JP2023170812A - Control system of internal combustion engine - Google Patents

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Jun Kurokawa
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Abstract

To provide a control system of an internal combustion engine including: a fuel addition valve for injecting (adding) a fuel to an exhaust gas flowing in an exhaust passage from one end of a connection passage branched at a branch position located upstream with respect to an exhaust emission control device disposed on the exhaust passage of the internal combustion engine; and a control device allowing the injection of the fuel to the fuel addition valve when a fuel addition condition is established, and preventing accumulation of deposit near the branch position.SOLUTION: When a branch temperature correlation value correlating to a temperature of an exhaust gas flowing at a branch position is higher than a prescribed correlation value threshold, injection of a fuel by a fuel addition valve is forbidden. The correlation value threshold is a value for estimating accumulation of the fuel injected from the fuel addition valve and attached near the branch position as deposit, when the branch temperature correlation value becomes higher than the correlation value threshold.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、内燃機関の制御システムに関する。例えば、排気浄化装置に流入する排気に燃料を噴射(添加)する燃料添加弁を備える内燃機関の制御システムに関する。 The present invention relates to a control system for an internal combustion engine. For example, the present invention relates to a control system for an internal combustion engine that includes a fuel addition valve that injects (adds) fuel to exhaust gas flowing into an exhaust gas purification device.

この種の内燃機関の1つは、排気経路における排気浄化装置(具体的には、酸化触媒装置)よりも上流の位置にて分岐した「接続通路」の一端に燃料添加弁が配設されている。即ち、燃料添加弁から噴射された燃料が接続通路を経て排気経路を流れる排気に添加される。燃料添加弁が接続通路に配設されることにより、燃料添加弁の噴孔が排気通路を流れる排気に直接的に露出して高温となることが回避される。そのため、噴口に付着した燃料がデポジットとなって堆積することが回避される(例えば、特許文献1を参照)。 One of these types of internal combustion engines has a fuel addition valve installed at one end of a "connecting passage" that branches off at a position upstream of the exhaust purification device (specifically, the oxidation catalyst device) in the exhaust path. There is. That is, fuel injected from the fuel addition valve is added to the exhaust gas flowing through the exhaust path via the connection passage. By disposing the fuel addition valve in the connection passage, the nozzle hole of the fuel addition valve is prevented from being directly exposed to the exhaust gas flowing through the exhaust passage and becoming high temperature. Therefore, fuel adhering to the nozzle is prevented from accumulating as a deposit (see, for example, Patent Document 1).

特開2018-13095号公報JP 2018-13095 Publication

しかしながら、接続通路と排気経路との分岐位置の近傍にデポジットが堆積する可能性がある。具体的には、燃料添加弁から噴射された燃料の一部が分岐位置近傍の内壁面に付着し、排気に含まれる煤(スート)と共に凝固したデポジットとなって堆積する可能性がある。デポジットの堆積量が増加すると、接続通路が分岐位置において閉塞され、燃料添加弁から噴射された燃料が排気経路を流れる排気に添加できなくなる虞がある。 However, there is a possibility that deposits may accumulate near the branching position of the connection passage and the exhaust passage. Specifically, there is a possibility that a portion of the fuel injected from the fuel addition valve may adhere to the inner wall surface near the branching position and become a solidified deposit together with soot contained in the exhaust gas. When the amount of deposit increases, the connecting passage becomes blocked at the branch position, and there is a possibility that the fuel injected from the fuel addition valve cannot be added to the exhaust gas flowing through the exhaust path.

本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、接続通路と排気経路との分岐位置近傍に堆積したデポジット量が増加することを回避することができる内燃機関の制御システムを提供することを目的とする。 The present invention was devised in view of these points, and provides a control system for an internal combustion engine that can avoid an increase in the amount of deposits accumulated in the vicinity of the branching position between the connection passage and the exhaust passage. The purpose is to

上記課題を解決するため、本発明の第1の発明に係る内燃機関の制御システムは、内燃機関の排気経路に配設された排気浄化装置と、前記排気経路の前記排気浄化装置よりも上流にある分岐位置にて分岐した接続通路の一端から前記排気経路を流れる排気に対して燃料を噴射して添加する燃料添加弁と、所定の燃料添加条件が成立しているときに前記燃料添加弁に燃料を噴射させる燃料添加制御を実行する制御装置と、を備える。 In order to solve the above problems, a control system for an internal combustion engine according to a first aspect of the present invention includes an exhaust gas purification device disposed in an exhaust path of an internal combustion engine, and an exhaust gas purification device located upstream of the exhaust gas purification device in the exhaust path. a fuel addition valve that injects and adds fuel to the exhaust gas flowing through the exhaust path from one end of a connecting passage branched at a certain branching position; A control device that executes fuel addition control to inject fuel.

