JP2019100275A - Exhaust gas temperature raising device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気絞り弁を絞り込んでエンジンに負荷抵抗を与えることにより排気昇温を図るようにした排気昇温装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas temperature raising device in which exhaust gas temperature is raised by narrowing an exhaust gas throttle valve to give load resistance to an engine.
従来より、ディーゼルエンジンにおいては、排気ガスが流通する排気管の途中に、酸素共存下でも選択的にNOx(窒素酸化物)を還元剤と反応させる性質を備えた選択還元型触媒を装備し、該選択還元型触媒の上流側に必要量の還元剤を添加して該還元剤を選択還元型触媒上で排気ガス中のNOxと還元反応させ、これによりNOxの排出濃度を低減し得るようにしたものがある。 Conventionally, diesel engines are equipped with a selective reduction catalyst provided with the property of selectively reacting NOx (nitrogen oxide) with a reducing agent even in the presence of oxygen in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas flows, A necessary amount of reducing agent is added on the upstream side of the selective reduction catalyst so that the reducing agent can be reduced on NOx in the exhaust gas over the selective reduction catalyst, thereby reducing the concentration of NOx emission. There is something that
他方、プラント等における工業的な排煙脱硝処理の分野では、還元剤にアンモニア(NH3)を用いてNOxを還元浄化する手法の有効性が既に広く知られているところであるが、自動車の場合には、アンモニアそのものを搭載して走行することに関し安全確保が困難であるため、近年においては、毒性のない尿素水が還元剤として広く使用されている。 On the other hand, in the field of industrial exhaust gas denitration treatment in plants etc., the effectiveness of the method of reducing and purifying NOx using ammonia (NH 3 ) as a reducing agent is already widely known, but in the case of automobile In recent years, non-toxic urea water has been widely used as a reducing agent because it is difficult to ensure safety when traveling by loading ammonia itself.
即ち、尿素水を選択還元型触媒の上流側で排気ガス中に添加すれば、該排気ガスの熱によって尿素水が次式によりアンモニアと炭酸ガスに加水分解され、選択還元型触媒上で排気ガス中のNOxがアンモニアにより良好に還元浄化されることになる。
[化1]
(NH2)2CO+H2O→2NH3+CO2
That is, if urea water is added to the exhaust gas on the upstream side of the selective reduction catalyst, the heat of the exhaust gas hydrolyzes the urea water into ammonia and carbon dioxide according to the following equation, and the exhaust gas over the selective reduction catalyst The NOx contained therein is well reduced and purified by ammonia.
[Chemical formula 1]
(NH 2 ) 2 CO + H 2 O → 2 NH 3 + CO 2
ただし、この種の選択還元型触媒では、その床温度が所定の活性温度まで上昇していないと排気ガス中のNOxをアンモニアにより良好に還元浄化させることができないため、冷間始動時にアイドル停車しながらエンジンを暖機しているような状況では、未だ選択還元型触媒の床温度が低すぎて尿素水の添加を開始することができず、この間にNOxの排出量を十分に低減できない虞れがある。 However, with this type of selective reduction catalyst, NOx in the exhaust gas can not be satisfactorily reduced and purified by ammonia unless the bed temperature has risen to a predetermined activation temperature. However, in a situation where the engine is being warmed up, the bed temperature of the selective reduction catalyst is still too low to start addition of urea water, and during this time there is a risk that the NOx emissions can not be sufficiently reduced. There is.
