 The internal combustion engine according to the present invention may be a gasoline engine. In a gasoline engine, the total amount of PM contained in exhaust gas is smaller than that of a diesel engine, but the proportion of ash contained in PM is higher than that of a diesel engine. Therefore, when the internal combustion engine which concerns on this invention is a gasoline engine, the effect at the time of performing each control mentioned above can be acquired more suitably.
本発明によれば、フィルタにPMが堆積することによる圧力損失の増加を抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress an increase in pressure loss due to PM being deposited on the filter.
以下、本発明の具体的な実施形態について図面に基づいて説明する。本実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置等は、特に記載がない限りは発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in the present embodiment are not intended to limit the technical scope of the invention to those unless otherwise specified.
<実施例1>
[内燃機関の吸排気系の概略構成]
ここでは、本発明を、車両駆動用のガソリンエンジンの排気浄化システムに適用した場合を例に挙げて説明する。ただし、本発明は、ディーゼルエンジン等の排気浄化システムにも適用することができる。
<Example 1>
[Schematic configuration of intake and exhaust system of internal combustion engine]
Here, the case where the present invention is applied to an exhaust gas purification system for a gasoline engine for driving a vehicle will be described as an example. However, the present invention can also be applied to an exhaust purification system such as a diesel engine.
図1は、本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成を示す図である。内燃機関1は車両駆動用のガソリンエンジンである。内燃機関1には、吸気通路2及び排気通路3が接続されている。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system of an internal combustion engine according to the present embodiment. The
吸気通路2には、エアフローメータ4、スロットル弁5、及び吸気圧センサ16が設けられている。エアフローメータ4は内燃機関1の吸入空気量を検出する。スロットル弁5は、吸気通路2の流路断面積を変更することで、該吸気通路2を流通する吸気の流量を調節する。吸気圧センサ16は、スロットル弁5よりも下流側の吸気通路2内の圧力を検出する。
An
排気通路3には、排気中のPMを捕集するフィルタ6が設けられている。フィルタ6は、多孔質材からなる隔壁によって区画され該フィルタ6の軸方向に延びる複数のセルを有するウォールフロー型のフィルタである。フィルタ6より上流側の排気通路3には、前段触媒として酸化触媒7が設けられている。尚、前段触媒は、酸化触媒に限られるものではなく、酸化機能を有する触媒(例えば、吸蔵還元型NOx触媒)であればよい。酸化触媒
7より上流側の排気通路3には燃料添加弁8が設けられている。燃料添加弁8は排気中に燃料を添加する。
The
また、排気通路3には差圧センサ13及び排気温度センサ14が設けられている。差圧センサ13は、フィルタ6より上流側の排気圧力とフィルタ6より下流側の排気圧力との差(以下、前後差圧と称する)を検出する。排気温度センサ14は、フィルタ6より下流側の排気通路3に設けられており、排気の温度を検出する。
Further, a
内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU)10が併設されている。ECU10には、エアフローメータ4、吸気圧センサ16、差圧センサ13、及び排気温度センサ14等の各センサが電気的に接続されている。さらに、ECU10には、クランク角センサ11、アクセル開度センサ12、及びオイルセンサ15が電気的に接続されている。クランク角センサ11は、内燃機関1のクランク角を検出する。アクセル開度センサ12は、内燃機関1が搭載された車両のアクセル開度センサを検出する。オイルセンサ15は、内燃機関1のオイルパンにおける潤滑油の残量を検出する。そして、各センサの出力信号がECU10に入力される。ECU10は、クランク角センサ11の出力信号に基づいて内燃機関1の機関回転速度を導出することができる。また、ECU10は、アクセル開度センサ12の出力信号に基づいて内燃機関1の機関負荷を導出することができる。
The
さらに、ECU10には、スロットル弁5及び燃料添加弁8が電気的に接続されている。そして、ECU10によって、これらの装置の動作が制御される。
Further, the throttle valve 5 and the
[フィルタ再生処理]
例えば、ECU10は、燃料添加弁8から燃料を添加することでフィルタ再生処理を実行する。フィルタ6には、該フィルタ6に捕集されたPMが徐々に堆積する。フィルタ再生処理は、このフィルタ6に堆積したPMを除去するための制御である。
[Filter regeneration processing]
For example, the
