JP2023091199A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purifier.
エンジンを備えた車両は、排ガスを浄化するための排ガス浄化装置を備えている。排ガス浄化装置として、粒子状物質(Particulate matter:PM)を捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate filter:DPF)を有しているものがある。DPFは、例えば、特許文献1のように上流側と下流側の差圧により、詰まり判定を行っている。
A vehicle equipped with an engine is equipped with an exhaust gas purification device for purifying exhaust gas. Some exhaust gas purifiers have a diesel particulate filter (DPF) that collects particulate matter (PM). The DPF determines clogging based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side, as disclosed in
ところで、エンジンの吸気側に排ガスの一部を戻す(還流する)ことでNOxの発生を抑制するExhaust gas recirculation system(EGRシステム)を備えた車両においては、DPFへ流れる排ガス流量がEGRシステムの作動状況の影響を受ける。 By the way, in a vehicle equipped with an Exhaust gas recirculation system (EGR system), which suppresses the generation of NOx by returning (recirculating) part of the exhaust gas to the intake side of the engine, the flow rate of the exhaust gas flowing to the DPF affects the operation of the EGR system. affected by circumstances.
エンジン運転状態が一定であれば、EGRシステムの排ガス還流量を制御するEGR弁が閉側の場合、開側に比べ、エンジンに戻る排ガスがない、または排ガス還流量が少ないため、結果としてDPFへ流れる排ガス流量が多くなる。 If the engine operating conditions are constant, when the EGR valve that controls the amount of exhaust gas recirculated in the EGR system is closed, there is no exhaust gas returning to the engine, or the amount of exhaust gas recirculated is small compared to the open side, so as a result, the DPF The flow rate of exhaust gas increases.
このようにEGR弁が閉状態などでは、DPFへ流れる排ガス流量が多くなることで、DPFの上流側と下流側の差圧が大きくなり、目詰まりしていないにも関わらず、詰まっていると誤判定してしまう虞がある。 In this way, when the EGR valve is closed, the flow rate of exhaust gas flowing to the DPF increases, and the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the DPF increases. There is a risk of erroneous determination.
特許文献1では、DPF詰まり判定時にEGRシステムの排ガス還流量を一定にすることで、誤判定の抑制を行うものであり、EGRシステムの動作を制限することによりNOx排出量へ影響が懸念され、上記課題を根本的に解決できるものではない。
In
そこで本発明は、EGRシステムの排ガス還流量を制御する弁の開度が所定値以下の状況下でDPF詰まり判定を行わないことにより誤判定を抑制することができる排ガス浄化装置を提供することにある。 Therefore, the present invention provides an exhaust gas purifying apparatus that can suppress erroneous determination by not performing DPF clogging determination under the condition that the opening degree of the valve that controls the exhaust gas recirculation amount of the EGR system is less than a predetermined value. be.
本発明は前述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の態様又は適用例として実現することができる。 The present invention has been made to solve at least part of the above problems, and can be implemented as the following aspects or application examples.
本適用例に係る排ガス浄化装置は、車両に備えられる内燃機関の排ガスを浄化するための排ガス浄化装置であって、粒子状物質を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタと、前記ディーゼルパティキュレートフィルタの上流側と下流側の差圧により詰まりの判定を行う詰まり判定部、流量制御弁を介して前記排ガスの一部を前記内燃機関の吸気側へ戻すEGRシステムと、を備え、前記詰まり判定は、前記流量制御弁の開度が所定開度以下の場合は詰まり判定を禁止する、ことを特徴とする。 An exhaust gas purifying device according to this application example is an exhaust gas purifying device for purifying exhaust gas from an internal combustion engine provided in a vehicle, and includes a diesel particulate filter that captures particulate matter, and an upstream side of the diesel particulate filter. and an EGR system that returns part of the exhaust gas to the intake side of the internal combustion engine via a flow control valve, and the clogging determination is based on the flow rate The clogging determination is prohibited when the degree of opening of the control valve is equal to or less than a predetermined degree of opening.
