JP2018173048A - Control device of internal combustion engine - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To exfoliate ash from a filter.SOLUTION: A control device 200 of an internal combustion engine 100 comprises an adhesion force estimation part for estimating an adhesion force of ash on the basis of a parameter which is in a correlation relationship with the adhesion force of the ash which adheres to a filter 71, and a pressure wave creation control part for creating a pressure wave propagating in an exhaust passage 42 toward an upstream side of an exhaust flow direction from a shut valve 44 by temporarily blocking the exhaust passage 42 by the shut valve 44. When temporarily blocking the exhaust passage 42 by the shut valve 44, the pressure wave creation control part controls a flow rate of exhaust emission which is discharged from an engine main body 1, or controls an operation speed of the shut valve 44.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、内燃機関の制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for an internal combustion engine.

特許文献1には、従来の内燃機関の制御装置として、パティキュレートフィルタに堆積して付着したアッシュをパティキュレートフィルタから剥離させるために、パティキュレートフィルタよりも排気流れ方向下流側の排気通路に設けたシャット弁を開閉させるように構成されたものが開示されている。   In Patent Document 1, as a control device for a conventional internal combustion engine, an ash deposited and adhered to a particulate filter is provided in an exhaust passage downstream of the particulate filter in the exhaust flow direction in order to peel off the ash from the particulate filter. Further, there is disclosed a configuration that opens and closes a shut valve.

特開2014−051896号公報JP 2014-051896 A

しかしながら、前述した特許文献1のものは、パティキュレートフィルタに付着したアッシュの付着力を考慮していなかったため、シャット弁を開閉させてもアッシュをパティキュレートフィルタから十分に剥離させることができないおそれがあった。   However, since the thing of patent document 1 mentioned above did not consider the adhesion force of the ash adhering to a particulate filter, even if it opens and closes a shut valve, there exists a possibility that an ash cannot fully be peeled from a particulate filter. there were.

本発明はこのような問題点に着目してなされたものであり、アッシュをパティキュレートフィルタから剥離させることを目的とする。   The present invention has been made paying attention to such a problem, and an object thereof is to peel off ash from a particulate filter.

上記課題を解決するために、本発明のある態様によれば、機関本体と、機関本体の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、フィルタよりも排気流れ方向下流側の前記排気通路に設けられて排気通路を閉塞させるシャット弁と、を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置が、フィルタに付着したアッシュの付着力と相関関係にあるパラメータに基づいて、アッシュの付着力を推定する付着力推定部と、シャット弁によって排気通路を一時的に閉塞することで、排気通路をシャット弁から排気流れ方向上流側に向かって伝播する圧力波を生成する圧力波生成制御部と、を備える。そして圧力波生成制御部が、シャット弁によって排気通路を一時的に閉塞するときは、アッシュの付着力に基づいて、機関本体から排出される排気の流量を制御するか、又はシャット弁の作動速度を制御するように構成される。   In order to solve the above problems, according to an aspect of the present invention, an engine main body, a filter provided in an exhaust passage of the engine main body for collecting particulate matter in the exhaust, and an exhaust flow direction downstream from the filter An internal combustion engine control device for controlling an internal combustion engine provided with a shut valve provided in the exhaust passage on the side for closing the exhaust passage is based on a parameter correlated with the adhesion force of the ash attached to the filter Then, an adhesion force estimation unit that estimates the adhesion force of ash and a shut valve temporarily closes the exhaust passage to generate a pressure wave that propagates the exhaust passage from the shut valve toward the upstream side in the exhaust flow direction. A pressure wave generation control unit. When the pressure wave generation control unit temporarily closes the exhaust passage by the shut valve, it controls the flow rate of the exhaust discharged from the engine body based on the adhesion force of the ash, or the operating speed of the shut valve Configured to control.

本発明のこの態様によれば、アッシュをパティキュレートフィルタから剥離させることができる。   According to this aspect of the present invention, the ash can be peeled off from the particulate filter.

図1は、本発明の第1実施形態による内燃機関及び内燃機関を制御する電子制御ユニットの概略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine and an electronic control unit that controls the internal combustion engine according to the first embodiment of the present invention. 図2Aは、パティキュレートフィルタの正面図である。FIG. 2A is a front view of the particulate filter. 図2Bは、パティキュレートフィルタの側面断面図である。FIG. 2B is a side cross-sectional view of the particulate filter. 図3は、本発明の第1実施形態による圧力変動量の制御について説明するフローチャートである。FIG. 3 is a flowchart for explaining control of the pressure fluctuation amount according to the first embodiment of the present invention. 図4は、フィルタ再生制御の合計実施時間に基づいて、アッシュ付着力を推定するためのテーブルである。FIG. 4 is a table for estimating the ash adhesion force based on the total execution time of the filter regeneration control. 図5Aは、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできるシャット弁44を使用している場合の圧力波生成処理の内容について説明するフローチャートである。FIG. 5A is a flowchart for explaining the content of the pressure wave generation process when the shut valve 44 that can make the shortest opening / closing time Tmin to be equal to or less than the pulsation interval Tpul is used. 図5Bは、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできないシャット弁44を使用している場合の圧力波生成処理の内容について説明するフローチャートである。FIG. 5B is a flowchart for explaining the content of the pressure wave generation process when the shut valve 44 that cannot make the shortest opening / closing time Tmin less than or equal to the pulsation interval Tpul is used. 図6は、アッシュ付着力に基づいて、シャット弁によって排気通路を一時的に閉塞する前の目標排気流速tV1を設定するためのテーブルである。FIG. 6 is a table for setting the target exhaust flow velocity tV1 before the exhaust passage is temporarily closed by the shut valve based on the ash adhesion force. 図7は、アッシュ付着力に基づいて、シャット弁によって排気通路を一時的に閉塞するときのシャット弁44の作動速度を設定するためのテーブルである。FIG. 7 is a table for setting the operating speed of the shut valve 44 when the exhaust passage is temporarily closed by the shut valve based on the ash adhesion force. 図8は、本発明の第2実施形態による圧力変動量の制御について説明するフローチャートである。FIG. 8 is a flowchart for explaining control of the pressure fluctuation amount according to the second embodiment of the present invention.

以下、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、以下の説明では、同様な構成要素には同一の参照番号を付す。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, the same reference numerals are assigned to similar components.

(第1実施形態)
図1は、本発明の第1実施形態による内燃機関100及び内燃機関100を制御する電子制御ユニット200の概略構成図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an internal combustion engine 100 and an electronic control unit 200 that controls the internal combustion engine 100 according to a first embodiment of the present invention.

内燃機関100は、機関本体1と、燃料噴射装置2と、吸気装置3と、排気装置4と、を備える。   The internal combustion engine 100 includes an engine body 1, a fuel injection device 2, an intake device 3, and an exhaust device 4.

機関本体1は、各気筒10に形成される燃焼室内で燃料を圧縮自己着火燃焼させて、例えば車両などを駆動するための動力を発生させる。   The engine body 1 compresses and ignites fuel in a combustion chamber formed in each cylinder 10 to generate power for driving a vehicle, for example.

燃料噴射装置2は、電子制御式の燃料噴射弁20と、コモンレール21と、サプライポンプ22と、燃料タンク23とを備え、燃料噴射弁20から噴射する燃料の噴射量(噴射時間)、噴射圧及び噴射時期を変更することができるように構成されている。   The fuel injection device 2 includes an electronically controlled fuel injection valve 20, a common rail 21, a supply pump 22, and a fuel tank 23. The fuel injection amount (injection time) and the injection pressure of fuel injected from the fuel injection valve 20 are as follows. And it is comprised so that injection timing can be changed.