燃料添加弁8から燃料が添加されると、該燃料が酸化触媒7に供給される。酸化触媒7に供給された燃料は該酸化触媒7によって酸化し、それによって酸化熱が生じる。この酸化熱によってフィルタ6に流入する排気の温度が上昇し、それによってフィルタ6が昇温する。その結果、フィルタ6に堆積したPMが酸化され除去される。
When fuel is added from the
フィルタ再生処理では、燃料添加弁8からの燃料添加量を調節することで、フィルタ6の温度を所定の目標温度に制御する。この目標温度は、PMの酸化が促進される温度であって且つフィルタ6の破損及び溶損を抑制することが可能な温度であり、実験等に基づいて予め定められている。尚、フィルタ6の温度は排気温度センサ14の検出値に基づいて推定することができる。
In the filter regeneration process, the temperature of the
ただし、PMに含まれるアッシュは他のPMに比べて融点が高いため、フィルタ再生処理を実行しても除去され難い。そのため、フィルタ6に一旦堆積したアッシュは堆積したままとなる。
However, since the ash contained in the PM has a higher melting point than other PMs, it is difficult to remove even if the filter regeneration process is executed. Therefore, the ash once deposited on the
尚、本実施例においては、ECU10は、差圧センサ13によって検出されるフィルタ6の前後差圧に基づいてフィルタ6におけるPM堆積量を推定する。フィルタ6におけるPM堆積量が増加すると、フィルタ6の前後差圧が大きくなる。そのため、フィルタ6の前後差圧に基づいてフィルタ6におけるPM堆積量を推定することができる。また、内燃機関1の運転状態に基づいてフィルタ6に流入するPM量を推定し、該PM流入量を積算することでフィルタ6におけるPM堆積量を推定することもできる。また、フィルタ6より下流側の排気通路3に排気中のPMを検出するPMセンサを設け、該PMセンサの検出
値を用いてフィルタ6におけるPM堆積量を推定することもできる。そして、前回のフィルタ再生処理の実行終了後、PM堆積量の推定値がフィルタ再生処理の実行開始の閾値以上となった時にフィルタ再生処理を再度実行する。
In this embodiment, the
[アッシュ量増大制御]
上記のようなフィルタ再生処理が実行されていない間においては、フィルタ6におけるPM堆積量は徐々に増加する。フィルタ6におけるPM堆積量が増加すると、該フィルタ6より上流側の排気圧力が上昇する。そのため、内燃機関1での圧力損失が増大する。
[Ash increase control]
While the filter regeneration process as described above is not being executed, the PM accumulation amount in the
図2は、フィルタにおけるPM堆積量と圧力損失との関係を示す図である。図2において、横軸はフィルタにおけるPM堆積量を表しており、縦軸は圧力損失を表している。また、図2において、実線は、従来の両者の関係を示しており、破線は、後述するような本実施例に係るアッシュ量増大制御を実行した場合の両者の関係を示している。 FIG. 2 is a diagram illustrating the relationship between the PM accumulation amount and the pressure loss in the filter. In FIG. 2, the horizontal axis represents the PM accumulation amount in the filter, and the vertical axis represents the pressure loss. In FIG. 2, the solid line indicates the relationship between the two in the past, and the broken line indicates the relationship between the two when the ash amount increase control according to the present embodiment as described later is executed.
フィルタにおけるPMの堆積には、フィルタの隔壁に形成された細孔内に堆積する内部堆積と、フィルタの隔壁の表面に堆積する表層堆積とがある。そして、図2における実線で示すように、PMの内部堆積の方が、表層堆積に比べて圧力損失に与える影響が大きい。即ち、同一量のPMが内部堆積した場合と表層堆積した場合との圧力損失を比較した場合、内部堆積した場合の方が圧力損失がより大きくなる。そのため、PMの内部堆積の増加を抑制すれば、圧力損失の増加を抑制することができる。 The PM deposition in the filter includes an internal deposition that is deposited in pores formed in the partition walls of the filter, and a surface layer deposition that is deposited on the surface of the partition walls of the filter. As shown by the solid line in FIG. 2, the internal deposition of PM has a greater effect on the pressure loss than the surface deposition. That is, when comparing the pressure loss between the case where the same amount of PM is deposited internally and the case where it is deposited on the surface layer, the pressure loss is greater in the case of depositing internally. Therefore, if the increase in the internal deposition of PM is suppressed, the increase in pressure loss can be suppressed.