更に、内燃機関の制御システムは、前記分岐位置を流れる前記排気の温度に相関する分岐温度相関値を取得する温度相関値検出装置を備え、前記制御装置は、前記燃料添加条件が成立しているときに前記分岐温度相関値が所定の相関値閾値よりも高ければ前記燃料添加制御の実行を禁止する。前記相関値閾値は、前記分岐温度相関値が前記相関値閾値よりも高くなると前記燃料添加弁から噴射されて前記分岐位置の近傍に付着した燃料がデポジットとなって堆積すると予測される値である。 Furthermore, the control system for an internal combustion engine includes a temperature correlation value detection device that obtains a branch temperature correlation value that correlates with the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position, and the control device is configured to detect a branch temperature correlation value that is correlated to the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position, and the control device is configured to detect a temperature correlation value that is correlated with the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position. If the branch temperature correlation value is higher than a predetermined correlation value threshold, execution of the fuel addition control is prohibited. The correlation value threshold is a value at which it is predicted that when the branch temperature correlation value becomes higher than the correlation value threshold, fuel injected from the fuel addition valve and deposited near the branch position will accumulate as a deposit. .

本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る内燃機関の制御システムであって、前記制御装置は、前記燃料添加制御の実行時、前記燃料添加弁から単位時間あたりに噴射される燃料の量である燃料添加量を、前記分岐温度相関値に応じて定められた添加量下限値以上となるように決定する。前記添加量下限値は、前記燃料添加量が前記添加量下限値よりも小さくなると前記燃料添加弁から噴射されて前記分岐位置の近傍に付着した燃料がデポジットとなって堆積すると予測される値である。 A second invention of the present invention is the control system for an internal combustion engine according to the first invention, wherein the control device is configured to inject fuel from the fuel addition valve per unit time when executing the fuel addition control. The amount of fuel added, which is the amount of fuel, is determined to be equal to or greater than the lower limit value of addition amount determined according to the branch temperature correlation value. The lower limit of the addition amount is a value at which it is predicted that when the fuel addition amount becomes smaller than the lower limit of the addition amount, the fuel injected from the fuel addition valve and attached to the vicinity of the branch position will accumulate as a deposit. be.

本発明の第3の発明は、上記第1又は第2の発明に係る内燃機関の制御システムであって、前記内燃機関は、前記排気経路における前記分岐位置と前記排気浄化装置との間の位置に配設されたタービンを備える過給機を含み、前記排気浄化装置は、酸化触媒装置及び前記酸化触媒装置よりも下流側にある粒子状物質捕集装置を含む。 A third invention of the present invention is the control system for an internal combustion engine according to the first or second invention, wherein the internal combustion engine is located at a position between the branch position in the exhaust path and the exhaust purification device. The exhaust purification device includes an oxidation catalyst device and a particulate matter collection device downstream of the oxidation catalyst device.

燃料添加弁から噴射された燃料の一部が分岐位置近傍の内面に付着すと、成分の一部が蒸発することにより粘度の高いバインダとなって排気経路を流れる排気に含まれる煤を吸着する。煤を含む燃料成分は、高温の排気に曝されると、デポジットとなって堆積する。そこで、第1の発明に係る内燃機関の制御システムにおいては、分岐位置を流れる排気の温度が高ければ(具体的には、燃料添加条件の成立時であっても分岐温度相関値が相関値閾値よりも高ければ)、燃料添加弁による燃料噴射が禁止される。即ち、燃料添加条件が成立していても、燃料添加弁によって噴射された燃料が分岐位置の近傍にてデポジットとなって堆積する可能性が高い場合、燃料添加弁は燃料を噴射しない。 When some of the fuel injected from the fuel addition valve adheres to the inner surface near the branch point, some of the components evaporate and become a highly viscous binder that adsorbs soot contained in the exhaust gas flowing through the exhaust path. . Fuel components containing soot build up as deposits when exposed to high temperature exhaust gas. Therefore, in the control system for an internal combustion engine according to the first invention, if the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position is high (specifically, even when the fuel addition condition is met, the branch temperature correlation value is set to the correlation value threshold value). ), fuel injection by the fuel addition valve is prohibited. That is, even if the fuel addition conditions are met, if there is a high possibility that the fuel injected by the fuel addition valve will accumulate as a deposit near the branch position, the fuel addition valve will not inject fuel.