このため、従来においては、アイドル停車中に排気管途中に備えた排気絞り弁を閉じてエンジンに負荷抵抗を与えることで排気昇温を図る排気昇温モードを実行し、これによりエンジンの暖機を促進するようにしており、このようにアイドル停車中に排気絞り弁を閉じてエンジンに負荷抵抗を与えれば、この負荷抵抗に見合う燃料噴射の増量が成されて排気温度が上昇し、しかも、エンジンの排気抵抗が高まることで気筒内に比較的温度の低い吸気が流入し難くなって比較的温度の高い排気ガスの残留量が増加し、この比較的温度の高い排気ガスを多く含む気筒内の空気が次の圧縮行程で圧縮されて爆発行程を迎えることでも更なる排気温度の上昇が図られることになる。尚、ディーゼルエンジンにおいては、排気管途中に開閉式の排気ブレーキが装備されることが多く、これを排気絞り弁に流用して排気昇温を行うこともできる。 For this reason, conventionally, the exhaust gas temperature raising mode is performed to achieve exhaust gas temperature rise by closing the exhaust gas throttle valve provided in the middle of the exhaust pipe during idle stop to give load resistance to the engine, thereby warming up the engine In this way, if the exhaust throttle valve is closed during idle stop and load resistance is given to the engine, the amount of fuel injection corresponding to the load resistance is increased, and the exhaust temperature rises. As the exhaust resistance of the engine increases, intake air having a relatively low temperature is less likely to flow into the cylinder, and the remaining amount of exhaust gas having a relatively high temperature is increased. The air is compressed in the next compression stroke to reach an explosion stroke, which further increases the exhaust temperature. In many cases, a diesel engine is equipped with an open / close exhaust brake in the middle of the exhaust pipe, which can be diverted to an exhaust throttle valve to perform exhaust gas temperature rise.
尚、本発明に関連する先行技術文献情報としては下記の特許文献1等がある。 In addition, there exist following patent document 1 grade | etc., As a prior art literature information relevant to this invention.
しかしながら、従来の如き開閉式の排気ブレーキを排気絞り弁に流用して行う排気昇温では、アイドル停車中での限定的な適用しかできないため、近年においては、電動アクチュエータ等を用いて無段階で開度を調整可能な排気ブレーキを採用して排気絞り弁に流用し、該排気ブレーキにより走行中も排気絞りを実施して排気昇温を図ることが検討されているが、アクセルオフ時の減速感が従来と変わらないよう排気ブレーキを開放する必要があるため、加減速に伴うアクセルオフ(無噴射)の機会が多い運行の場合、燃料噴射の停止に伴う排気温度の低下に加え、燃焼行程を経ない冷えた吸気がそのまま多量に選択還元型触媒に流れ込むことで、暖まりかけた触媒床温度が急激に低下してしまうという課題があった。 However, in exhaust gas temperature rise performed by diverting the conventional open / close exhaust brake to the exhaust throttle valve, only limited application during idle stop is possible, so in recent years, stepless operation using an electric actuator etc. It has been studied to adopt an exhaust brake whose opening degree can be adjusted and divert it to an exhaust throttle valve, and to conduct exhaust throttle even while traveling by this exhaust brake to achieve exhaust temperature rise. Because it is necessary to release the exhaust brake so that the feeling does not change from the past, in the case of operation where there are many opportunities for accelerator off (no injection) accompanying acceleration / deceleration, in addition to the decrease in exhaust temperature due to the stop of fuel injection There is a problem that the temperature of the catalyst bed, which is about to warm up, is rapidly lowered by the fact that the cooled intake air that has not passed through flows into the selective reduction catalyst in large quantities as it is.
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、アクセルオフ時における従来と変わらない減速感を保ちながらも従来より効果的な排気昇温を図り得る排気昇温装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made in view of the above-described circumstances, and it is an object of the present invention to provide an exhaust gas temperature raising device capable of achieving more effective exhaust gas temperature rise while maintaining the same degree of deceleration feeling as before in the accelerator off There is.
本発明は、排気管途中に装備されて無段階で開度を調整可能な排気絞り弁と、該排気絞り弁を走行中に適宜な開度に絞り込んでエンジンに負荷抵抗を与えることで排気昇温を図る排気昇温モードを必要に応じて実行し且つその実行中にアクセルオフが検出されても前記排気絞り弁の絞り込みを戻さずに該絞り込みによるポンピングロス分に見合うトルクが発生するよう燃料噴射を継続する制御装置とを備えたことを特徴とする排気昇温装置、に係るものである。 The present invention is an exhaust throttle valve equipped in the middle of an exhaust pipe and capable of adjusting the degree of opening steplessly, and reducing the exhaust throttle valve to an appropriate opening degree while traveling to raise the exhaust gas by giving a load resistance to the engine. If necessary, the exhaust temperature raising mode for increasing the temperature is executed, and fuel is generated so that the torque corresponding to the pumping loss due to the narrowing is generated without returning the narrowing of the exhaust throttle valve even if the accelerator off is detected during the execution. And a control device for continuing the injection.