そこで、本実施例では、フィルタ6におけるPMの内部堆積の増加を抑制すべく、フィルタ6が初期状態(即ち、フィルタ6が車両に取り付けられた当初の状態であって、PM堆積量が略零の状態)にある時から該フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達するまでの間に、内燃機関1から排出される排気に含まれるアッシュの量が基準量よりも増大するアッシュ量増大制御を実行する。
Therefore, in this embodiment, in order to suppress the increase in the PM internal accumulation in the
ここで、基準量とは、アッシュ量増大制御が実行されずに内燃機関1が通常運転された場合に、該内燃機関1から排出される排気に含まれるアッシュの量のことである。尚、この基準量は、通常運転としては内燃機関から排出されるアッシュの量が最大になる運転状態で内燃機関1が運転された場合のアッシュの量であってもよい。
Here, the reference amount is the amount of ash contained in the exhaust discharged from the
アッシュ量増大制御が実行されると、フィルタ6に流入するアッシュの量が増加する。フィルタ6に流入したアッシュはある程度内部堆積もするが、その流入量が増加されることでフィルタ6におけるアッシュの表層堆積が促進される。そのため、フィルタ6が初期状態にある時からアッシュ量増大制御が実行されると、PMの内部堆積量が比較的少ないうちにフィルタ6の隔壁の表面上にアッシュの堆積層が形成される。
When the ash amount increase control is executed, the amount of ash flowing into the
フィルタ6の隔壁の表面上にアッシュの堆積層が形成されると、それ以降はPMが隔壁の細孔内に入り込み難くなる。そのため、PMの内部堆積が促進され難くなり、PM堆積のほとんどが表層堆積となる。その結果、図2における破線で示すように、フィルタ6にPMが堆積することによる圧力損失の増加を抑制することが可能となる。
When an ash deposition layer is formed on the surface of the partition wall of the
ただし、上述したように、アッシュは一旦フィルタ6に堆積すると除去することが困難である。従って、アッシュ量増大制御を実行し過ぎると、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値にまで達する時期が過剰に早くなる。
However, as described above, it is difficult to remove ash once deposited on the
そこで、本実施例においては、アッシュ量増大制御を実行する期間を、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達するまでとする。ここで、第一所定アッシュ堆積量とは、フィルタ6の隔壁の表面上にある程度のアッシュの堆積層が形成され
たと判断できる堆積量であって、実験等に基づいて予め定められた値である。このように、アッシュ量増大制御を実行する期間を制限することで、アッシュの過堆積を抑制することができる。
Therefore, in this embodiment, the period during which the ash amount increase control is executed is set until the ash accumulation amount in the
図3は、本実施例に係るアッシュ量増大制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。
FIG. 3 is a flowchart showing a flow of ash amount increase control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the
本フローでは、先ずステップS101において、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが算出される。フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashは、例えば、フィルタ再生処理の実行が終了した時点のフィルタ前後差圧に基づいて算出することができる。フィルタ再生処理の実行が終了した時点では、フィルタ6からはアッシュ以外のPMが除去されており、フィルタ6にほぼアッシュのみが堆積した状態となっている。従って、この時点のフィルタ前後差圧に基づいてフィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashを推定することができる。
In this flow, first, in step S101, the ash accumulation amount Qash in the
また、アッシュは、内燃機関1の潤滑油が気筒内での燃焼に供されることによって生成されるものである。従って、内燃機関1から排出されるアッシュの積算量が増加するにつれて、内燃機関1のオイルパンにおける潤滑油の残量が減少する。そのため、オイルセンサ15によって検出される潤滑油の残量に基づいてフィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashを推定することもできる。
The ash is generated when the lubricating oil of the
次に、ステップS102において、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第一所定アッシュ堆積量Qash1より少ないか否かが判別される。ステップS102において否定判定された場合、即ち、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第一所定アッシュ堆積量Qash1以上となっている場合は、本フローの実行が終了される。
Next, in step S102, it is determined whether or not the ash accumulation amount Qash in the
一方、ステップS102において肯定判定された場合、次にステップS103において、アッシュ量増大制御が実行される。本実施例に係るアッシュ量増大制御とは、具体的には、内燃機関1の筒内負圧を大きくする制御である。例えば、本実施例においては、内燃機関1における燃料噴射を停止する所謂フューエルカット制御の実行中にスロットル弁5の開度を小さくすることで、内燃機関1の吸気行程時の筒内負圧を大きくし、これによってアッシュ量増大制御を実現する。尚、フューエルカット制御の実行中に、スロットル弁5に代えて、アイドルスピードコントロールバルブ(ISCバルブ)の開度を小さくすることで、内燃機関1の筒内負圧を大きくしてもよい。
On the other hand, when a positive determination is made in step S102, ash amount increase control is executed in step S103. The ash amount increase control according to the present embodiment is specifically control for increasing the in-cylinder negative pressure of the
内燃機関1の筒内負圧が大きくなると、ボア壁面とピストンの外周面との間を通って気筒内に引き込まれる潤滑油の量が増加する。これにより、気筒内での燃焼に供される潤滑油の量が増加する。その結果、アッシュの生成量が増加するため、内燃機関1から排出される排気に含まれるアッシュの量が増大される。
When the in-cylinder negative pressure of the
上記の場合、アッシュ量増大制御は、実際には、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第一所定アッシュ堆積量Qash1より少ないときのフューエルカット制御の実行中に実行されることになる。そして、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第一所定アッシュ堆積量Qash1以上となると、アッシュ量増大制御の実行が禁止される。
In the above case, the ash amount increase control is actually executed during the fuel cut control when the ash accumulation amount Qash in the
<実施例2>
[アッシュ量増大制御]
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。以下、本実施例に係るアッシュ量増大制御について実施例1と異なる点を主に説明する。
<Example 2>
[Ash increase control]
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Hereinafter, the points different from the first embodiment regarding the ash amount increase control according to the present embodiment will be mainly described.