燃料噴射弁20は、各気筒10の燃焼室に臨むように各気筒10に1つ設けられる。燃料噴射弁20の開弁時間(噴射時間)及び開弁時期(噴射時期)は電子制御ユニット200からの制御信号によって変更され、燃料噴射弁20が開弁されると燃料噴射弁20から燃焼室内に燃料が噴射される。各燃料噴射弁20は、インジェクションパイプ24を介してコモンレール21に接続される。   One fuel injection valve 20 is provided in each cylinder 10 so as to face the combustion chamber of each cylinder 10. The valve opening time (injection time) and the valve opening timing (injection timing) of the fuel injection valve 20 are changed by a control signal from the electronic control unit 200, and when the fuel injection valve 20 is opened, the fuel injection valve 20 opens to the combustion chamber. Fuel is injected into the tank. Each fuel injection valve 20 is connected to the common rail 21 via an injection pipe 24.

コモンレール21は、圧送パイプ25を介して燃料タンク23に接続される。圧送パイプ25の途中には、燃料タンク23に貯蔵された燃料を加圧してコモンレール21に供給するためのサプライポンプ22が設けられる。コモンレール21は、サプライポンプ22から圧送されてきた高圧燃料を一時的に貯蔵する。燃料噴射弁20が開弁されると、コモンレール21に貯蔵された高圧燃料がインジェクションパイプ24を介して燃料噴射弁20から燃焼室内に噴射される。コモンレール21には、コモンレール21内の燃料圧力(以下「レール圧力」という。)、すなわち燃料噴射弁20から燃焼室内に噴射される燃料の圧力(噴射圧)を検出するためのレール圧センサ211が設けられる。   The common rail 21 is connected to the fuel tank 23 via a pressure feed pipe 25. A supply pump 22 for pressurizing the fuel stored in the fuel tank 23 and supplying it to the common rail 21 is provided in the middle of the pressure feeding pipe 25. The common rail 21 temporarily stores the high-pressure fuel pumped from the supply pump 22. When the fuel injection valve 20 is opened, the high-pressure fuel stored in the common rail 21 is injected from the fuel injection valve 20 into the combustion chamber via the injection pipe 24. The common rail 21 has a rail pressure sensor 211 for detecting the fuel pressure in the common rail 21 (hereinafter referred to as “rail pressure”), that is, the pressure (injection pressure) of fuel injected from the fuel injection valve 20 into the combustion chamber. Provided.

サプライポンプ22は、吐出量を変更することができるように構成されており、サプライポンプ22の吐出量は、電子制御ユニット200からの制御信号によって変更される。サプライポンプ22の吐出量を制御することで、コモンレール21内の燃料圧力(レール圧力)、すなわち燃料噴射弁20の噴射圧が制御される。   The supply pump 22 is configured to be able to change the discharge amount, and the discharge amount of the supply pump 22 is changed by a control signal from the electronic control unit 200. By controlling the discharge amount of the supply pump 22, the fuel pressure (rail pressure) in the common rail 21, that is, the injection pressure of the fuel injection valve 20 is controlled.

吸気装置3は、筒内に吸気を導くための装置であって、吸気通路30と、吸気マニホールド31と、EGR(Exhaust Gas Recirculation)通路32と、を備える。   The intake device 3 is a device for guiding intake air into a cylinder, and includes an intake passage 30, an intake manifold 31, and an EGR (Exhaust Gas Recirculation) passage 32.

吸気通路30は、一端がエアクリーナ34に接続され、他端が吸気マニホールド31の吸気コレクタ31aに接続される。吸気通路30には、上流から順にエアフローメータ212、可変容量型の排気ターボチャージャ5のコンプレッサ51、インタークーラ35及び吸気絞り弁36が設けられる。   One end of the intake passage 30 is connected to the air cleaner 34, and the other end is connected to the intake collector 31 a of the intake manifold 31. In the intake passage 30, an air flow meter 212, a compressor 51 of the variable displacement type exhaust turbocharger 5, an intercooler 35, and an intake throttle valve 36 are provided in order from the upstream.

エアフローメータ212は、エアクリーナ34を介して吸気通路30に吸入された吸気の流量(以下「吸気量」という。)を検出する。   The air flow meter 212 detects the flow rate of intake air (hereinafter referred to as “intake amount”) taken into the intake passage 30 via the air cleaner 34.

コンプレッサ51は、コンプレッサハウジング51aと、コンプレッサハウジング51a内に配置されたコンプレッサホイール51bと、を備える。コンプレッサホイール51bは、同軸上に取り付けられた排気ターボチャージャ5のタービンホイール52bによって回転駆動され、コンプレッサハウジング51a内に流入してきた吸気を圧縮して吐出する。排気ターボチャージャ5のタービン52には、タービンホイール52bの回転速度を制御するための可変ノズル52cが設けられており、可変ノズル52cによってタービンホイール52bの回転速度が制御されることで、コンプレッサハウジング51a内から吐出される吸気の圧力(過給圧)が制御される。   The compressor 51 includes a compressor housing 51a and a compressor wheel 51b disposed in the compressor housing 51a. The compressor wheel 51b is rotationally driven by the turbine wheel 52b of the exhaust turbocharger 5 mounted on the same axis, and compresses and discharges the intake air flowing into the compressor housing 51a. The turbine 52 of the exhaust turbocharger 5 is provided with a variable nozzle 52c for controlling the rotational speed of the turbine wheel 52b. By controlling the rotational speed of the turbine wheel 52b by the variable nozzle 52c, the compressor housing 51a. The pressure (supercharging pressure) of the intake air discharged from the inside is controlled.

インタークーラ35は、コンプレッサ51によって圧縮されて高温になった吸気を、例えば走行風や冷却水などによって冷却するための熱交換器である。   The intercooler 35 is a heat exchanger that cools the intake air that has been compressed by the compressor 51 to a high temperature, for example, with traveling wind or cooling water.

スロットル弁36は、吸気通路30の通路断面積を変化させることで、吸気マニホールド31に導入する吸気量を調整する。吸気絞り弁36は、スロットルアクチュエータ36aによって開閉駆動され、スロットルセンサ213によってその開度(吸気絞り弁開度)が検出される。   The throttle valve 36 adjusts the amount of intake air introduced into the intake manifold 31 by changing the cross-sectional area of the intake passage 30. The intake throttle valve 36 is driven to open and close by a throttle actuator 36a, and its opening (intake throttle valve opening) is detected by a throttle sensor 213.

吸気マニホールド31は、機関本体1に接続され、吸気通路30から流入してきた吸気を各気筒10に均等に分配する。吸気マニホールド31の吸気コレクタ31aには、筒内に吸入される吸気の圧力(吸気圧)を検出するための吸気圧センサ214と、筒内に吸入される吸気の温度(吸気温)を検出するための吸気温センサ215と、が設けられる。   The intake manifold 31 is connected to the engine body 1 and distributes the intake air flowing in from the intake passage 30 to each cylinder 10 evenly. An intake collector 31a of the intake manifold 31 detects an intake pressure sensor 214 for detecting the pressure of intake air (intake pressure) sucked into the cylinder and a temperature of intake air (intake air temperature) sucked into the cylinder. An intake air temperature sensor 215 is provided.