このように当該排ガス浄化装置は、EGRシステムの流量制御弁(EGR弁)の開度が所定開度以下の閉状態にある場合にはDPFの詰まり判定を禁止する。つまり、EGRシステムにより排ガス還流量が減少し、DPFに向かう排ガス流量が増大して圧力が上昇する状況下では、DPFの詰まり判定を行わないようにする。これにより、EGRシステムの動作を妨げることがなくNOx抑制を維持しつつ、DPF詰まり判定の誤判定を抑制できる。 In this manner, the exhaust gas purifying apparatus prohibits determination of DPF clogging when the opening degree of the flow control valve (EGR valve) of the EGR system is in a closed state with a predetermined opening degree or less. In other words, when the exhaust gas recirculation amount is reduced by the EGR system and the exhaust gas flow rate toward the DPF is increased to increase the pressure, the DPF clogging determination is not performed. As a result, it is possible to suppress erroneous determination of DPF clogging while maintaining NOx suppression without interfering with the operation of the EGR system.
従って、本適用例に係る排ガス浄化装置は、EGRシステムの排ガス還流量を制御する弁の開度が所定開度以下の状況下でDPFの詰まり判定を行わないことにより誤判定を抑制することができる。 Therefore, the exhaust gas purification apparatus according to this application example can suppress erroneous determination by not determining clogging of the DPF under a condition where the opening degree of the valve that controls the exhaust gas recirculation amount of the EGR system is equal to or less than a predetermined opening degree. can.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。 An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の一実施形態に係る排ガス浄化装置を備える車両の概略構成図である。車両1の駆動源であるエンジン10(内燃機関)は例えばディーゼルエンジンである。エンジン10の各気筒には燃料噴射弁11が設けられ、各燃料噴射弁11は共通のコモンレールから加圧燃料が供給され、エンジン10の運転状態に応じたタイミングで開弁して各気筒の筒内に燃料を噴射する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a vehicle equipped with an exhaust gas purifier according to one embodiment of the present invention. An engine 10 (internal combustion engine) that is a driving source of the
エンジン10の吸気側には吸気マニホールドを介して吸気通路20が接続されている。吸気通路20には、吸気上流端にエアフィルタ21が設けられている。また、吸気通路20には、エアフィルタ21より吸気下流側に、ターボチャージャ22のコンプレッサ22a、吸気を冷却するインタクーラ23、吸気量を調整する吸気絞り弁24が設けられている。
An
また、エンジン10の排気側には排気マニホールドを介して排気通路30が接続されている。排気通路30には、上記コンプレッサ22aと同軸上に連結されたターボチャージャ22のタービン22bが設けられている。
An
また、吸気通路20と排気通路30との間には、EGR弁41(流量制御弁)を介して排ガスの一部をEGRガスとして吸気通路20に戻す(還流する)EGRシステム40が設けられている。詳しくは、EGRシステム40は、吸気通路20と排気通路30とを連通するEGR通路42を有している。本実施形態のEGR通路42は、排気通路30のタービン22bよりも排ガス上流側と、吸気通路20の吸気絞り弁24の吸気下流側とを接続している。EGR通路42には、EGRガスを冷却するためのEGRクーラ43が設けられている。
An