本実施例に係るアッシュ量増大制御も、実施例1と同様、内燃機関1の筒内負圧を大きくし、それによって、気筒内での燃焼に供される潤滑油の量を増加させる制御である。この場合、アッシュ量増大制御を実行すると潤滑油の消費量が増加することになる。
As with the first embodiment, the ash amount increasing control according to the present embodiment is also a control that increases the in-cylinder negative pressure of the
そこで、本実施例においては、潤滑油の消費量を抑制すべく、アッシュ量増大制御の実行条件をより制限する。具体的には、フィルタ6におけるPM堆積量が所定PM堆積量より少ないときはアッシュ量増大制御の実行を禁止する。
Therefore, in this embodiment, the execution condition of the ash amount increase control is further limited in order to suppress the consumption amount of the lubricating oil. Specifically, when the PM accumulation amount in the
フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第一所定アッシュ堆積量Qash1より少ないときにおいても、フィルタ6におけるPM堆積量がフィルタ再生処理の実行開始の閾値以上となった場合、フィルタ再生処理が実行される。フィルタ再生処理が実行されると、フィルタ6からアッシュ以外のPMがほとんど除去された状態となる。
Even when the ash accumulation amount Qash in the
ここで、フィルタ6におけるPM堆積量が非常に少ない状態では、フィルタ6に流入したアッシュがフィルタ6の隔壁に形成された細孔をすり抜け易い。そのため、このような状態の時にアッシュ量増大制御を実行しても、フィルタ6の隔壁の表面上にアッシュの堆積層は形成され難い。
Here, in a state where the PM accumulation amount in the
そこで、本実施例においては、上述したように、フィルタ6におけるPM堆積量が所定PM堆積量より少ないときはアッシュ量増大制御の実行を禁止する。ここで、所定PM堆積量とは、アッシュがフィルタ6の隔壁に形成された細孔をすり抜けることが抑制される程度のPM堆積量であって、実験等に基づいて予め定められた値である。尚、この所定PM堆積量は、当然のことながら、フィルタ再生処理の実行開始の閾値よりも小さい値である。
Therefore, in this embodiment, as described above, when the PM accumulation amount in the
これによれば、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達していない場合であっても、アッシュの堆積層が形成され難いときは、アッシュ量増大制御の実行が禁止される。つまり、アッシュの堆積層が形成され易いときにのみアッシュ量増大制御が実行される。従って、アッシュ量増大制御の実行に伴う潤滑油の消費量の増加を抑制することができる。
According to this, even when the ash accumulation amount in the
図4は、本実施例に係るアッシュ量増大制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。尚、本フローは、図3に示すフローチャートにステップS202が追加されたものである。そのため、ステップS202での処理についてのみ説明し、その他のステップでの処理についての説明は省略する。
FIG. 4 is a flowchart showing a flow of ash amount increase control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the
本フローでは、ステップS102において肯定判定された場合、次にステップS202において、フィルタ6におけるPM堆積量Qpmが所定PM堆積量Qpm0以上であるか否かが判別される。尚、フィルタ6におけるPM堆積量Qpmは、上述したように、フィルタ6の前後差圧等に基づいて推定される。
In this flow, if an affirmative determination is made in step S102, it is then determined in step S202 whether or not the PM accumulation amount Qpm in the
そして、ステップS202において否定判定された場合、即ち、フィルタ6におけるPM堆積量Qpmが所定PM堆積量Qpm0より少ない場合は、本フローの実行が終了される。つまり、アッシュ量増大制御の実行が禁止される。一方、ステップS202において肯定判定された場合、次にステップS103においてアッシュ量増大制御が実行される。
When a negative determination is made in step S202, that is, when the PM accumulation amount Qpm in the
<実施例3>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施
例においても、実施例1又は2と同様に、アッシュ量増大制御が実行される。
<Example 3>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, as in the first or second embodiment, the ash amount increase control is executed.