EGR通路32は、排気マニホールド41と吸気マニホールド31の吸気コレクタ31aとを連通し、各気筒10から排出された排気の一部を圧力差によって吸気コレクタ31aに戻すための通路である。以下、EGR通路32に流入した排気のことを「EGRガス」という。EGRガスを吸気コレクタ31a、ひいては各気筒10に還流させることで、燃焼温度を低減させて窒素酸化物(NOx)の排出を抑えることができる。EGR通路32には、上流から順にEGRクーラ37と、EGR弁38と、が設けられる。   The EGR passage 32 communicates the exhaust manifold 41 and the intake collector 31a of the intake manifold 31, and is a passage for returning a part of the exhaust discharged from each cylinder 10 to the intake collector 31a by a pressure difference. Hereinafter, the exhaust gas flowing into the EGR passage 32 is referred to as “EGR gas”. By recirculating the EGR gas to the intake collector 31a and thus to each cylinder 10, the combustion temperature can be reduced and the emission of nitrogen oxides (NOx) can be suppressed. The EGR passage 32 is provided with an EGR cooler 37 and an EGR valve 38 in order from the upstream.

EGRクーラ37は、EGRガスを、例えば走行風や冷却水などによって冷却するための熱交換器である。   The EGR cooler 37 is a heat exchanger for cooling the EGR gas with, for example, traveling wind or cooling water.

EGR弁38は、連続的又は段階的に開度を調整することができる電磁弁であり、その開度は電子制御ユニット200によって制御される。EGR弁38の開度を制御して吸気コレクタ31aに還流させるEGRガスの流量を調節することで、EGR率(吸気中に占めるEGRガスの割合)が制御される。   The EGR valve 38 is an electromagnetic valve whose opening degree can be adjusted continuously or stepwise, and the opening degree is controlled by the electronic control unit 200. By controlling the opening degree of the EGR valve 38 and adjusting the flow rate of the EGR gas that is recirculated to the intake collector 31a, the EGR rate (the ratio of EGR gas in the intake air) is controlled.

排気装置4は、筒内の排気を外部に排出するための装置であって、排気マニホールド41と、排気通路42と、を備える。   The exhaust device 4 is a device for discharging the exhaust in the cylinder to the outside, and includes an exhaust manifold 41 and an exhaust passage 42.

排気マニホールド41は、機関本体1に接続されており、各気筒10から排出された排気を纏めて排気通路42に導入する。   The exhaust manifold 41 is connected to the engine body 1 and collectively introduces exhaust discharged from each cylinder 10 into the exhaust passage 42.

排気通路42には、上流から順に排気ターボチャージャ5のタービン52と、排気後処理装置43と、シャット弁44と、が設けられる。   The exhaust passage 42 is provided with a turbine 52 of the exhaust turbocharger 5, an exhaust aftertreatment device 43, and a shut valve 44 in order from the upstream.

タービン52は、タービンハウジング52aと、タービンハウジング52a内に配置されたタービンホイール52bと、を備える。タービンホイール52bは、タービンハウジング52a内に流入してきた排気のエネルギによって回転駆動され、同軸上に取り付けられたコンプレッサホイール51bを駆動する。   The turbine 52 includes a turbine housing 52a and a turbine wheel 52b disposed in the turbine housing 52a. The turbine wheel 52b is rotationally driven by the energy of the exhaust gas flowing into the turbine housing 52a, and drives the compressor wheel 51b attached on the same axis.

タービンホイール52bの外側には、前述した可変ノズル52cが設けられている。可変ノズル52cは絞り弁として機能し、可変ノズル52cのノズル開度(弁開度)は電子制御ユニット200によって制御される。可変ノズル52cのノズル開度を変化させることでタービンホイール52bを駆動する排気の流速をタービンハウジング52a内で変化させることができる。すなわち、可変ノズル52cのノズル開度を変化させることで、タービンホイール52bの回転速度を変化させて吸気圧(過給圧)を変化させることができる。具体的には、可変ノズル52cのノズル開度を小さくする(可変ノズル52cを絞る)と、排気の流速が上がってタービンホイール52bの回転速度が増大し、吸気圧が増大する。   The variable nozzle 52c described above is provided outside the turbine wheel 52b. The variable nozzle 52 c functions as a throttle valve, and the nozzle opening (valve opening) of the variable nozzle 52 c is controlled by the electronic control unit 200. By changing the nozzle opening degree of the variable nozzle 52c, the flow rate of the exhaust gas that drives the turbine wheel 52b can be changed in the turbine housing 52a. That is, by changing the nozzle opening degree of the variable nozzle 52c, the intake wheel pressure (supercharging pressure) can be changed by changing the rotational speed of the turbine wheel 52b. Specifically, when the nozzle opening of the variable nozzle 52c is reduced (the variable nozzle 52c is throttled), the exhaust flow rate increases, the rotational speed of the turbine wheel 52b increases, and the intake pressure increases.

排気後処理装置43は、機関本体1から排出される排気中の有害物質を取り除いた上で排気を外気に排出するための装置であって、触媒装置61と、ウォールフロー型のパティキュレートフィルタ71と、を備える。   The exhaust aftertreatment device 43 is a device for removing the harmful substances in the exhaust discharged from the engine body 1 and discharging the exhaust to the outside air. The exhaust aftertreatment device 43 is a catalyst device 61 and a wall flow type particulate filter 71. And comprising.

触媒装置61は、担体に排気浄化触媒を担持させたものである。排気浄化触媒は、例えば酸化触媒(二元触媒)や三元触媒であり、これらに限らず内燃機関100の種類や用途に応じて適当な触媒を用いることができる。本実施形態では、排気浄化触媒として酸化触媒を用いる。排気浄化触媒として酸化触媒を用いた場合は、排気中の有害物質であるハイドロカーボン(HC)及び一酸化炭素(CO)が酸化触媒によって酸化除去される。   The catalyst device 61 has an exhaust purification catalyst supported on a carrier. The exhaust purification catalyst is, for example, an oxidation catalyst (two-way catalyst) or a three-way catalyst, and is not limited to these, and an appropriate catalyst can be used depending on the type and application of the internal combustion engine 100. In this embodiment, an oxidation catalyst is used as the exhaust purification catalyst. When an oxidation catalyst is used as the exhaust purification catalyst, hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO), which are harmful substances in the exhaust, are oxidized and removed by the oxidation catalyst.

パティキュレートフィルタ71は、その内部に導入された排気中のパティキュレート(粒子状物質)を捕集する。   The particulate filter 71 collects particulates (particulate matter) in the exhaust gas introduced therein.

図2A及び図2Bは、ウォールフロー型のパティキュレートフィルタ71の構造について説明する図である。図2Aはパティキュレートフィルタ71の正面図であり、図2Bはパティキュレートフィルタ71の側面断面図である。   2A and 2B are diagrams for explaining the structure of the wall flow type particulate filter 71. FIG. 2A is a front view of the particulate filter 71, and FIG. 2B is a side sectional view of the particulate filter 71.

図2A及び図2Bに示すように、パティキュレートフィルタ71はハニカム構造をしており、互いに平行に延びる複数個の排気流通路711,712と、排気流通路711,712を互いに隔てる隔壁713と、を備える。   2A and 2B, the particulate filter 71 has a honeycomb structure, and a plurality of exhaust flow passages 711 and 712 extending in parallel with each other, and a partition wall 713 that separates the exhaust flow passages 711 and 712 from each other, Is provided.