而して、このようにすれば、冷間始動から間もない走行時等に制御装置により排気昇温モードが実行されると、排気絞り弁が適宜な開度に絞り込まれてエンジンに負荷抵抗が与えられ、この負荷抵抗によるトルク低下が燃料噴射量の増加により補償されて効果的な排気昇温が図られる一方、その実行中にアクセルオフとなっても前記排気絞り弁の絞り込みが維持され、該絞り込みによるポンピングロス分に見合うトルクが発生するよう燃料噴射が継続されるので、燃焼行程を経ない冷えた吸気がそのまま多量に排気管途中の後処理装置に流れ込むといった事態が起こらなくなり、該後処理装置を必要温度まで急速に高めることが可能となると共に、アクセルオフ時における従来と変わらない減速感を保つことが可能となる。 In this way, when the exhaust gas temperature raising mode is executed by the control device during traveling immediately after a cold start, etc., the exhaust throttle valve is narrowed to an appropriate opening degree, and the load resistance of the engine is reduced. While the torque decrease due to this load resistance is compensated by the increase of the fuel injection amount and effective exhaust temperature rise is achieved, the narrowing of the exhaust throttle valve is maintained even if the accelerator is turned off during its execution. Since fuel injection is continued so that a torque corresponding to the pumping loss due to the narrowing is generated, a situation where a large amount of cooled intake air not passing the combustion stroke flows into the post-treatment device in the middle of the exhaust pipe does not occur. It is possible to rapidly raise the post-processing device to the required temperature, and it is possible to maintain the same deceleration feeling as before when the accelerator is released.
また、本発明をより具体的に実施するに際し、排気絞り弁として排気ブレーキが流用されており、ドライバによる排気ブレーキスイッチのオンが検出されている条件下では通常のブレーキ制御を優先してアクセルオフでの燃料噴射を停止するように制御装置が構成されていることが好ましく、このようにすれば、ドライバが排気ブレーキを本来の補助ブレーキとして使用したい時に通常のブレーキ制御に戻すことが可能であり、制動を効かせたい運転状況で燃料噴射が継続されるといった不合理な事態を未然に回避することが可能となる。 Further, when the present invention is more specifically implemented, the exhaust brake is used as the exhaust throttle valve, and under the condition that the exhaust brake switch is detected to be turned on by the driver, the accelerator is released with priority given to the normal brake control. Preferably, the control unit is configured to stop fuel injection at the same time, so that it is possible for the driver to return to normal braking control when he wants to use the exhaust brake as a true auxiliary brake. It is possible to prevent unreasonable situations such as continuation of fuel injection in an operating condition where braking is desired.
更に、本発明においては、排気昇温モード中のギヤチェンジに伴うクラッチの切断時にエンジン回転数に基づき減速度を算出し且つその算出値と減速度の規定値との偏差を検出して排気昇温モードでのアクセルオフ時の燃料噴射量を学習補正するように制御装置が構成されていることが好ましく、このようにすれば、インジェクタの燃料噴射量や排気絞り弁の排気絞り量に関する作動誤差や劣化によるバラツキを修正し、実際の減速度と規定の減速度とのズレを無くして一層確実に従前通りの減速感を保つことが可能となる。 Furthermore, in the present invention, the deceleration is calculated based on the engine speed at the time of disengaging the clutch in conjunction with the gear change in the exhaust temperature raising mode, and the deviation between the calculated value and the specified value of the deceleration is detected to raise the exhaust. Preferably, the control device is configured to learn and correct the fuel injection amount when the accelerator is off in the warm mode, and in this case, the operation error related to the fuel injection amount of the injector and the exhaust throttle amount of the exhaust throttle valve It is possible to correct the variation due to deterioration or to eliminate the difference between the actual deceleration degree and the prescribed deceleration degree, and to maintain the still-following sense of deceleration more reliably.
上記した本発明の排気昇温装置によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。 According to the exhaust gas temperature raising device of the present invention described above, the following various excellent effects can be obtained.