[アッシュ量低減制御]
フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達すると、それ以降はアッシュ量増大制御は行われない。しかしながら、フィルタ6におけるアッシュ堆積量はその後も徐々に増加する。また、アッシュ量増大制御が実行された場合、アッシュ量増大制御が実行されない場合に比べて、車両の総走行距離がより短い段階で、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達する。そのため、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達した時点以降において、内燃機関1がアッシュの排出量が多い運転状態で通常運転された場合に、車両の総走行距離が保証距離に達する以前にフィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達する可能性が高くなる。
[Ash amount reduction control]
When the ash accumulation amount in the
そこで、本実施例では、このようなアッシュの過堆積を抑制すべく、車両の総走行距離が所定判別距離に達した時にフィルタ6におけるアッシュ堆積量が第二所定アッシュ堆積量以上となっていた場合、内燃機関1から排出される排気に含まれるアッシュの量が基準量よりも少なくなるアッシュ量低減制御を実行する。
Therefore, in this embodiment, in order to suppress such excessive accumulation of ash, the ash accumulation amount in the
ここで、第二所定アッシュ堆積量とは、第一所定アッシュ堆積量より多く且つアッシュ堆積量の許容範囲の上限値より少ない量である。また、所定判別距離は、車両の保証走行距離よりも短い距離である。第二所定アッシュ堆積量は所定判別距離に応じて定められた値である。つまり、車両の総走行距離が所定判別距離に達した時にフィルタ6におけるアッシュ堆積量が第二所定アッシュ堆積量であると、その後、アッシュの内燃機関1からの排出量が最大となる運転状態で内燃機関1が通常運転された場合、車両の総走行距離が保証距離となった時点でフィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値となる。このような所定判別距離及び第二所定アッシュ堆積量は、実験等に基づいて求めることができ、ECU10に予め記憶されている。
Here, the second predetermined ash accumulation amount is an amount larger than the first predetermined ash accumulation amount and smaller than the upper limit value of the allowable range of the ash accumulation amount. The predetermined determination distance is a distance shorter than the guaranteed traveling distance of the vehicle. The second predetermined ash accumulation amount is a value determined according to the predetermined determination distance. That is, if the ash accumulation amount in the
アッシュ量低減制御が実行されると、フィルタ6に流入するアッシュの量が減少する。従って、本実施例によれば、アッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達する前に、アッシュ堆積量の増加速度を低減させることができる。そのため、フィルタ6におけるアッシュの過堆積を抑制することができる。つまり、車両の総走行距離が保証距離に達する以前にフィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達することを抑制することができる。
When the ash amount reduction control is executed, the amount of ash flowing into the
図5は、本実施例に係るアッシュ量低減制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。
FIG. 5 is a flowchart illustrating a flow of ash amount reduction control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the
本フローでは、先ずステップS301において、内燃機関1を搭載した車両の総走行距離Dvが所定判別距離Dv0に達したか否かが判別される。ステップS301において否定判定された場合、即ち、車両の総走行距離Dvが所定判別距離Dv0に達していない場合、本フローの実行が一旦終了される。
In this flow, first, in step S301, it is determined whether or not the total travel distance Dv of the vehicle equipped with the
一方、ステップS301において肯定判定された場合、次にステップS302において、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが算出される。ここでのアッシュ堆積量の算出方法は、図3に示すフローチャートのステップS101における算出方法と同様である。
On the other hand, if an affirmative determination is made in step S301, the ash accumulation amount Qash in the
次に、ステップS303において、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第二所定アッシュ堆積量Qash2以上であるか否かが判別される。ステップS303におい
て否定判定された場合、即ち、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第二所定アッシュ堆積量Qash2より少ない場合は、本フローの実行が終了される。
Next, in step S303, it is determined whether or not the ash accumulation amount Qash in the
一方、ステップS303において肯定判定された場合、次にステップS304において、アッシュ量低減制御が実行される。本実施例に係るアッシュ量低減制御とは、具体的には、内燃機関1の筒内負圧を小さくする制御である。例えば、本実施例においては、フューエルカット制御の実行中にスロットル弁5の開度を大きくすることで、内燃機関1の吸気行程時の筒内負圧を小さくし、これによってアッシュ量低減制御を実現する。尚、フューエルカット制御の実行中に、スロットル弁5に代えて、ISCバルブの開度を大きくすることで、内燃機関1の筒内負圧を小さくしてもよい。
On the other hand, when a positive determination is made in step S303, ash amount reduction control is executed in step S304. The ash amount reduction control according to the present embodiment is specifically control for reducing the in-cylinder negative pressure of the