本実施形態では、排気流通路711,712は、上流端が開放されかつ下流端が栓715により閉塞された排気流入通路711と、上流端が栓714により閉塞されかつ下流端が開放された排気流出通路712と、により構成される。なお、図2Aにおいてハッチングを付した部分が栓714を示す。したがって、排気流入通路711及び排気流出通路712は薄肉の隔壁713を介して交互に配置される。言い換えると排気流入通路711及び排気流出通路712は各排気流入通路711が4つの排気流出通路712によって包囲され、各排気流出通路712が4つの排気流入通路711によって包囲されるように配置される。   In this embodiment, the exhaust flow passages 711 and 712 include an exhaust inflow passage 711 having an upstream end opened and a downstream end closed by a plug 715, and an exhaust having an upstream end closed by a plug 714 and an open downstream end. And an outflow passage 712. In addition, the hatched part in FIG. Therefore, the exhaust inflow passages 711 and the exhaust outflow passages 712 are alternately arranged via the thin partition walls 713. In other words, the exhaust inflow passage 711 and the exhaust outflow passage 712 are arranged such that each exhaust inflow passage 711 is surrounded by four exhaust outflow passages 712 and each exhaust outflow passage 712 is surrounded by four exhaust inflow passages 711.

隔壁713は多孔質材料、例えばコージェライト、炭化ケイ素、窒化ケイ素、ジルコニア、チタニア、アルミナ、シリカ、ムライト、リチウムアルミニウムシリケート、リン酸ジルコニウムのようなセラミックから形成される。したがって、図2Bに矢印で示すように、排気はまず排気流入通路711内に流入し、次いで周囲の隔壁713内を通って隣接する排気流出通路712内に流出する。このように隔壁713は排気流入通路711の内周面を構成する。   The partition wall 713 is formed of a porous material, for example, a ceramic such as cordierite, silicon carbide, silicon nitride, zirconia, titania, alumina, silica, mullite, lithium aluminum silicate, and zirconium phosphate. Therefore, as indicated by an arrow in FIG. 2B, the exhaust gas first flows into the exhaust inflow passage 711 and then flows into the adjacent exhaust outflow passage 712 through the surrounding partition wall 713. Thus, the partition wall 713 constitutes the inner peripheral surface of the exhaust inflow passage 711.

隔壁713の両側面及び細孔内表面には酸化機能を有する触媒(パティキュレート酸化即売)が担持される。酸化機能を有する触媒は白金Pt、ロジウムRh、パラジウムPdのような貴金属から構成される。酸化機能を有する触媒は、これに限らず例えばセリウムCe、プラセオジムPr、ネオジムNd、ランタンLaのような卑金属を含む複合酸化物から構成しても良いし、貴金属及び複合酸化物の組み合わせから構成しても良い。   A catalyst having an oxidation function (particulate oxidation immediate sale) is supported on both side surfaces of the partition wall 713 and the inner surface of the pores. The catalyst having an oxidation function is composed of a noble metal such as platinum Pt, rhodium Rh, or palladium Pd. The catalyst having an oxidation function is not limited to this, and may be composed of a complex oxide containing a base metal such as cerium Ce, praseodymium Pr, neodymium Nd, or lanthanum La, or a combination of a noble metal and a complex oxide. May be.

図1に戻り、排気後処理装置43には、パティキュレートフィルタ71の温度(以下「フィルタ温度」という。)を検出するためのフィルタ温度センサ216と、パティキュレートフィルタ71の前後差圧(以下「フィルタ前後差圧」という。)を検出するための差圧センサ217と、が設けられる。   Returning to FIG. 1, the exhaust after-treatment device 43 includes a filter temperature sensor 216 for detecting the temperature of the particulate filter 71 (hereinafter referred to as “filter temperature”), and a differential pressure across the particulate filter 71 (hereinafter referred to as “filter temperature”). And a differential pressure sensor 217 for detecting “differential pressure before and after the filter”).

シャット弁44は、排気後処理装置43よりも排気流れ方向下流側の排気通路42に設けられる。シャット弁44は、排気通路42を開閉すると共に、その開閉速度を調整することができる電磁弁である。シャット弁44の開閉速度は、電子制御ユニット200によって制御される。このようなシャット弁44を、排気後処理装置43よりも排気流れ方向下流側の排気通路42に設けた理由については後述する。   The shut valve 44 is provided in the exhaust passage 42 downstream of the exhaust aftertreatment device 43 in the exhaust flow direction. The shut valve 44 is an electromagnetic valve that can open and close the exhaust passage 42 and adjust its opening and closing speed. The opening / closing speed of the shut valve 44 is controlled by the electronic control unit 200. The reason why such a shut valve 44 is provided in the exhaust passage 42 on the downstream side in the exhaust flow direction from the exhaust aftertreatment device 43 will be described later.

電子制御ユニット200は、デジタルコンピュータから構成され、双方性バス201によって互いに接続されたROM(リードオンリメモリ)202、RAM(ランダムアクセスメモリ)203、CPU(マイクロプロセッサ)204、入力ポート205及び出力ポート206を備える。   The electronic control unit 200 is composed of a digital computer and is connected to each other by a bi-directional bus 201. A ROM (read only memory) 202, a RAM (random access memory) 203, a CPU (microprocessor) 204, an input port 205, and an output port 206.

入力ポート205には、前述したレール圧センサ211やエアフローメータ212、スロットルセンサ213、吸気圧センサ214、吸気温センサ215、フィルタ温度センサ216、差圧センサ217などの出力信号が、対応する各AD変換器207を介して入力される。また、入力ポート205には、アクセルペダル221の踏み込み量(以下「アクセル踏込量」という。)Lに比例した出力電圧を発生する負荷センサ218の出力電圧が、対応するAD変換器207を介して入力される。さらに入力ポート205には、機関回転速度Nなどを算出するための信号として、機関本体1のクランクシャフトが例えば15°回転する毎に出力パルスを発生するクランク角センサ219の出力信号が入力される。このように入力ポート205には、内燃機関100を制御するために必要な各種センサの出力信号が入力される。   Output signals from the rail pressure sensor 211, the air flow meter 212, the throttle sensor 213, the intake pressure sensor 214, the intake air temperature sensor 215, the filter temperature sensor 216, the differential pressure sensor 217, and the like described above are input to the input port 205. Input via the converter 207. Further, the output voltage of the load sensor 218 that generates an output voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 221 (hereinafter referred to as “accelerator depression amount”) L is input to the input port 205 via the corresponding AD converter 207. Entered. Furthermore, an output signal of a crank angle sensor 219 that generates an output pulse every time the crankshaft of the engine body 1 rotates, for example, 15 ° is input to the input port 205 as a signal for calculating the engine rotational speed N and the like. . As described above, output signals of various sensors necessary for controlling the internal combustion engine 100 are input to the input port 205.

出力ポート206には、対応する駆動回路208を介して燃料噴射弁20、サプライポンプ22、スロットルアクチュエータ36a、EGR弁38及び可変ノズル52cなどの各制御部品が電気的に接続される。   Control components such as the fuel injection valve 20, the supply pump 22, the throttle actuator 36a, the EGR valve 38, and the variable nozzle 52c are electrically connected to the output port 206 through corresponding drive circuits 208.