(I)本発明の請求項1に記載の発明によれば、走行中に排気絞り弁を適宜な開度に絞り込んでエンジンに負荷抵抗を与えることで排気昇温を図る排気昇温モードを実行するにあたり、アクセルオフ時における従来と変わらない減速感を保ちながらも従来より効果的な排気昇温を図ることができるので、排気管途中の後処理装置を必要温度まで急速に高めることができ、例えば、後処理装置がNOx低減触媒である場合に、冷間始動から間もない走行時に前記NOx低減触媒を早期に活性温度まで上昇させて良好なNOx低減効果を発揮させることができ、また、後処理装置がパティキュレートフィルタである場合には、該パティキュレートフィルタの強制再生を早期に且つ確実に完了させることができる。 (I) According to the invention of claim 1 of the present invention, the exhaust gas temperature raising mode in which the exhaust gas temperature is raised by executing the load resistance on the engine by narrowing the exhaust gas throttle valve to an appropriate opening during traveling is executed. In doing so, the exhaust gas temperature rise can be made more effective than before while maintaining the same feeling of deceleration at the time of accelerator off, so that the aftertreatment device in the middle of the exhaust pipe can be rapidly raised to the required temperature. For example, when the aftertreatment device is a NOx reduction catalyst, the NOx reduction catalyst can be promptly raised to the activation temperature during running immediately after a cold start to exhibit a favorable NOx reduction effect, and When the post-processing device is a particulate filter, forced regeneration of the particulate filter can be completed early and surely.
(II)本発明の請求項2に記載の発明によれば、排気絞り弁として排気ブレーキが流用されていても、ドライバによる排気ブレーキスイッチのオンが検出されている条件下では通常のブレーキ制御を優先してアクセルオフでの燃料噴射を停止するようにしているので、ドライバが排気ブレーキを本来の補助ブレーキとして使用したい時に通常のブレーキ制御に戻すことができ、制動を効かせたい運転状況で燃料噴射が継続されるといった不合理な事態を未然に回避することができる。
(II) According to the invention described in
(III)本発明の請求項3に記載の発明によれば、排気昇温モード中のギヤチェンジに伴うクラッチの切断時にエンジン回転数に基づき減速度を算出し且つその算出値と減速度の規定値との偏差を検出して排気昇温モードでのアクセルオフ時の燃料噴射量を学習補正するようにしているので、インジェクタの燃料噴射量や排気絞り弁の排気絞り量に関する作動誤差や劣化によるバラツキを修正し、実際の減速度と規定の減速度とのズレを無くして一層確実に従前通りの減速感を保つことができる。 (III) According to the invention described in claim 3 of the present invention, the deceleration is calculated based on the engine speed at the time of the disconnection of the clutch accompanying the gear change in the exhaust temperature raising mode, and the calculation value and the definition of the deceleration Since the deviation from this value is detected to learn and correct the fuel injection amount at the time of accelerator off in the exhaust temperature rise mode, operation errors and deterioration related to the fuel injection amount of the injector and the exhaust throttle amount of the exhaust throttle valve It is possible to correct the variation and eliminate the deviation between the actual deceleration degree and the prescribed deceleration degree, and thereby maintain the more consistent sense of deceleration.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は本発明の排気昇温装置の一例を示すもので、図1中における符号1はターボチャージャ2を装備したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ3から導かれた吸気4は吸気管5を通し前記ターボチャージャ2のコンプレッサ2aへと送られ、該コンプレッサ2aで加圧された吸気4はインタークーラ6へと送られて冷却され、冷却された吸気4は吸気マニホールド7へと導かれてディーゼルエンジン1の各気筒8(図1では直列6気筒の場合を例示している)に分配されるようになっている。