内燃機関1の筒内負圧が小さくなると、ボア壁面とピストンの外周面との間を通って気筒内に引き込まれる潤滑油の量が減少する。これにより、気筒内での燃焼に供される潤滑油の量が減少する。その結果、アッシュの生成量が減少するため、内燃機関1から排出される排気に含まれるアッシュの量が低減される。
When the in-cylinder negative pressure of the
上記の場合、アッシュ量低減制御は、実際には、フィルタ6におけるアッシュ堆積量Qashが第二所定アッシュ堆積量Qash2以上のときのフューエルカット制御の実行中に実行されることになる。
In the above case, the ash amount reduction control is actually executed during the fuel cut control when the ash accumulation amount Qash in the
図6は、車両の総走行距離に対するフィルタ6におけるアッシュ堆積量の推移を示す図である。図6において、横軸は車両の総走行距離を表しており、縦軸はフィルタ6におけるアッシュ堆積量を表している。また、図6において、一点鎖線は、フィルタ6が初期状態の時からアッシュの排出量が最大となる運転状態で内燃機関1が継続して通常運転された場合のフィルタ6におけるアッシュ堆積量の推移を示している。この場合、図6に示すように、車両の総走行距離が保証距離に達した時点で、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値となる。
FIG. 6 is a diagram showing the transition of the ash accumulation amount in the
本実施例では、フィルタ6が初期状態の時から、即ち、車両の総走行距離が零の時点から、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量Qash1に達するまでの間にアッシュ量増大制御が実行される。そして、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一アッシュ所定堆積量Qash1に達した時点以降は、アッシュ量増大制御は行われず、内燃機関1が通常運転される。
In this embodiment, the ash amount increases from the time when the
ここで、図6において、L1は、アッシュ量増大制御の実行期間の終了後にアッシュの排出量が比較的少ない運転状態で内燃機関1が通常運転された場合のフィルタ6におけるアッシュ堆積量の推移を示している。一方、L2は、アッシュ量増大制御の実行期間の終了後にアッシュの排出量が最大となる運転状態で内燃機関1が通常運転された場合のフィルタ6におけるアッシュ堆積量の推移を示している。
Here, in FIG. 6, L1 represents a transition of the ash accumulation amount in the
フィルタ6におけるアッシュ堆積量がL1で示すように推移した場合、車両の総走行距離が保証距離に達した時点でもアッシュ堆積量は許容範囲の上限値には達しない。一方、フィルタ6におけるアッシュ堆積量がL2で示すように推移した場合、車両の総走行距離が保証距離に達する以前にアッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達してしまう。この場合、車両の総走行距離が所定判別距離Dv0に達した時点でのフィルタ6におけるアッシュ堆積量が第二所定アッシュ堆積量Qash2以上となっている。
When the ash accumulation amount in the
そのため、本実施例では、この場合、車両の総走行距離が所定判別距離Dv0に達した時点からアッシュ量低減制御が実行される。図6におけるL3が、このアッシュ量低減制御を実行した場合のフィルタ6におけるアッシュ堆積量の推移を示している。このL3に
示すように、アッシュ量低減制御が実行されることで、フィルタ6におけるアッシュ堆積量の増加速度が小さくなる。その結果、車両の走行距離が保証距離に達する以前にフィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達することが抑制される。
Therefore, in this embodiment, in this case, the ash amount reduction control is executed from the time when the total travel distance of the vehicle reaches the predetermined determination distance Dv0. L3 in FIG. 6 indicates the transition of the ash accumulation amount in the
尚、本実施例においては、アッシュ量低減制御の実行を開始してから、車両の総走行距離とフィルタ6におけるアッシュ堆積量とが図6における一点鎖線上に表される値に達した時にアッシュ量低減制御の実行を停止してもよい。車両の総走行距離とフィルタ6におけるアッシュ堆積量とが図6における一点鎖線上に表される値に達すれば、その後、アッシュの排出量が最大となる運転状態で内燃機関1が通常運転された場合であっても、車両の総走行距離が保証距離に達する以前にフィルタ6におけるアッシュ堆積量が許容範囲の上限値に達することが抑制される。
In this embodiment, after the execution of the ash amount reduction control is started, the ash amount is reached when the total travel distance of the vehicle and the ash accumulation amount in the
また、車両の総走行距離に関わらず、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量より多く且つ許容範囲の上限値より少ない所定のアッシュ堆積量に達したときにアッシュ量低減制御を実行することで、アッシュの過堆積を抑制してもよい。
Further, the ash amount reduction control is executed when the ash accumulation amount in the
<実施例4>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1又は2と同様に、アッシュ量増大制御が実行される。以下、本実施例に係るアッシュ量低減制御について実施例3と異なる点を主に説明する。
<Example 4>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, as in the first or second embodiment, the ash amount increase control is executed. Hereinafter, the difference from the third embodiment regarding the ash amount reduction control according to the present embodiment will be mainly described.