第2の発明においては、燃料添加量が添加量下限値以上となるように燃料添加弁から燃料が噴射されるので、上述した煤を含むバインダが洗い流される可能性が高くなる。そのため、第2の発明によれば、分岐位置近傍に堆積したデポジット量が増加することをより確実に回避することができる。 In the second aspect of the invention, since fuel is injected from the fuel addition valve so that the amount of fuel added is equal to or greater than the lower limit of addition amount, there is a high possibility that the binder containing soot described above will be washed away. Therefore, according to the second invention, it is possible to more reliably prevent the amount of deposits accumulated near the branching position from increasing.

第3の発明においては、分岐位置が排気経路におけるタービンよりも上流側にあるので、燃料添加弁から噴射された燃料はタービンに流入する前の排気(即ち、タービンを経て温度が低下する前の排気)に添加される。そのため、燃料添加弁によって噴射された燃料の気化・霧化が促進されるので、分岐位置近傍に堆積したデポジット量の増加が回避される可能性が更に高くなる。 In the third invention, since the branch position is on the upstream side of the turbine in the exhaust path, the fuel injected from the fuel addition valve is transferred to the exhaust gas before it flows into the turbine (i.e., before the temperature decreases through the turbine). (exhaust gas). Therefore, the vaporization and atomization of the fuel injected by the fuel addition valve is promoted, which further increases the possibility of avoiding an increase in the amount of deposits accumulated near the branching position.

本発明に係る内燃機関の制御システムが適用される車両の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a vehicle to which an internal combustion engine control system according to the present invention is applied. 内燃機関の排気経路に配設された燃料添加弁の概略構成図である。1 is a schematic configuration diagram of a fuel addition valve disposed in an exhaust path of an internal combustion engine. 内燃機関のタービン出口温度と、燃料添加弁の燃料添加量と、の組合せを表した図である。FIG. 3 is a diagram showing combinations of a turbine outlet temperature of an internal combustion engine and a fuel addition amount of a fuel addition valve. 内燃機関の制御システムの制御装置が実行する「DPF再生処理ルーチン」を示したフローチャートである。2 is a flowchart showing a "DPF regeneration processing routine" executed by a control device of a control system for an internal combustion engine.

本発明の実施形態を図1~4を参照しながら説明する。説明中の同じ参照番号は、重複する説明をしないが同じ機能を有する同じ要素を意味する。本実施形態に係る内燃機関の制御システムは、図1に示される車両1に適用される。車両1は、駆動力源である内燃機関2、過給機3、吸気システム4、排気システム5、EGRシステム6及びECU7を含んでいる。なお、車両1の外観の図示は省略される。 Embodiments of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 to 4. The same reference numbers in the description refer to the same elements having the same function without redundant description. The internal combustion engine control system according to this embodiment is applied to a vehicle 1 shown in FIG. The vehicle 1 includes an internal combustion engine 2 as a driving force source, a supercharger 3, an intake system 4, an exhaust system 5, an EGR system 6, and an ECU 7. Note that illustration of the external appearance of the vehicle 1 is omitted.

内燃機関2は、多気筒ディーゼル機関である。内燃機関2は、複数の燃料噴射弁21を含んでいる。燃料噴射弁21のそれぞれは、ECU7からの指示に応じて図示しないコモンレール装置の蓄圧室から供給される高圧の燃料を気筒内に噴射する。 Internal combustion engine 2 is a multi-cylinder diesel engine. Internal combustion engine 2 includes a plurality of fuel injection valves 21. Each of the fuel injection valves 21 injects high-pressure fuel supplied from a pressure accumulation chamber of a common rail device (not shown) into the cylinder in response to instructions from the ECU 7.

過給機3は、タービン31及びコンプレッサ32を含んでいる。タービン31は、内燃機関2の各気筒から排出される排気(燃焼ガス)の圧力によって作動(回転)する。コンプレッサ32は、タービン31と連動して作動(回転)し、内燃機関2の各気筒に吸入される空気(吸気)を加圧する。 The supercharger 3 includes a turbine 31 and a compressor 32. The turbine 31 is operated (rotated) by the pressure of exhaust gas (combustion gas) discharged from each cylinder of the internal combustion engine 2 . The compressor 32 operates (rotates) in conjunction with the turbine 31 and pressurizes the air (intake) taken into each cylinder of the internal combustion engine 2 .