FIG. 1 shows an example of the exhaust gas temperature raising device according to the present invention, and reference numeral 1 in FIG. 1 shows a diesel engine equipped with a
また、前記ディーゼルエンジン1の各気筒8から排出された排気ガス9は、排気マニホールド10を介しターボチャージャ2のタービン2bへと送られ、該タービン2bを駆動した後に排気管11へと送り出されるようにしてあり、この排気管11には後処理装置としてパティキュレートフィルタ12と選択還元型触媒13とが装備されている。
Further, the
そして、ここに図示している例においては、電動アクチュエータ等により無段階で開度を調整し得るようにした排気ブレーキ14が前記タービン2bの直後に装備されており、この排気ブレーキ14を、本来の制動力を増強する作動から独立させて排気絞り弁として利用し、この排気ブレーキ14を制御装置15により走行中に絞り込んでディーゼルエンジン1に負荷抵抗を与えることで排気昇温を図る排気昇温モードを実行し得るようにしてある。
And, in the example shown here, an
ここで、前記制御装置15には、アクセル開度を検出するアクセルセンサ16や、エンジン回転数を検出する回転センサ17、エンジン水温を検出する水温センサ18、排気ブレーキ14を補助ブレーキとして作動させるための排気ブレーキスイッチ19、更には、図示していない各種センサ類からの検出信号が入力されるようになっている。
Here, the
他方、前記制御装置15からは、前記ディーゼルエンジン1の各インジェクタ20(図1中には一つの気筒8についてのみ図示)及び前記排気ブレーキ14に向け制御信号を出力し、該排気ブレーキ14を走行中に適宜な開度に絞り込んでディーゼルエンジン1に負荷抵抗を与えることで排気昇温を図る排気昇温モードを必要に応じて実行すると共に、その実行中にアクセルオフが検出されても前記排気ブレーキ14の絞り込みを戻さずに該絞り込みによるポンピングロス分に見合うトルクを発生させるべく燃料噴射を継続させるようにしている。
On the other hand, the
尚、図1中における符号21は排気マニホールド10から排気ガス9の一部を抜き出して吸気マニホールド7の入口に導くEGR流路、22は該EGR流路21を必要時に開通する常時閉のEGRバルブ、23は再循環される排気ガス9を冷却するためのEGRクーラを夫々示している。
Incidentally,
また、図2は前記制御装置15における具体的な制御手順を示しており、先ずステップS1において、エンジン始動モード(セルでクランキングしている始動状況)ではないことが確認された時に次のステップS2に進み、確認されないうちはステップS1の判定が繰り返されるようになっている。
Further, FIG. 2 shows a specific control procedure in the
次のステップS2では、運転席における排気ブレーキスイッチ19がオンであるか、或いは、従来周知の圧縮圧開放型エンジンブレーキのスイッチ(図1中には排気ブレーキスイッチ19ついてのみ図示)がオンであることが確認され、何れかのスイッチがオンである場合には、ドライバに明確な補助ブレーキ作動の要求があるものとして次のステップS3に進んで補助ブレーキモードとなる。
In the next step S2, the
そして、ステップS4において、エンジン回転数がA[rpm](Aは任意の適合値)以上であること、車速がB[km/h](Bは任意の適合値)以上であること(車両が走行中)、ギヤ位置がニュートラル又はリバースではないこと、クラッチが接続状態であること、アクセル開度が0%であること(アクセルが踏まれていない)が全て確認された時に次のステップS5へ進み、全てが確認されないうちはステップS4の判定が繰り返されるようになっている。 Then, in step S4, the engine rotational speed is A [rpm] (A is an arbitrary compatible value) or more, and the vehicle speed is B [km / h] (B is an arbitrary compatible value) or more (vehicle is During traveling), when it is confirmed that the gear position is not neutral or reverse, the clutch is in the connected state, and the accelerator opening is 0% (the accelerator is not depressed), the operation goes to the next step S5 The process proceeds to step S4 in which the determination in step S4 is repeated until all are confirmed.