[アッシュ量低減制御]
本実施例に係るアッシュ量低減制御も、実施例3と同様、内燃機関1の筒内負圧を小さくし、それによって、気筒内での燃焼に供される潤滑油の量を減少させる制御である。この場合、アッシュ量低減制御を実行するとエンジンブレーキの効果が小さくなる(即ち、エンジンブレーキの効きが弱くなる)。
[Ash amount reduction control]
As with the third embodiment, the ash amount reduction control according to the present embodiment is a control that reduces the in-cylinder negative pressure of the
そこで、本実施例においては、エンジンブレーキの効果が小さくなる時期の発生頻度を抑制すべく、アッシュ量低減制御の実行条件をより制限する。具体的には、フィルタ6におけるPM堆積量が所定PM堆積量より少ないときはアッシュ量低減制御の実行を禁止する。ここで、所定PM堆積量とは、実施例2に係る所定PM堆積量と同様、アッシュがフィルタ6の隔壁に形成された細孔をすり抜けることが抑制される程度のPM堆積量である。
Therefore, in this embodiment, the execution condition of the ash amount reduction control is further limited in order to suppress the occurrence frequency of the period when the effect of the engine brake becomes small. Specifically, when the PM accumulation amount in the
これによれば、車両の総走行距離が所定判別距離に達した時点でフィルタ6におけるアッシュ堆積量が第二所定アッシュ堆積量以上であっても、アッシュ堆積量が増加し難いときは、アッシュ量低減制御の実行が禁止される。つまり、図6に示すようなアッシュ量低減制御の実行期間中において、アッシュの堆積層が形成され易いときにのみアッシュ量低減制御が実行される。従って、エンジンブレーキの効果が小さくなる時期の発生頻度を抑制することができる。
According to this, when the ash accumulation amount in the
図7は、本実施例に係るアッシュ量低減制御のフローを示すフローチャートである。本フローは、ECU10に予め記憶されており、ECU10によって繰り返し実行される。尚、本フローは、図5に示すフローチャートにステップS404が追加されたものである。そのため、ステップS404での処理についてのみ説明し、その他のステップでの処理についての説明は省略する。
FIG. 7 is a flowchart illustrating a flow of ash amount reduction control according to the present embodiment. This flow is stored in advance in the
本フローでは、ステップS303において肯定判定された場合、次にステップS404において、フィルタ6におけるPM堆積量Qpmが所定PM堆積量Qpm0以上であるか否かが判別される。尚、ここでも、フィルタ6におけるPM堆積量Qpmは、上述したよ
うに、フィルタ6の前後差圧等に基づいて推定される。
In this flow, if an affirmative determination is made in step S303, it is then determined in step S404 whether or not the PM accumulation amount Qpm in the
そして、ステップS404において否定判定された場合、即ち、フィルタ6におけるPM堆積量Qpmが所定PM堆積量Qpm0より少ない場合は、ステップS404の処理が再度実行される。つまり、アッシュ量低減制御の実行が禁止される。一方、ステップS404において肯定判定された場合、次にステップS304においてアッシュ量低減制御が実行される。
If a negative determination is made in step S404, that is, if the PM accumulation amount Qpm in the
<実施例5>
本実施例に係る内燃機関の吸排気系の概略構成は実施例1と同様である。また、本実施例においても、実施例1又は2と同様に、アッシュ量増大制御が実行される。
<Example 5>
The schematic configuration of the intake and exhaust system of the internal combustion engine according to the present embodiment is the same as that of the first embodiment. Also in the present embodiment, as in the first or second embodiment, the ash amount increase control is executed.
[排気流量低減制御]
フィルタ6に流入する排気の流量が多い場合、フィルタ6に流入したアッシュが該フィルタ6の上流部分に留まらずにその下流部分に流れ込み易くなる。そのため、フィルタ6の上流部分よりもその下流部分にアッシュがより堆積し易くなる。従って、アッシュ量増大制御を実行することでフィルタ6の隔壁の表面上に形成されるアッシュの堆積層が不均一になり易い。
[Exhaust flow reduction control]
When the flow rate of the exhaust gas flowing into the
また、フィルタ再生処理の実行中はフィルタ6が高温となるため、アッシュが凝集して安定した状態となり易い。そこで、本実施例においては、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達するまでの間において、フィルタ6に流入する排気の流量を基準流量よりも低減させる排気流量低減制御を実行する。そして、このときに排気流量低減制御の実行期間を、上述したようにフューエルカット制御の実行中に実行されるアッシュ量増大制御の実行開始の時点から、該アッシュ量増大制御の実行終了後に実行されるフィルタ再生処理の実行終了までの間とする。
In addition, since the
ここで、基準流量とは、排気流量低減制御が実行されずに内燃機関1が通常運転された場合に、フィルタ6に流入する排気の流量のことである。
Here, the reference flow rate is the flow rate of the exhaust gas flowing into the
これによれば、アッシュ量増大制御を実行することで増大したフィルタ6内のアッシュが、該フィルタ6の下流部分に集中して堆積することを抑制することができる。また、フィルタ6に流入したアッシュが凝集するタイミング、即ちアッシュの堆積層が安定して形成され易いタイミングでフィルタ6に流入する排気の流量が低減される。
According to this, it is possible to suppress the ash in the
図8は、アッシュ量増大制御を実行することでフィルタの隔壁の表面上に形成されるアッシュの堆積層の状態を示す図である。図8(a)は、排気流量低減制御を実行していない場合のアッシュの堆積層の状態を示しており、図8(b)は、本実施例に係る排気流量低減制御を実行した場合のアッシュの堆積層の状態を示している。 FIG. 8 is a diagram showing the state of the ash deposition layer formed on the surface of the partition wall of the filter by executing the ash amount increase control. FIG. 8A shows the state of the ash accumulation layer when the exhaust flow rate reduction control is not executed, and FIG. 8B shows the case when the exhaust flow rate reduction control according to this embodiment is executed. The state of the ash deposition layer is shown.