吸気システム4は、吸気通路である吸気管41a~41b、吸気マニホールド42、インタークーラ43、スロットル弁44及びスロットルアクチュエータ44aを含んでいる。吸気管41aは、外部(車外)から吸入された吸気(新気)をコンプレッサ32に導入する。吸気管41bは、コンプレッサ32から排出された吸気を吸気マニホールド42に導入する。吸気マニホールド42は、内燃機関2の各気筒に吸気を導入する。吸気管41a~41b及び吸気マニホールド42は、内燃機関2の吸気経路を形成する。 The intake system 4 includes intake pipes 41a to 41b, which are intake passages, an intake manifold 42, an intercooler 43, a throttle valve 44, and a throttle actuator 44a. The intake pipe 41a introduces intake air (fresh air) drawn from the outside (outside the vehicle) into the compressor 32. The intake pipe 41b introduces intake air discharged from the compressor 32 into the intake manifold 42. The intake manifold 42 introduces intake air into each cylinder of the internal combustion engine 2. The intake pipes 41a to 41b and the intake manifold 42 form an intake path of the internal combustion engine 2.

インタークーラ43は、吸気管41bに配設されている。インタークーラ43は、コンプレッサ32にて加圧されて温度が上昇した吸気を冷却する。スロットル弁44は、吸気管41bのインタークーラ43よりも下流の位置に介装されている。スロットル弁44は、その回転位置に応じて吸気管41bの開度を調整する。スロットルアクチュエータ44aは、ECU7からの指示に応じてスロットル弁44の回転位置(開弁状態)を所定の全開位置(全開状態)から全閉位置(全閉状態)までの間で変化させる。 The intercooler 43 is arranged in the intake pipe 41b. The intercooler 43 cools the intake air which has been pressurized by the compressor 32 and whose temperature has increased. The throttle valve 44 is interposed at a position downstream of the intercooler 43 in the intake pipe 41b. The throttle valve 44 adjusts the opening degree of the intake pipe 41b according to its rotational position. The throttle actuator 44a changes the rotational position (valve open state) of the throttle valve 44 between a predetermined fully open position (fully open state) and a fully closed position (fully closed state) in response to instructions from the ECU 7.

排気システム5は、排気マニホールド51、排気管52a~52b、接続通路53、燃料添加弁54、第1酸化触媒55、DPF(Diesel Particulate Filter)56、SCR(Selective Catalytic Reduction)57及び第2酸化触媒58を含んでいる。排気マニホールド51及び排気管52a~52bは、内燃機関2の排気経路を形成する。第1酸化触媒55、DPF56、SCR57及び第2酸化触媒58は、「排気浄化装置」とも総称される。 The exhaust system 5 includes an exhaust manifold 51, exhaust pipes 52a to 52b, a connecting passage 53, a fuel addition valve 54, a first oxidation catalyst 55, a DPF (Diesel Particulate Filter) 56, an SCR (Selective Catalytic Reduction) 57, and a second oxidation catalyst. Contains 58. The exhaust manifold 51 and the exhaust pipes 52a to 52b form an exhaust path of the internal combustion engine 2. The first oxidation catalyst 55, DPF 56, SCR 57, and second oxidation catalyst 58 are also collectively referred to as an "exhaust purification device."

排気マニホールド51は、内燃機関2の各気筒から排出された排気(燃焼ガス)を排気管52aに導入する。排気管52aは、排気をタービン31に導入する。排気管52bは、タービン31から排出された排気を外部(車外)に排出する。 The exhaust manifold 51 introduces exhaust gas (combustion gas) discharged from each cylinder of the internal combustion engine 2 into the exhaust pipe 52a. The exhaust pipe 52a introduces exhaust gas into the turbine 31. The exhaust pipe 52b discharges the exhaust gas discharged from the turbine 31 to the outside (outside the vehicle).