電子制御ユニット200は、入力ポート205に入力された各種センサの出力信号に基づいて、各制御部品を制御するための制御信号を出力ポート206から出力する。   The electronic control unit 200 outputs a control signal for controlling each control component from the output port 206 based on output signals of various sensors input to the input port 205.

ウォールフロー型のパティキュレートフィルタ71は、パティキュレートを捕集し続けるとやがて目詰まりを起こす。そのため本実施形態では、パティキュレートフィルタ71が目詰まりを起こす前に、捕集したパティキュレートを強制的に燃焼除去してパティキュレートフィルタ71を再生するようしている。具体的には、パティキュレートフィルタ71の前後差圧が予め設定された所定の許容上限値以上になったときに、排気温度を所定の再生目標温度(例えば650℃)まで昇温させるフィルタ再生制御が実施されるように、電子制御ユニット200を構成している。   The wall flow type particulate filter 71 will eventually become clogged if it continues to collect particulates. Therefore, in this embodiment, before the particulate filter 71 is clogged, the collected particulate is forcibly burned and removed to regenerate the particulate filter 71. Specifically, filter regeneration control for increasing the exhaust temperature to a predetermined regeneration target temperature (for example, 650 ° C.) when the differential pressure across the particulate filter 71 becomes equal to or higher than a predetermined allowable upper limit value set in advance. The electronic control unit 200 is configured so as to be implemented.

しかしながら、パティキュレートには、アッシュと呼ばれる主にエンジンオイルに含まれる硫黄成分から生成される硫黄酸化物が含まれており、このパティキュレート中のアッシュは、前述したフィルタ再生制御を実施しても燃焼除去させることができない。そのため、フィルタ再生制御を定期的に実施したとしても、パティキュレートフィルタ71には徐々にアッシュが堆積していくことになる。   However, the particulates contain sulfur oxides mainly generated from the sulfur component contained in the engine oil called ash, and the ash in the particulates may be subjected to the above-described filter regeneration control. It cannot be burned off. For this reason, even if the filter regeneration control is periodically performed, ash gradually accumulates on the particulate filter 71.

このアッシュがパティキュレートフィルタ71の排気流入通路711の上流端側に多量に堆積して付着してしまうと、背圧が増加して機関出力が低下するおそれがある。また排気流入通路711の上流端側から下流端側に亘ってアッシュが全体的に体積して付着してしまうと、排気流入通路711上にパティキュレート酸化触媒を担持させている場合には、堆積したアッシュによって、パティキュレートとパティキュレート酸化触媒との接触が阻害されてしまうので、フィルタ再生制御時におけるパティキュレートの酸化速度が低下するおそれがある。   If a large amount of this ash accumulates and adheres to the upstream end side of the exhaust inflow passage 711 of the particulate filter 71, the back pressure may increase and the engine output may decrease. In addition, if the ash is entirely deposited and adhered from the upstream end side to the downstream end side of the exhaust inflow passage 711, the particulate oxidation catalyst is deposited on the exhaust inflow passage 711. As a result of the ash, the contact between the particulates and the particulate oxidation catalyst is hindered, which may reduce the particulate oxidation rate during filter regeneration control.

そこで従来から、パティキュレートフィルタ71よりも排気流れ方向下流側の排気通路42にシャット弁44を設け、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞することで、排気通路42内にシャット弁44から排気流れ方向上流側に向かって伝播する圧力波を生じさせ、その圧力波による衝撃でパティキュレートフィルタ71に堆積して付着したアッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させて、排気流入通路711の下流端側に押し込むことが行われていた。   Therefore, conventionally, a shut valve 44 is provided in the exhaust passage 42 downstream of the particulate filter 71 in the exhaust flow direction, and the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44, so that the shut valve 44 is placed in the exhaust passage 42. Pressure wave propagating from the exhaust flow direction to the upstream side of the exhaust flow direction is generated, and the ash deposited and adhering to the particulate filter 71 due to the impact of the pressure wave is peeled off from the particulate filter 71, and downstream of the exhaust inflow passage 711. It was pushed into the end side.

しかしながら、発明者らの鋭意研究の結果、パティキュレートフィルタ71にアッシュが堆積した状態でフィルタ再生制御が繰り返し実施されると、パティキュレートフィルタ71とアッシュとの付着力(以下「アッシュ付着力」という。)が徐々に増加していくことがわかった。そのため、排気通路42内に圧力波を生じさせたとしても、アッシュ付着力に対してその圧力波によってパティキュレートフィルタ71に加えられる衝撃力が小さいと、アッシュをパティキュレートフィルタ71から十分に剥離させることができないことがわかった。   However, as a result of diligent research by the inventors, when filter regeneration control is repeatedly performed with ash deposited on the particulate filter 71, the adhesion between the particulate filter 71 and the ash (hereinafter referred to as “ash adhesion”). .) Gradually increased. Therefore, even if a pressure wave is generated in the exhaust passage 42, if the impact force applied to the particulate filter 71 by the pressure wave is small with respect to the ash adhesion force, the ash is sufficiently separated from the particulate filter 71. I found it impossible.

この圧力波によってパティキュレートフィルタ71に加えられる衝撃力は、排気通路42内に生じさせた圧力波の振幅が大きくなるほど大きくなる。換言すれば、排気通路42内で生じる圧力変動量が大きくなるほど大きくなる。したがって、アッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させるには、アッシュ付着力に応じて、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞したときの圧力変動量を制御する必要がある。   The impact force applied to the particulate filter 71 by this pressure wave increases as the amplitude of the pressure wave generated in the exhaust passage 42 increases. In other words, the pressure fluctuation amount generated in the exhaust passage 42 increases as the pressure fluctuation amount increases. Therefore, in order to peel the ash from the particulate filter 71, it is necessary to control the amount of pressure fluctuation when the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44 in accordance with the ash adhesion force.

ここで、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞したときに、排気通路42内で生じる圧力変動量に影響を与えるパラメータは、シャット弁44の作動速度を最大にしてシャット弁44を開閉させたときの時間(以下「最短開閉時間」という。)Tmin[ms]と、脈動間隔Tpul[ms]と、の関係に応じて変化する。脈動間隔Tpulは、パティキュレートフィルタ71からシャット弁44までの距離をXとし、空気中の圧力波の伝播速度をCとすると、2X/Cで表される時間であり、内燃機関100の仕様、すなわち距離Xに応じて定まる一定値である。なお脈動間隔Tpulは、換言すれば、シャット弁44を閉じたときに発生して上流に伝播する圧力波が、シャット弁44からパティキュレートフィルタ71まで伝播し、その後パティキュレートフィルタ71フィルタで反射してシャット弁44まで戻ってくるまでの時間である。   Here, when the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44, the parameter that affects the amount of pressure fluctuation generated in the exhaust passage 42 is to open and close the shut valve 44 by maximizing the operating speed of the shut valve 44. It changes according to the relationship between the time (hereinafter referred to as the “shortest switching time”) Tmin [ms] and the pulsation interval Tpul [ms]. The pulsation interval Tpul is a time represented by 2X / C, where X is the distance from the particulate filter 71 to the shut valve 44, and C is the propagation velocity of the pressure wave in the air. That is, it is a constant value determined according to the distance X. In other words, the pulsation interval Tpul is, in other words, a pressure wave that is generated when the shut valve 44 is closed and propagates upstream is propagated from the shut valve 44 to the particulate filter 71 and then reflected by the particulate filter 71 filter. It is the time until the valve returns to the shut valve 44.