次のステップS5では、先のステップS2で確認されたスイッチに基づき補助ブレーキ(排気ブレーキ14又は圧縮圧開放型エンジンブレーキ)が作動されると共に、通常通り燃料噴射が停止されるようになっている。この際、補助ブレーキの効きが損なわれないようEGRバルブ22は全閉とされることになる。
In the next step S5, the auxiliary brake (the
他方、先のステップS2における判定で何れのスイッチもオンでない場合には、ドライバに明確な補助ブレーキ作動の要求がないものとして次のステップS6にて通常走行モードとなり、ステップS7でエンジン水温がC[℃](Cは任意の適合値)以下であるか否かが判定され、エンジン水温がC[℃]を超えていればステップS8へ進んで通常制御モードとなり、排気ブレーキ14を全開にしたまま通常のガバナ制御(ディーゼルエンジン1の回転数とアクセル開度に対する燃料噴射量制御)が実施されるようになっている。
On the other hand, if it is determined in the previous step S2 that neither switch is on, it is assumed that the driver does not have a clear request for auxiliary brake operation, and the normal traveling mode is set in the next step S6. It is determined whether or not [° C.] (C is an arbitrary compatible value) or less, and if the engine water temperature exceeds C [° C.], the process proceeds to step S8 and the normal control mode is entered to fully open the
ただし、ステップS7でエンジン水温がC[℃]以下であると判定された場合には、ディーゼルエンジン1が未だ冷えていて排気昇温モードを実行する必要があるものと認定され、次のステップS9へと進んで排気昇温モードとなり、ステップS10にてガバナ制御が排気昇温モード用に切り替えられると共に、排気ブレーキ14の無段階排気絞り制御が実施されるようにしてある。
However, if it is determined in step S7 that the engine water temperature is equal to or lower than C [° C.], it is determined that the diesel engine 1 is still cold and that the exhaust temperature raising mode needs to be executed. In step S10, the governor control is switched to the exhaust temperature raising mode, and the stepless exhaust throttle control of the
即ち、前述した通り、排気ブレーキ14が走行中に適宜な開度に絞り込んでディーゼルエンジン1に負荷抵抗を与えることで排気昇温が図られ、その実行中にアクセルオフが検出されても前記排気ブレーキ14の絞り込みを戻さずに該絞り込みによるポンピングロス分に見合うトルクを発生させるべく燃料噴射が継続されるよう制御が成されることになる。
That is, as described above, the exhaust temperature is raised by narrowing the
ここで、本形態例にあっては、インジェクタ20の燃料噴射量や排気ブレーキ14の排気絞り量に関する作動誤差や劣化によるバラツキを修正することを目的とし、排気昇温モード中のギヤチェンジに伴うクラッチの切断時を見計らい、該クラッチの切断時における瞬時の減速度をエンジン回転数に基づき算出し且つその算出値と減速度の規定値との偏差を検出して排気昇温モードでのアクセルオフ時の燃料噴射量を学習補正するようにしてあり、例えば、図3のフローチャートで示す如き制御が成されるようにしてある。
Here, in the present embodiment, it is intended to correct the variation due to the operation error and deterioration related to the fuel injection amount of the
即ち、図3にフローチャートで示す学習補正の制御では、先ずステップS11にてエンジン回転数がD[rpm](Dは任意の適合値)からE[rpm](Eは任意の適合値)までの範囲にあること、アクセル開度が0%であること(アクセルが踏まれていない)、クラッチが切断状態であることが全て確認された時に次のステップS12へ進み、判定回転数毎の基準減速度(エンジン回転数とエンジン水温からのマップ算出値)を算出すると共に、判定回転数毎の実減速度(回転センサによる実測値)を算出するようになっている。 That is, in the control of learning correction shown by the flowchart in FIG. 3, first, at step S11, the engine rotational speed is from D [rpm] (D is any suitable value) to E [rpm] (E is any suitable value) When it is in the range, that the accelerator opening is 0% (the accelerator is not depressed), and all the clutch is in the disengaged state, the process proceeds to the next step S12, and the reference decrease for each determined rotation speed The speed (a map calculation value from the engine speed and the engine water temperature) is calculated, and the actual deceleration (actually measured value by the rotation sensor) for each determined rotation speed is calculated.
そして、次のステップS13にて基準減速度と実減速度との偏差(減速度偏差)を算出した後、次のステップS14にて基本噴射量(エンジン回転数からのマップ算出値)を算出すると共に、学習補正噴射量(エンジン回転数と減速度偏差からのマップ算出値)を算出し、ステップS15にてアクセルオフ時の燃料噴射量(基本噴射量に学習補正噴射量を加えた算出値)を算出するようにしている。 Then, after the deviation (deceleration deviation) between the reference deceleration and the actual deceleration is calculated in the next step S13, the basic injection amount (the map calculation value from the engine speed) is calculated in the next step S14. At the same time, the learning correction injection amount (map calculation value from the engine speed and the deceleration deviation) is calculated, and the fuel injection amount at the time of accelerator off at step S15 (calculation value obtained by adding the learning correction injection amount to the basic injection amount) Is calculated.