接続通路53は、排気管52aにて排気経路と合流する分岐通路である。排気管52aと接続通路53とが合流する位置は、便宜上、「分岐位置」とも称呼される。燃料添加弁54は、接続通路53の他端(即ち、接続通路53における分岐位置とは反対側の端部)に配設されている。燃料添加弁54は、ECU7の指示に応じて燃料ポンプ(不図示)から供給される燃料を分岐位置(即ち、排気管52a)に向けて噴射する。 The connection passage 53 is a branch passage that joins the exhaust path at the exhaust pipe 52a. For convenience, the position where the exhaust pipe 52a and the connection passage 53 join is also referred to as a "branch position." The fuel addition valve 54 is disposed at the other end of the connection passage 53 (that is, at the end of the connection passage 53 opposite to the branch position). The fuel addition valve 54 injects fuel supplied from a fuel pump (not shown) toward the branch position (that is, the exhaust pipe 52a) according to instructions from the ECU 7.

燃料添加弁54から噴射された燃料が排気管52aを流れる排気に添加される様子が図2に示される。後述されるように、燃料が添加された排気はタービン31を経て第1酸化触媒55に流入し、その結果として第1酸化触媒55から排出される排気(即ち、DPF56に流入する排気)の温度が上昇する。 FIG. 2 shows how the fuel injected from the fuel addition valve 54 is added to the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 52a. As will be described later, the exhaust gas to which fuel has been added flows into the first oxidation catalyst 55 via the turbine 31, and as a result, the temperature of the exhaust gas discharged from the first oxidation catalyst 55 (that is, the exhaust gas flowing into the DPF 56) rises.

図2に示される冷却水流路59a、59bは、ウォーターポンプ(不図示)から供給される冷却水(クーラント液)が流れる流路(ウォータージャケット)である。冷却水流路59a、59bを流れる冷却水によって燃料添加弁54(具体的には、燃料添加弁54の先端に形成された噴孔)が冷却される。そのため、燃料添加弁54から噴射された燃料の一部が噴孔に付着した後、付着した燃料が高温の環境に曝されることによってデポジットとなって堆積する可能性が低くなる。 The cooling water channels 59a and 59b shown in FIG. 2 are channels (water jackets) through which cooling water (coolant liquid) supplied from a water pump (not shown) flows. The fuel addition valve 54 (specifically, the nozzle hole formed at the tip of the fuel addition valve 54) is cooled by the cooling water flowing through the cooling water channels 59a and 59b. Therefore, after a portion of the fuel injected from the fuel addition valve 54 adheres to the nozzle hole, the possibility that the adhered fuel becomes a deposit due to being exposed to a high temperature environment is reduced.

図1に示される第1酸化触媒55は、排気に含まれる一酸化炭素(CO)及び炭化水素(HC)等を酸化して浄化する酸化触媒装置(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)である。DPF56は、排気に含まれる粒子状物質(PM)を捕集(捕捉)する周知の粒子状物質捕集装置である。 The first oxidation catalyst 55 shown in FIG. 1 is an oxidation catalyst device (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) that oxidizes and purifies carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), etc. contained in exhaust gas. The DPF 56 is a well-known particulate matter collection device that collects (captures) particulate matter (PM) contained in exhaust gas.

SCR57は、尿素水添加弁(不図示)から噴射された尿素水の加水分解によって生じたアンモニアガスを用いて排気に含まれる窒素酸化物(NOx)を還元して浄化する。第2酸化触媒58は、SCR57から排出された残留アンモニアガスを酸化して浄化する。 The SCR 57 uses ammonia gas generated by hydrolysis of urea water injected from a urea water addition valve (not shown) to reduce and purify nitrogen oxides (NOx) contained in the exhaust gas. The second oxidation catalyst 58 oxidizes and purifies the residual ammonia gas discharged from the SCR 57.

EGRシステム6は、EGR管61及びEGR弁62を含んでいる。EGR管61は、排気管52aと吸気管41bとを連通する。EGR弁62は、EGR管61に介装されている。EGR弁62の開弁状態は、ECU7からの指示に応じて所定の全開位置(全開状態)から全閉位置(全閉状態)までの間で変化し、その結果、排気管52aから吸気管41bに還流するEGRガスの量が調整される。 The EGR system 6 includes an EGR pipe 61 and an EGR valve 62. The EGR pipe 61 communicates the exhaust pipe 52a and the intake pipe 41b. The EGR valve 62 is interposed in the EGR pipe 61. The open state of the EGR valve 62 changes between a predetermined fully open position (fully open state) and a fully closed position (fully closed state) according to instructions from the ECU 7, and as a result, the valve is opened from the exhaust pipe 52a to the intake pipe 41b. The amount of EGR gas that is refluxed is adjusted.