EGR弁41は、EGR通路42においてEGRクーラ43よりEGRガス流の下流側に設けられている。EGR弁41は、図示しないアクチュエータにより開閉駆動して、EGRガスの還流量を調整可能である。具体的には、EGR弁41は、開弁するとEGRガスの還流量が増加し、閉弁するとEGRガスの還流量が減少し、全閉状態でEGRガスの還流を停止する。
The
エンジン10の運転中において吸気通路20内に導入された吸気はターボチャージャ22のコンプレッサ22aにより加圧された後にインタクーラ23、吸気絞り弁24を経て各気筒に分配され、各気筒の吸気行程で筒内に吸入される。筒内では所定のタイミングで燃料噴射弁11から燃料が噴射されて圧縮上死点近傍で着火・燃焼し、燃焼後の排ガスは排気通路30に排出される。EGR弁41が開弁していると、排ガスの一部はEGRガスとしてEGR通路42を通って吸気通路20に還流される。残りの排ガスは、排気通路30を通ってタービン22bを回転駆動した後に排ガス浄化装置50に排出される。
During the operation of the
排ガス浄化装置50は、排気上流側から順に、前段酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)51、DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)52、SCR(Selective Catalytic Reduction)53、後段酸化触媒(CUC:Clean-up Catalyst)54を有している。前段酸化触媒51とDPF52は上流側ケーシング50aに、SCR53と後段酸化触媒54は下流側ケーシング50bに収容されている。また、上流側ケーシング50aと下流側ケーシング50bとは中間通路50cにより接続されている。
The exhaust
前段酸化触媒51は排ガス中の成分を酸化する機能を有している。前段酸化触媒51は、例えば未燃燃料中の炭化水素(HC)や一酸化炭素(CO)を酸化するとともに、排ガス中の一酸化窒素(NO)から二酸化窒素(NO2)を生成する。
The
DPF52は排ガス中の粒子状物質(Particulate Matter:PM)を捕集する機能を有する多孔質のフィルタである。DPF52で捕集された粒子状物質は、排ガス温度が比較的高い状態において、前段酸化触媒51で生成された二酸化窒素(NO2)と反応して焼却除去され、これによりDPF52が再生される。
The
SCR53は、排ガス中のNOxを吸着して、アンモニア(NH3)を還元剤としてNOxを選択的に窒素(N2)に還元して排ガスを浄化する機能を有する。中間通路50cには尿素噴射弁55が設けられており、当該尿素噴射弁55から尿素水が供給され、SCR53にて還元剤のアンモニア(NH3)となる。
The
後段酸化触媒54は、主にSCR53にて余ったアンモニア(NH3)を酸化除去させる機能を有する。
The
また、DPF52には、DPF52の排ガス上流側と排ガス下流側との圧力差(差圧)を検出する差圧センサ56が設けられている。具体的には差圧センサ56は、上流側ケーシング50aの前段酸化触媒51とDPF52との間に接続された上流側管路56aと、他端が排ガス下流側は中間通路50cに接続された下流側管路56bを有している。差圧センサ56は、この管路が接続されている2点間の圧力差(差圧)を検出することで、DPF52の目詰まり度合い、即ち粒子状物質の捕集量を検出可能である。
Further, the
車両1には、図示しない入出力装置、制御プログラムや制御マップ等が記憶された記憶装置(ROM,RAM等)、中央処理装置(CPU)、等を備えたECU(電子制御ユニット)60が搭載されている。ECU60には、種々の信号が入出力され、その中の一部として差圧センサ56からの検出信号(差圧情報)やEGR弁41の開度信号(開度情報)がある。
The
ECU60は、差圧センサ56で検出された差圧からDPF52の詰まりの判定を行う詰まり判定部の機能を有している。詳しくは、ECU60は、又はエンジン10が所定の運転状態である、等の詰まり判定の実施条件を満たした際に差圧センサ56で検出された差圧が所定の閾値以上であるか否かを判定する。差圧が所定の閾値以上である場合にはDPF52に目詰まり異常が生じていると判定し、所定の閾値未満である場合はDPF52は正常であると判定する。なお、目詰まり異常が生じていると判定された場合には、ECU60は運転者や整備者に向けての警告処理を実施する。
The
一方、ECU60は、詰まり判定の実施条件を満たした場合であっても、EGR弁41の開度が所定開度以下の場合は詰まり判定を禁止する。この詰まり判定を禁止するためのEGR弁41に対する所定開度は、DPF52の排気上流側の圧力上昇の影響度合いに応じて設定され、一定値でもよいし、エンジン10の運転状態に応じて変動する値であってもよい。ECU60は、詰まり判定を禁止した後、EGR弁41の開度が所定開度より開弁した際に、詰まり判定の実施条件を満たしていれば、詰まり判定を実施する。
On the other hand, the
このように当該排ガス浄化装置50は、EGRシステム40のEGR弁41の開度が所定開度以下の閉状態にある場合にはDPF52の詰まり判定を禁止する。つまり、EGRシステム40により排ガス還流量が減少し、DPF52に向かう排ガス流量が増大し圧力が上昇する状況下では、DPF52の詰まり判定を行わないようにする。これにより、EGRシステム40の動作を妨げることがなくNOx抑制を維持しつつ、DPF52の詰まり判定の誤判定を抑制できる。