最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできる場合は、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞したときに排気通路42内で生じる圧力変動量に影響を与えるパラメータは、シャット弁44を閉じる前の排気流速V1と、シャット弁44を閉じた後の排気流速V2と、の差(以下「流速変化量」という。)ΔVとなる。そして流速変化量ΔVが大きくなるほど、圧力変動量も大きくなる。   When the shortest opening / closing time Tmin can be made equal to or shorter than the pulsation interval Tpul, a parameter that affects the amount of pressure fluctuation generated in the exhaust passage 42 when the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44 is to close the shut valve 44. A difference ΔV between the previous exhaust flow velocity V1 and the exhaust flow velocity V2 after closing the shut valve 44 (hereinafter referred to as “flow rate change amount”). As the flow rate change amount ΔV increases, the pressure fluctuation amount increases.

一方、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできず、最短開閉時間Tminが脈動間隔Tpulよりも長くなってしまう場合は、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞したときに排気通路42内で生じる圧力変動量に影響を与えるパラメータは、シャット弁44の開閉時間、すなわちシャット弁44の作動速度となる。そしてシャット弁44の作動速度を速くしてシャット弁44の開閉時間を短くするほど、圧力変動量が大きくなる。   On the other hand, when the shortest opening / closing time Tmin cannot be made shorter than the pulsation interval Tpul and the shortest opening / closing time Tmin becomes longer than the pulsation interval Tpul, the exhaust passage 42 is temporarily closed when the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44. A parameter that affects the amount of pressure fluctuation that occurs in the valve is the opening / closing time of the shut valve 44, that is, the operating speed of the shut valve 44. As the operating speed of the shut valve 44 is increased and the opening / closing time of the shut valve 44 is shortened, the amount of pressure fluctuation increases.

このように、使用するシャット弁44の性能によって圧力変動量に影響を与えるパラメータが変化する。そこで本実施形態では、仮に最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできるシャット弁44を使用している場合は、アッシュ付着力に応じてシャット弁44を閉じる前の排気流速V1を制御することで、圧力変動量を制御する。一方で、仮に最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできないシャット弁44を使用している場合は、アッシュ付着力に応じてシャット弁44の作動速度を制御することで、圧力変動量を制御する。   As described above, the parameter that affects the pressure fluctuation amount varies depending on the performance of the shut valve 44 to be used. Therefore, in the present embodiment, if the shut valve 44 that can make the shortest opening / closing time Tmin less than or equal to the pulsation interval Tpul is used, the exhaust flow velocity V1 before closing the shut valve 44 is controlled according to the ash adhesion force. Control the amount of pressure fluctuation. On the other hand, if a shut valve 44 that cannot make the shortest opening and closing time Tmin less than or equal to the pulsation interval Tpul is used, the amount of pressure fluctuation is controlled by controlling the operating speed of the shut valve 44 according to the ash adhesion force. .

以下、図3を参照して、この本実施形態による圧力変動量の制御について説明する。   Hereinafter, the control of the pressure fluctuation amount according to this embodiment will be described with reference to FIG.

図3は、本実施形態による圧力変動量の制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット200は、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。   FIG. 3 is a flowchart illustrating the control of the pressure fluctuation amount according to the present embodiment. The electronic control unit 200 repeatedly executes this routine at a predetermined calculation cycle.

ステップS1において、電子制御ユニット200は、後述する圧力波生成処理を実施してアッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させてからのフィルタ再生制御の実施回数が、予め設定された所定回数以上か否かを判定する。電子制御ユニット200は、フィルタ再生制御の実施回数が所定回数以上であれば、パティキュレートフィルタ71に一定量以上のアッシュが堆積して付着していると推定できるため、アッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させるべく、ステップS2の処理に進む。一方で電子制御ユニット200は、フィルタ再生制御の実施回数が所定回数未満であれば、今回の処理を終了する。   In step S <b> 1, the electronic control unit 200 determines whether or not the number of executions of the filter regeneration control after the pressure wave generation process described later is performed and the ash is separated from the particulate filter 71 is equal to or greater than a predetermined number of times set in advance. Determine. Since the electronic control unit 200 can estimate that a certain amount or more of ash has accumulated and adhered to the particulate filter 71 if the number of times the filter regeneration control is performed is a predetermined number or more, the ash is removed from the particulate filter 71. In order to make it peel, it progresses to the process of step S2. On the other hand, the electronic control unit 200 ends the current process if the number of times the filter regeneration control is performed is less than the predetermined number.

ステップS2において、電子制御ユニット200は、アッシュ付着力と相関関係にあるパラメータに基づいて、アッシュ付着力を推定する。アッシュ付着力は、基本的にアッシュに加えられた熱量が多くなるほど大きくなる傾向にある。したがって、アッシュ付着力と相関関係にあるパラメータとしては、例えば後述する圧力波生成処理を実施してアッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させてからのフィルタ再生制御の合計実施時間や、フィルタ再生制御実施中のフィルタ温度の時間積分値の合計値などが挙げられる。アッシュ付着力は、アッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させてからのフィルタ再生制御の合計実施時間が長くなるほど大きくなる。またアッシュ付着力は、アッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させてからのフィルタ再生制御実施中のフィルタ温度の時間積分値の合計値が大きくなるほど大きくなる。本実施形態では電子制御ユニット200は、予め実験等によって作成した図4のテーブルを参照し、アッシュをフィルタから剥離させてからのフィルタ再生制御の合計実施時間に基づいて、アッシュ付着力を推定している。   In step S2, the electronic control unit 200 estimates the ash adhesion force based on a parameter correlated with the ash adhesion force. The ash adhesion force basically tends to increase as the amount of heat applied to the ash increases. Accordingly, as a parameter correlated with the ash adhesion force, for example, the total execution time of the filter regeneration control after the pressure wave generation processing described later is performed and the ash is separated from the particulate filter 71, or the filter regeneration control is performed. For example, the total value of the time integral values of the filter temperature. The ash adhesion force increases as the total execution time of the filter regeneration control after the ash is peeled from the particulate filter 71 becomes longer. Further, the ash adhesion force increases as the total value of the time integral values of the filter temperature during the filter regeneration control after the ash is peeled off from the particulate filter 71 increases. In the present embodiment, the electronic control unit 200 refers to the table of FIG. 4 created in advance by experiment or the like, and estimates the ash adhesion force based on the total execution time of the filter regeneration control after the ash is peeled from the filter. ing.

ステップS3において、電子制御ユニット200は、圧力波生成処理を実施する。圧力波生成処理の詳細については、図5A及び図5Bを参照して、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできるシャット弁44を使用している場合と、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできないシャット弁44を使用している場合とで、それぞれ場合分けして説明する。   In step S3, the electronic control unit 200 performs a pressure wave generation process. For details of the pressure wave generation process, referring to FIGS. 5A and 5B, when the shut valve 44 that can make the shortest opening / closing time Tmin less than or equal to the pulsation interval Tpul is used, and the shortest opening / closing time Tmin less than or equal to the pulsation interval Tpul The case where the shut valve 44 that cannot be used is used will be described separately.

図5Aは、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできるシャット弁44を使用している場合の圧力波生成処理の内容について説明するフローチャートである。   FIG. 5A is a flowchart for explaining the content of the pressure wave generation process when the shut valve 44 that can make the shortest opening / closing time Tmin to be equal to or less than the pulsation interval Tpul is used.