ECU7は、CPU、ROM、RAM及びEEPROMを含む電子制御ユニット(Electronic Control Unit)であり、内燃機関2の制御システムの制御装置(制御部)である。CPUは、所定のプログラムを逐次実行することによってデータの読み込み、数値演算、及び演算結果の出力等を行う。ROMは、CPUが実行するプログラム及びマップ(ルックアップテーブル)等を記憶している。RAMは、CPUによって参照されるデータを一時的に記憶する。EEPROMは、CPUによって参照されるデータを記憶し、更に、ECU7が作動を停止しても記憶したデータを保持する。 The ECU 7 is an electronic control unit that includes a CPU, ROM, RAM, and EEPROM, and is a control device (control unit) of the control system of the internal combustion engine 2. The CPU reads data, performs numerical calculations, and outputs calculation results by sequentially executing predetermined programs. The ROM stores programs executed by the CPU, maps (lookup tables), and the like. The RAM temporarily stores data referenced by the CPU. The EEPROM stores data referenced by the CPU, and further retains the stored data even if the ECU 7 stops operating.

ECU7は、クランク角度センサ71、カムポジションセンサ72、エアフローメータ73、温度センサ74a~74b、差圧センサ75、及びアクセル開度センサ76と接続されている。 The ECU 7 is connected to a crank angle sensor 71, a cam position sensor 72, an air flow meter 73, temperature sensors 74a to 74b, a differential pressure sensor 75, and an accelerator opening sensor 76.

クランク角度センサ71は、内燃機関2の図示しないクランクシャフトが所定角度だけ回転する毎にパルス信号をECU7へ出力する。カムポジションセンサ72は、内燃機関2の図示しないカムシャフトの回転位置に応じた信号をECU7へ出力する。ECU7は、クランク角度センサ71から入力された信号に基づいて内燃機関2の機関回転速度NEを取得する。ECU7は、クランク角度センサ71及びカムポジションセンサ72から入力された信号に基づいて内燃機関2が備える特定の気筒のクランク角度CAを取得する。 The crank angle sensor 71 outputs a pulse signal to the ECU 7 every time a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine 2 rotates by a predetermined angle. The cam position sensor 72 outputs a signal to the ECU 7 according to the rotational position of a camshaft (not shown) of the internal combustion engine 2 . The ECU 7 obtains the engine rotation speed NE of the internal combustion engine 2 based on the signal input from the crank angle sensor 71. The ECU 7 acquires the crank angle CA of a specific cylinder included in the internal combustion engine 2 based on signals input from the crank angle sensor 71 and the cam position sensor 72.

エアフローメータ73は、吸気管41aを流れる吸気の量を吸入空気量Gaとして検出し、吸入空気量Gaを表す信号をECU7へ出力する。温度センサ74aは、排気管52bにおけるタービン31と第1酸化触媒55との間の位置に配設されている。温度センサ74aは、タービン31から流出した排気の温度をタービン出口温度T6として検出し、タービン出口温度T6を表す信号をECU7へ出力する。 The air flow meter 73 detects the amount of intake air flowing through the intake pipe 41a as an intake air amount Ga, and outputs a signal representing the intake air amount Ga to the ECU 7. The temperature sensor 74a is arranged at a position between the turbine 31 and the first oxidation catalyst 55 in the exhaust pipe 52b. The temperature sensor 74a detects the temperature of the exhaust gas flowing out from the turbine 31 as a turbine outlet temperature T6, and outputs a signal representing the turbine outlet temperature T6 to the ECU 7.

温度センサ74bは、排気管52bにおける第1酸化触媒55とDPF56との間の位置に配設されている。温度センサ74bは、第1酸化触媒55から流出した排気の温度を触媒出口温度T7として検出し、触媒出口温度T7を表す信号をECU7へ出力する。差圧センサ75は、DPF56に流入する排気の圧力と、DPF56から流出した排気の圧力と、の圧力差分である差圧Pdを検出し、差圧Pdを表す信号をECU7へ出力する。 The temperature sensor 74b is arranged at a position between the first oxidation catalyst 55 and the DPF 56 in the exhaust pipe 52b. The temperature sensor 74b detects the temperature of the exhaust gas flowing out from the first oxidation catalyst 55 as the catalyst outlet temperature T7, and outputs a signal representing the catalyst outlet temperature T7 to the ECU 7. The differential pressure sensor 75 detects the differential pressure Pd, which is the pressure difference between the pressure of the exhaust gas flowing into the DPF 56 and the pressure of the exhaust gas flowing out from the DPF 56, and outputs a signal representing the differential pressure Pd to the ECU 7.