図8(b)に示すように、上記のような排気流量低減制御を実行することで、フィルタ6の上流側部分から下流側部分にかけて、該フィルタ6の隔壁の表面上にアッシュの堆積層をより均一に形成することが可能となる。これにより、フィルタ6の上流側部分においても、PMの内部堆積の増加をより抑制することができる。従って、本実施例によれば、PMの内部堆積をより効果的に抑制することができる。
As shown in FIG. 8B, by performing the exhaust flow rate reduction control as described above, an ash deposition layer is formed on the surface of the partition wall of the
尚、排気流量低減制御の実行期間は必ずしも上記の期間に限られるものではない。例えば、フィルタ6におけるアッシュ堆積量が第一所定アッシュ堆積量に達するまでの間、継続的に排気流量低減制御を実行してもよい。
The execution period of the exhaust flow rate reduction control is not necessarily limited to the above period. For example, the exhaust flow rate reduction control may be continuously executed until the ash accumulation amount in the
1・・・内燃機関
2・・・吸気通路
3・・・排気通路
4・・・エアフローメータ
5・・・スロットル弁
6・・・パティキュレートフィルタ
7・・・酸化触媒
8・・・燃料添加弁
10・・ECU
13・・差圧センサ
14・・排気温度センサ
15・・オイルセンサ
16・・吸気圧センサ
DESCRIPTION OF
13 ....
Claims (8)
前記フィルタが初期状態にある時から前記フィルタにおけるアッシュ堆積量が所定アッシュ堆積量に達するまでの間に、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量が基準量よりも増大するアッシュ量増大制御を実行する内燃機関の排気浄化システム。 A filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust;
The amount of ash included in the exhaust discharged from the internal combustion engine increases from the reference amount between the time when the filter is in the initial state and the time when the amount of ash accumulated in the filter reaches a predetermined amount of ash. An exhaust purification system for an internal combustion engine that executes control.
前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量が所定PM堆積量より少ないときは前記アッシュ量増大制御の実行を禁止する請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。 The ash amount increasing control is control for increasing the in-cylinder negative pressure of the internal combustion engine,
2. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein execution of the ash amount increase control is prohibited when the accumulation amount of particulate matter in the filter is smaller than a predetermined PM accumulation amount.
前記フィルタにおけるアッシュ堆積量が、前記第一所定アッシュ堆積量より多く且つアッシュ堆積量の許容範囲の上限値より少ない第二所定アッシュ堆積量以上となった場合、内燃機関から排出される排気に含まれるアッシュの量が前記基準量よりも少なくなるアッシュ量低減制御を実行する請求項1又は2に記載の内燃機関の排気浄化システム。 The predetermined ash accumulation amount is a first predetermined ash accumulation amount,
Included in the exhaust discharged from the internal combustion engine when the ash accumulation amount in the filter is greater than the first predetermined ash accumulation amount and greater than or equal to a second predetermined ash accumulation amount that is less than the upper limit value of the allowable ash accumulation amount. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1 or 2, wherein an ash amount reduction control is performed so that an ash amount to be reduced is smaller than the reference amount.
前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量が所定PM堆積量より少ないときは前記アッシュ量低減制御の実行を禁止する請求項3又は4に記載の内燃機関の排気浄化システム。 The ash amount reduction control is control for reducing the in-cylinder negative pressure of the internal combustion engine,
The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 3 or 4, wherein execution of the ash amount reduction control is prohibited when the amount of particulate matter deposited on the filter is less than a predetermined amount of PM deposited.
前記アッシュ量増大制御の実行開始の時点から、該アッシュ量増大制御の実行終了後に実行される前記フィルタ再生処理の実行終了までの間、前記排気流量低減制御を実行する請求項6に記載の内燃機関の排気浄化システム。 A filter regeneration processing execution unit that performs a filter regeneration process for oxidizing and removing particulate matter other than ash deposited on the filter by increasing the temperature of the filter;
The internal combustion engine according to claim 6, wherein the exhaust gas flow reduction control is executed from a start time of execution of the ash amount increase control to an end of execution of the filter regeneration process executed after the execution of the ash amount increase control. Engine exhaust purification system.
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JP2013009156A JP2014141890A (en) | 2013-01-22 | 2013-01-22 | Exhaust emission control system for internal combustion engine |
Publications (1)
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Family
ID=51423382
Family Applications (1)
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JP (1) | JP2014141890A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2018090210A (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 豊田合成株式会社 | Air-conditioning register |
-
2013
- 2013-01-22 JP JP2013009156A patent/JP2014141890A/en active Pending
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JP2018090210A (en) * | 2016-12-07 | 2018-06-14 | 豊田合成株式会社 | Air-conditioning register |
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