ステップS311において、電子制御ユニット200は、図6のテーブルを参照し、アッシュ付着力に基づいて、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞する前の目標排気流速tV1を設定する。図6のテーブルに示すように、目標排気流速tV1は、アッシュ付着力が大きいときほど速くなる。   In step S311, the electronic control unit 200 sets the target exhaust flow velocity tV1 before temporarily closing the exhaust passage 42 by the shut valve 44 based on the ash adhesion force with reference to the table of FIG. As shown in the table of FIG. 6, the target exhaust flow velocity tV1 becomes faster as the ash adhesion force becomes larger.

ステップS312において、電子制御ユニット200は、排気流速が目標排気流速tV1となるように、目標排気流速tV1に基づいて、例えばスロットル開度等を調整して排気の流量を制御する。   In step S312, the electronic control unit 200 controls the flow rate of the exhaust gas by adjusting, for example, the throttle opening degree based on the target exhaust gas flow rate tV1 so that the exhaust gas flow rate becomes the target exhaust gas flow rate tV1.

ステップS313において、電子制御ユニット200は、シャット弁44の開閉時間が少なくとも脈動間隔Tpul以下となるように、シャット弁44を全開状態から全閉状態として排気通路42を一時的に閉塞し、その後シャット弁44を全開状態に戻す。   In step S313, the electronic control unit 200 temporarily closes the exhaust passage 42 from the fully open state to the fully closed state so that the opening / closing time of the shut valve 44 is at least the pulsation interval Tpul, and then shuts the shut valve 44. The valve 44 is returned to the fully open state.

図5Bは、最短開閉時間Tminを脈動間隔Tpul以下にできないシャット弁44を使用している場合の圧力波生成処理の内容について説明するフローチャートである。   FIG. 5B is a flowchart for explaining the content of the pressure wave generation process when the shut valve 44 that cannot make the shortest opening / closing time Tmin less than or equal to the pulsation interval Tpul is used.

ステップS321において、電子制御ユニット200は、図7のテーブルを参照し、アッシュ付着力に基づいて、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞するときのシャット弁44の目標作動速度を設定する。図7のテーブルに示すように、シャット弁44の目標作動速度は、アッシュ付着力が大きいときほど速くなる。   In step S321, the electronic control unit 200 refers to the table of FIG. 7 and sets a target operating speed of the shut valve 44 when the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44 based on the ash adhesion force. . As shown in the table of FIG. 7, the target operating speed of the shut valve 44 increases as the ash adhesion force increases.

ステップS322において、電子制御ユニット200は、ステップS3で設定した目標作動速度でシャット弁44を全開状態から全閉状態として排気通路42を一時的に閉塞し、その後シャット弁44を全開状態に戻す。   In step S322, the electronic control unit 200 temporarily closes the exhaust passage 42 from the fully open state to the fully closed state at the target operating speed set in step S3, and then returns the shut valve 44 to the fully open state.

以上説明した本実施形態によれば、機関本体1と、機関本体1の排気通路42に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ71(フィルタ)と、パティキュレートフィルタ71よりも排気流れ方向下流側の排気通路42に設けられて排気通路42を閉塞させるシャット弁44と、を備える内燃機関100を制御する電子制御ユニット200(制御装置)が、パティキュレートフィルタ71に付着したアッシュの付着力と相関関係にあるパラメータに基づいて、アッシュの付着力を推定する付着力推定部と、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞することで、排気通路42をシャット弁44から排気流れ方向上流側に向かって伝播する圧力波を生成する圧力波生成制御部と、を備える。そして圧力波生成制御部は、シャット弁44によって排気通路42を一時的に閉塞するときは、アッシュの付着力に基づいて、機関本体1から排出される排気の流量を制御するか、又はシャット弁44の作動速度を制御するように構成されている。   According to the present embodiment described above, the engine main body 1, the particulate filter 71 (filter) provided in the exhaust passage 42 of the engine main body 1 for collecting particulate matter in the exhaust, and the particulate filter 71. Also attached to the particulate filter 71 is an electronic control unit 200 (control device) that controls the internal combustion engine 100 provided with a shut valve 44 that is provided in the exhaust passage 42 downstream of the exhaust flow direction and closes the exhaust passage 42. The exhaust passage 42 is shut by the shut valve 44 by temporarily closing the exhaust passage 42 by the adhesion force estimating unit for estimating the ash adhesion force and the shut valve 44 based on a parameter correlated with the ash adhesion force. And a pressure wave generation control unit that generates a pressure wave propagating toward the upstream side in the exhaust flow direction. When the exhaust passage 42 is temporarily closed by the shut valve 44, the pressure wave generation control unit controls the flow rate of the exhaust discharged from the engine body 1 based on the ash adhesion force, or the shut valve 44 is configured to control the operating speed.

これにより、排気通路42内にアッシュ付着力に応じた圧力変動を生じさせて、アッシュをパティキュレートフィルタ71から剥離させることができる。そのため、パティキュレートフィルタ71から剥離させたアッシュを、排気流入通路711の下流端側に押し込んだり、排気流入通路711の上流端側から排気流れ方向とは反対側に移動させて排気流入通路711から除去したりすることができる。   As a result, a pressure fluctuation corresponding to the ash adhesion force is generated in the exhaust passage 42, and the ash can be peeled off from the particulate filter 71. Therefore, the ash peeled off from the particulate filter 71 is pushed into the downstream end side of the exhaust inflow passage 711 or moved from the upstream end side of the exhaust inflow passage 711 to the side opposite to the exhaust flow direction from the exhaust inflow passage 711. Or can be removed.

(第2実施形態)
次に本発明の第2実施形態について説明する。本実施形態は、圧力波生成処理を1度実施してもアッシュを十分に剥離できていないと判断できるときは、繰り返し圧力波生成処理を実施する点で第1実施形態と相違する。以下、その相違点を中心に説明する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. This embodiment is different from the first embodiment in that the pressure wave generation process is repeatedly performed when it can be determined that the ash has not been sufficiently peeled even if the pressure wave generation process is performed once. Hereinafter, the difference will be mainly described.

図8は、本実施形態による圧力変動量の制御について説明するフローチャートである。電子制御ユニット200は、このルーチンを所定の演算周期で繰り返し実行する。   FIG. 8 is a flowchart for explaining the control of the pressure fluctuation amount according to the present embodiment. The electronic control unit 200 repeatedly executes this routine at a predetermined calculation cycle.

なお図8において、ステップS1からステップS3までは、第1実施形態と同様の処理を実施しているので、ここでは説明を省略する。   In FIG. 8, from step S1 to step S3, the same processing as that in the first embodiment is performed, and thus the description thereof is omitted here.

ステップS21において、電子制御ユニット200は、差圧センサ217によって、圧力波生成処理を実施した直後のフィルタ前後差圧を検出する。   In step S <b> 21, the electronic control unit 200 detects the differential pressure before and after the filter immediately after the pressure wave generation processing is performed by the differential pressure sensor 217.

ステップS22において、電子制御ユニット200は、フィルタ再生制御を実施する。   In step S22, the electronic control unit 200 performs filter regeneration control.