アクセル開度センサ76は、車両1の運転者が車両1の加速度を制御するために操作するアクセルペダル(不図示)の開度であるアクセルペダル開度Apを検出し、アクセルペダル開度Apを表す信号をECU7へ出力する。運転者が車両1を加速させるとき(即ち、内燃機関2に対する要求負荷が大きくなるとき)、アクセルペダル開度Apが大きくなる。 The accelerator opening sensor 76 detects the accelerator pedal opening Ap, which is the opening of an accelerator pedal (not shown) operated by the driver of the vehicle 1 to control the acceleration of the vehicle 1, and detects the accelerator pedal opening Ap. A signal representing this is output to the ECU 7. When the driver accelerates the vehicle 1 (that is, when the required load on the internal combustion engine 2 increases), the accelerator pedal opening degree Ap increases.

ECU7は、アクセルペダル開度Apに基づいて機関回転速度NEを制御する。機関回転速度NEを上昇させるとき、ECU7は、燃料噴射弁21から噴射される燃料の量である燃料噴射量Qiを増加させる。ECU7は、アクセルペダル開度Ap、機関回転速度NE及び吸入空気量Ga等に基づいて燃料噴射量Qiを決定する。 The ECU 7 controls the engine rotation speed NE based on the accelerator pedal opening Ap. When increasing the engine rotational speed NE, the ECU 7 increases the fuel injection amount Qi, which is the amount of fuel injected from the fuel injection valve 21. The ECU 7 determines the fuel injection amount Qi based on the accelerator pedal opening Ap, the engine rotational speed NE, the intake air amount Ga, and the like.

燃料噴射量Qiが決定されると、ECU7は、クランク角度CAによって表される燃料を噴射するタイミングとそのタイミングにおける燃料噴射量との(複数の)組合せを含む燃料噴射パターンを燃料噴射量Qiに応じて決定する。ECU7は、燃料噴射パターンに従って各気筒の燃料噴射弁21に燃料を噴射させる。 When the fuel injection amount Qi is determined, the ECU 7 sets the fuel injection pattern to the fuel injection amount Qi, which includes (a plurality of) combinations of the fuel injection timing represented by the crank angle CA and the fuel injection amount at that timing. Decide accordingly. The ECU 7 causes the fuel injection valves 21 of each cylinder to inject fuel according to the fuel injection pattern.

(DPF再生処理)
ECU7は、「再生開始条件」が成立すると、燃料添加弁54に燃料を噴射させる「DPF再生処理」を開始する。再生開始条件は、DPF56に捕集された粒子状物質の堆積量(以下、「フィルタ堆積量」とも称呼される。)が所定の堆積量閾値を超えている可能性が高いときに成立する。本実施形態における再生開始条件は、差圧Pdが所定の差分閾値Pthよりも大きくなると成立する(即ち、Pd>Pth)。
(DPF regeneration processing)
When the "regeneration start condition" is satisfied, the ECU 7 starts a "DPF regeneration process" that causes the fuel addition valve 54 to inject fuel. The regeneration start condition is established when there is a high possibility that the amount of particulate matter collected by the DPF 56 (hereinafter also referred to as "filter deposition amount") exceeds a predetermined amount of deposition threshold. The regeneration start condition in this embodiment is satisfied when the differential pressure Pd becomes larger than a predetermined difference threshold Pth (ie, Pd>Pth).

DPF再生処理の実行時、燃料添加弁54から噴射されて排気に添加された燃料が第1酸化触媒55にて酸化するので、第1酸化触媒55から排出されてDPF56に流入する排気の温度が上昇する。その結果、DPF56に堆積した粒子状物質が焼失する。即ち、DPF再生処理は、燃料添加弁54に燃料を噴射させることによってDPF56に高温の排気を流入させ、以て、フィルタ堆積量を減少させる処理である。 When the DPF regeneration process is executed, the fuel injected from the fuel addition valve 54 and added to the exhaust gas is oxidized at the first oxidation catalyst 55, so that the temperature of the exhaust gas discharged from the first oxidation catalyst 55 and flowing into the DPF 56 increases. Rise. As a result, the particulate matter deposited on the DPF 56 is burned away. That is, the DPF regeneration process is a process in which high-temperature exhaust gas flows into the DPF 56 by injecting fuel into the fuel addition valve 54, thereby reducing the amount of filter accumulation.