In this manner, the exhaust
以上のように、本実施形態に係る排ガス浄化装置50は、EGRシステム40の排ガス還流量を制御するEGR弁41の開度が所定開度以下の状況下でDPF52の詰まり判定を行わないことにより誤判定を抑制することができる。
As described above, the exhaust
以上で本発明に係る排気浄化装置の実施形態についての説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。 This completes the description of the embodiment of the exhaust purification device according to the present invention, but the aspect of the present invention is not limited to this embodiment.
上記実施形態において、EGR弁41は1つのみ設けられているが、EGR通路を分岐させて、分岐した各通路にEGRバルブを設けてもよい。
Although only one
また上記実施形態では、差圧センサ56によりDPF52の排ガス上流側と排ガス下流側の差圧を検出しているが、差圧の検出手段はこれに限られるものではない。例えば、DPFの排ガス上流側と排ガス下流側のそれぞれに圧力センサを設けて、各圧力センサにより検出された圧力の差を算出することで差圧を算出してもよい。
In the above embodiment, the
1 :車両
10 :エンジン
11 :燃料噴射弁
20 :吸気通路
21 :エアフィルタ
22 :ターボチャージャ
22a :コンプレッサ
22b :タービン
23 :インタクーラ
24 :吸気絞り弁
30 :排気通路
40 :EGRシステム
41 :EGR弁(流量制御弁)
42 :EGR通路
43 :EGRクーラ
50 :排ガス浄化装置
50a :上流側ケーシング
50b :下流側ケーシング
50c :中間通路
51 :前段酸化触媒
52 :DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)
53 :SCR
54 :後段酸化触媒
55 :尿素噴射弁
56 :差圧センサ
56a :上流側管路
56b :下流側管路
60 :ECU(詰まり判定部)
1: Vehicle 10: Engine 11: Fuel injection valve 20: Intake passage 21: Air filter 22:
42: EGR passage 43: EGR cooler 50: Exhaust
53: SCR
54: post-oxidation catalyst 55: urea injection valve 56:
Claims (1)
粒子状物質を捕捉するディーゼルパティキュレートフィルタと、
前記ディーゼルパティキュレートフィルタの上流側と下流側の差圧により詰まりの判定を行う詰まり判定部、
流量制御弁を介して前記排ガスの一部を前記内燃機関の吸気側へ戻すEGRシステムと、
を備え、
前記詰まり判定部は、前記流量制御弁の開度が所定開度以下の場合は詰まり判定を禁止する、ことを特徴とした排ガス浄化装置。
An exhaust gas purification device for purifying exhaust gas from an internal combustion engine provided in a vehicle,
a diesel particulate filter that traps particulate matter;
A clogging determination unit that determines clogging based on the differential pressure between the upstream side and the downstream side of the diesel particulate filter,
an EGR system that returns a portion of the exhaust gas to the intake side of the internal combustion engine via a flow control valve;
with
The exhaust gas purifier according to claim 1, wherein the clogging determination unit prohibits the clogging determination when the degree of opening of the flow control valve is less than or equal to a predetermined degree of opening.
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