ただし、先のステップS13で求められた減速度偏差が外乱程度のF[r/s2](Fは任意の適合値)以下の時は、ステップS14における学習補正噴射量を更新せずに前回値を再び採用することでロバスト性を高めるようにしている。 However, when the deceleration deviation obtained in the previous step S13 is less than the disturbance level F [r / s 2 ] (F is an arbitrary adaptation value), the learning correction injection amount in step S14 is not updated and the previous time By adopting the values again, the robustness is enhanced.
尚、ステップS14で学習補正噴射量を算出するにあたり、先のステップS11における判定で全ての条件が整わないうちは、ステップS16を経由して減速度偏差の前回値を採用するようになっている。 Incidentally, when calculating the learning correction injection amount in step S14, the previous value of the deceleration deviation is adopted through step S16 unless all the conditions are satisfied in the determination in step S11 above. .
而して、このように排気昇温装置を構成した場合、冷間始動から間もない走行時等において、ディーゼルエンジン1が未だ冷えていて排気昇温モードを実行する必要があると制御装置15で認定されると、該制御装置15により排気昇温モードが実行され、排気ブレーキ14が適宜な開度に絞り込まれてディーゼルエンジン1に負荷抵抗が与えられ、この負荷抵抗によるトルク低下が燃料噴射量の増加により補償されて効果的な排気昇温が図られる一方、その実行中にアクセルオフとなっても前記排気ブレーキ14の絞り込みが維持され、該絞り込みによるポンピングロス分に見合うトルクが発生するよう燃料噴射が継続されるので、燃焼行程を経ない冷えた吸気4がそのまま多量に排気管11途中の選択還元型触媒13(NOx低減触媒)に流れ込むといった事態が起こらなくなり、該選択還元型触媒13を必要温度まで急速に高めることが可能となると共に、アクセルオフ時における従来と変わらない減速感を保つことが可能となる。
Thus, in the case where the exhaust gas temperature raising device is configured as described above, the
図4は冷間始動から間もない過渡状態における本形態例(図4中の全ての項目で実線で示す曲線を参照)と既存技術(図4中の全ての項目で鎖線で示す曲線を参照)との比較を項目別にグラフで示したものであり、何れも走行中に排気ブレーキ14を適宜な開度に絞り込んでディーゼルエンジン1に負荷抵抗を与えることで排気昇温を図るようにしているが、既存技術でアクセルオフ時に排気絞り開度を全開に戻しているのに対し、本形態例ではアクセルオフ時に排気絞り開度を全閉に保ち続けているので、アクセルオフ時における排気背圧が高まり、このままではドライバが予想外の減速感を感じてしまうことになり兼ねないが、本形態例では、アクセルオフ時にも排気ブレーキ14の絞り込みを戻さずに該絞り込みによるポンピングロス分に見合うトルクが発生するよう燃料噴射を継続しているので、エンジントルクの推移は既存技術と殆ど変わらずに推移することになり、結果的に既存技術よりも効率良く排気温度を上昇させることが可能となっている。
FIG. 4 shows an example of the present embodiment in a transient state immediately after a cold start (refer to a curve shown by a solid line in all items in FIG. 4) and a curve shown by a dashed line in all items in FIG. The comparison with と) is shown in the graph according to item, and in any case,
従って、上記形態例によれば、走行中に排気ブレーキ14を適宜な開度に絞り込んでディーゼルエンジン1に負荷抵抗を与えることで排気昇温を図る排気昇温モードを実行するにあたり、アクセルオフ時における従来と変わらない減速感を保ちながらも従来より効果的な排気昇温を図ることができるので、選択還元型触媒13(NOx低減触媒)を活性温度まで急速に高めることができ、図示しない尿素水添加弁による尿素水の添加を従来よりも早い段階から開始することができる。
Therefore, according to the above-described embodiment, the
また、特に本形態例においては、ドライバによる排気ブレーキスイッチ19のオンが検出されている条件下では通常のブレーキ制御を優先してアクセルオフでの燃料噴射を停止するようにしているので、ドライバが排気ブレーキ14を本来の補助ブレーキとして使用したい時に通常のブレーキ制御に戻すことができ、制動を効かせたい運転状況で燃料噴射が継続されるといった不合理な事態を未然に回避することができる。
Further, particularly in the present embodiment, under the condition that the
しかも、排気昇温モード中のギヤチェンジに伴うクラッチの切断時にエンジン回転数に基づき減速度を算出し且つその算出値と減速度の規定値との偏差を検出して排気昇温モードでのアクセルオフ時の燃料噴射量を学習補正するようにしているので、インジェクタ20の燃料噴射量や排気ブレーキ14の排気絞り量に関する作動誤差や劣化によるバラツキを修正し、実際の減速度と規定の減速度とのズレを無くして一層確実に従前通りの減速感を保つことができる。