ステップS23において、電子制御ユニット200は、差圧センサ217によって、圧力波生成処理に続いてフィルタ再生制御を実施した直後のフィルタ前後差圧を検出する。   In step S <b> 23, the electronic control unit 200 detects the differential pressure before and after the filter immediately after the filter regeneration control is performed following the pressure wave generation process by the differential pressure sensor 217.

ステップS24において、電子制御ユニット200は、ステップS41で検出したフィルタ前後差圧と、ステップS43で検出したフィルタ前後差圧と、の差分(以下「前後差圧変化量」という。)が所定値以上か否かを判定する。   In step S24, the electronic control unit 200 has a difference between the filter front-rear differential pressure detected in step S41 and the filter front-rear differential pressure detected in step S43 (hereinafter referred to as “front-rear differential pressure change amount”) equal to or greater than a predetermined value. It is determined whether or not.

前後差圧変化量が所定値以上であれば、圧力波生成処理を実施したことによって、パティキュレートとパティキュレート酸化触媒との接触が阻害していたアッシュがパティキュレートフィルタ71から剥離され、フィルタ再生制御時におけるパティキュレートの酸化速度が通常通りになっていると判断できる。   If the front-rear differential pressure change amount is equal to or greater than a predetermined value, the ash that has been obstructed by the contact between the particulate and the particulate oxidation catalyst due to the pressure wave generation process is peeled off from the particulate filter 71, and the filter is regenerated. It can be determined that the particulate oxidation rate during control is normal.

一方で前後差圧変化量が所定値未満であれば、アッシュがパティキュレートフィルタ71から十分に剥離されておらず、アッシュがパティキュレートフィルタ71に付着していて、パティキュレートとパティキュレート酸化触媒との接触を阻害していると判断できる。その結果、フィルタ再生制御時におけるパティキュレートの酸化速度が低下しており、前後差圧変化量が少なくなっていると判断できる。   On the other hand, if the front-rear differential pressure change amount is less than the predetermined value, the ash is not sufficiently separated from the particulate filter 71, the ash is attached to the particulate filter 71, and the particulates, the particulate oxidation catalyst, It can be judged that the contact of this is inhibited. As a result, it can be determined that the particulate oxidation rate during the filter regeneration control has decreased, and the amount of change in differential pressure across the front and rear has decreased.

そのため電子制御ユニット200は、前後差圧変化量が所定値以上であれば、今回の処理を終了する。一方で電子制御ユニット200は、前後差圧変化量が所定値未満であれば、ステップS3の処理に戻り、圧力波生成処理を再度実施する。   Therefore, the electronic control unit 200 ends the current process if the front-rear differential pressure change amount is equal to or greater than a predetermined value. On the other hand, if the front-rear differential pressure change amount is less than the predetermined value, the electronic control unit 200 returns to the process of step S3 and performs the pressure wave generation process again.

以上説明した本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができると共に、アッシュをより確実にパティキュレートフィルタ71から剥離させることができる。   According to the present embodiment described above, the same effects as those of the first embodiment can be obtained, and the ash can be more reliably separated from the particulate filter 71.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment only shows a part of application examples of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.

例えば上記の各実施形態において、パティキュレートフィルタ71よりも排気流れ方向上流側の排気通路42にNOx吸蔵還元触媒を備えている場合は、圧力波生成処理を実施する前に、NOx吸蔵還元触媒の硫黄被毒回復制御を実施するようにしても良い。硫黄被毒回復制御は、排気の空燃比をストイキよりもリーンにすると共に、NOx吸蔵還元触媒の温度を例えば600℃以上の高温として、NOx吸蔵還元触媒から硫黄成分を放出するための制御である。これにより、アッシュに硫黄成分が供給され、これによりアッシュ付着力が減少するため、圧力波生成処理によって、アッシュをより確実にパティキュレートフィルタ71から剥離させることができる。   For example, in each of the above-described embodiments, when the NOx storage reduction catalyst is provided in the exhaust passage 42 upstream of the particulate filter 71 in the exhaust flow direction, before the pressure wave generation process is performed, the NOx storage reduction catalyst You may make it implement sulfur poisoning recovery | restoration control. The sulfur poisoning recovery control is a control for releasing the sulfur component from the NOx occlusion reduction catalyst while making the air-fuel ratio of the exhaust gas leaner than stoichiometric and setting the temperature of the NOx occlusion reduction catalyst to a high temperature of, for example, 600 ° C. or higher. . As a result, the sulfur component is supplied to the ash, and the ash adhesion is thereby reduced. Therefore, the ash can be more reliably separated from the particulate filter 71 by the pressure wave generation process.

また、上記の各実施形態では、フィルタ再生制御の実施回数が予め設定された所定回数以上のときに圧力波生成処理を実施するようにしていたが、これに限らず、例えば走行距離が所定距離以上になったときや、燃料消費量が所定量以上になったときに、圧力波生成処理を実施するようにしても良い。   Further, in each of the above embodiments, the pressure wave generation processing is performed when the number of times the filter regeneration control is performed is equal to or greater than a predetermined number of times set in advance. The pressure wave generation process may be performed when the above is reached or when the fuel consumption amount exceeds a predetermined amount.

また、上記の各実施形態では、燃料を圧縮自己着火燃焼させるように機関本体1を構成していたが、火花点火燃焼させるように構成しても良い。   Further, in each of the above embodiments, the engine body 1 is configured so that the fuel is subjected to compression self-ignition combustion, but may be configured to perform spark ignition combustion.

1 機関本体
42 排気通路
44 シャット弁
71 パティキュレートフィルタ(フィルタ)
100 内燃機関
200 電子制御ユニット(制御装置)
1 Engine body 42 Exhaust passage 44 Shut valve 71 Particulate filter (filter)
100 Internal combustion engine 200 Electronic control unit (control device)

Claims (1)

機関本体と、
前記機関本体の排気通路に設けられて排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記フィルタよりも排気流れ方向下流側の前記排気通路に設けられて当該排気通路を閉塞させるシャット弁と、
を備える内燃機関を制御するための内燃機関の制御装置であって、
前記フィルタに付着したアッシュの付着力と相関関係にあるパラメータに基づいて、前記アッシュの付着力を推定する付着力推定部と、
前記シャット弁によって前記排気通路を一時的に閉塞することで、前記排気通路を前記シャット弁から排気流れ方向上流側に向かって伝播する圧力波を生成する圧力波生成制御部と、
を備え、
前記圧力波生成制御部は、
前記シャット弁によって前記排気通路を一時的に閉塞するときは、前記アッシュの付着力に基づいて、前記機関本体から排出される排気の流量を制御するか、又は前記シャット弁の作動速度を制御する、
内燃機関の制御装置。
The engine body,
A filter provided in the exhaust passage of the engine body for collecting particulate matter in the exhaust;
A shut valve that is provided in the exhaust passage downstream of the filter in the exhaust flow direction and closes the exhaust passage;
An internal combustion engine control apparatus for controlling an internal combustion engine comprising:
An adhesion force estimation unit for estimating the adhesion force of the ash based on a parameter correlated with the adhesion force of the ash adhered to the filter;
A pressure wave generation control unit that generates a pressure wave propagating from the shut valve toward the upstream side in the exhaust flow direction by temporarily closing the exhaust passage by the shut valve;
With
The pressure wave generation control unit
When the exhaust passage is temporarily closed by the shut valve, the flow rate of exhaust gas discharged from the engine body is controlled based on the adhesion force of the ash, or the operating speed of the shut valve is controlled. ,
Control device for internal combustion engine.
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