Moreover, when the clutch is disengaged in the exhaust temperature raising mode, the deceleration is calculated based on the engine speed, and the deviation between the calculated value and the specified value of the deceleration is detected to detect the acceleration in the exhaust temperature raising mode. Since the fuel injection amount at the OFF time is learned and corrected, the variation due to the operation error and deterioration related to the fuel injection amount of the
また、以上は選択還元型触媒13を早期に活性温度まで上昇させることを目的として排気昇温モードを実行する場合について説明したが、この種の排気昇温モードは、走行中にパティキュレートフィルタ12を強制再生する場合にも用いることができる。
Also, the case has been described above where the exhaust gas temperature raising mode is performed for the purpose of raising the selective
即ち、ディーゼルエンジン1の排気浄化を図る場合、排気ガス9中のNOxを除去するだけでは十分ではなく、排気ガス9中に含まれるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)についてもパティキュレートフィルタ12を通して捕集する必要があるが、この種のパティキュレートフィルタ12を採用する場合には、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタ12の強制再生を図る必要がある。
That is, when the exhaust purification of the diesel engine 1 is intended, it is not sufficient to remove only the NOx in the
このため、パティキュレートフィルタ12に酸化触媒を担持させ、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階で上流の排気ガス9中に燃料を添加してパティキュレートフィルタ12を強制再生するようにしているが、このようなパティキュレートフィルタ12の強制再生時に前述の如き排気昇温モードを実行すれば、排気温度の低い運転状況であってもパティキュレートフィルタ12の強制再生を早期に且つ確実に完了させることができる。
For this reason, an oxidation catalyst is supported on the
尚、本発明の排気昇温装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、後処理装置は排気昇温モードを要するものであれば選択還元型触媒等のNOx低減触媒であってもパティキュレートフィルタであっても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 The exhaust gas temperature raising device of the present invention is not limited to only the above-described embodiment, and the aftertreatment device may be a NOx reduction catalyst such as a selective reduction type catalyst if it requires an exhaust gas temperature raising mode. Of course, it may be a particulate filter, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.
1 ディーゼルエンジン(エンジン)
9 排気ガス
11 排気管
12 パティキュレートフィルタ(後処理装置)
13 選択還元型触媒(後処理装置)
14 排気ブレーキ(排気絞り弁)
15 制御装置
16 アクセルセンサ
19 排気ブレーキスイッチ
20 インジェクタ
1 Diesel engine (engine)
9
13 Selective reduction type catalyst (post-treatment device)
14 Exhaust brake (exhaust throttle valve)
15
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Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JPH0517132U (en) * | 1991-08-15 | 1993-03-05 | 三菱自動車工業株式会社 | Vehicle engine warm-up device |
JPH0893510A (en) * | 1994-09-28 | 1996-04-09 | Mitsubishi Motors Corp | Heater device for running vehicle |
JP2003343287A (en) * | 2002-05-27 | 2003-12-03 | Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
-
2017
- 2017-12-05 JP JP2017233548A patent/JP2019100275A/en active Pending
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