再生開始条件の成立後に「再生終了条件」が成立すると、ECU7は、DPF再生処理を終了する。本実施形態における再生終了条件は、触媒出口温度T7が所定の再生処理実行温度Trよりも大きい状態が所定の時間閾値Ethよりも長くなったときに成立する。 When the "regeneration end condition" is satisfied after the regeneration start condition is satisfied, the ECU 7 ends the DPF regeneration process. The regeneration end condition in this embodiment is satisfied when the catalyst outlet temperature T7 remains higher than the predetermined regeneration processing execution temperature Tr for longer than a predetermined time threshold Eth.

再生処理実行温度Trは、触媒出口温度T7が再生処理実行温度Trよりも高くなるとDPF56内における粒子状物質が燃焼(減少)するように予め適合されている。時間閾値Ethは、DPF56内における粒子状物質の殆どを焼失させるために要する時間と等しくなるように予め適合されている。 The regeneration processing execution temperature Tr is adjusted in advance so that particulate matter within the DPF 56 is burned (reduced) when the catalyst outlet temperature T7 becomes higher than the regeneration processing execution temperature Tr. The time threshold Eth is pre-adapted to be equal to the time required to burn off most of the particulate matter within the DPF 56.

再生開始条件が成立してから再生終了条件が成立するまでに期間(即ち、DPF再生処理が実行される期間)において成立する条件は、便宜上、「燃料添加条件」とも称呼される。燃料添加条件の成立時において燃料添加弁54に燃料を噴射させる制御は、便宜上、「燃料添加制御」とも称呼される。 For convenience, the conditions that are satisfied during the period from when the regeneration start condition is satisfied until the regeneration end condition is satisfied (that is, the period during which the DPF regeneration process is executed) are also referred to as "fuel addition conditions." For convenience, the control that causes the fuel addition valve 54 to inject fuel when the fuel addition conditions are met is also referred to as "fuel addition control."

DPF再生処理の実行中、ECU7は、燃料添加弁54から噴射される燃料の単位時間あたりの量を表す燃料添加量Diを決定する。より具体的に述べると、ECU7は、燃料添加量Diを、タービン出口温度T6と燃料添加量Diとの組合せが図3に示される領域R1(即ち、右下がりのハッチングが付された領域)に含まれるように決定する。 During execution of the DPF regeneration process, the ECU 7 determines a fuel addition amount Di representing the amount of fuel injected from the fuel addition valve 54 per unit time. To be more specific, the ECU 7 sets the fuel addition amount Di to a region R1 (i.e., a region with downward hatching to the right) where the combination of the turbine outlet temperature T6 and the fuel addition amount Di is shown in FIG. Decide to include.

領域R1は、タービン出口温度T6と燃料添加量Diとの組合せが領域R1に含まれているとDPF再生処理の実行時にDPF56内の粒子状物質が比較的短時間にて焼失し且つ過度な温度上昇に起因してDPF56に損傷が発生する可能性が高くならないように予め適合されている。 In the region R1, if the combination of the turbine outlet temperature T6 and the fuel addition amount Di is included in the region R1, particulate matter in the DPF 56 will be burnt out in a relatively short time when the DPF regeneration process is executed, and the temperature will be excessive. The adjustment is made in advance so that the possibility of damage to the DPF 56 due to the rise is not increased.

(DPF再生処理-燃料添加の禁止処理)
ところで、本願の発明者は、燃料添加量Diが、排気管52aにおける分岐位置を流れる排気の温度(分岐位置温度)に対して定まる値(以下、「添加量下限値」とも称呼される)よりも小さくなると、分岐位置の近傍に堆積するデポジットの量が増加する可能性が高くなるとの知見を得た。
(DPF regeneration process - fuel addition prohibition process)
By the way, the inventor of the present application has determined that the fuel addition amount Di is determined from the value (hereinafter also referred to as the "addition amount lower limit value") determined with respect to the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position in the exhaust pipe 52a (branch position temperature). It was found that the smaller the value, the more likely the amount of deposits deposited near the branch position will increase.

本実施形態における添加量下限値は、図3における曲線L1(即ち、タービン出口温度T6と燃料添加量Diとの組合せの集合)によって示される。温度センサ74aによって検出されるタービン出口温度T6は、分岐位置温度と相関しているため(即ち、分岐位置温度が高くなるほどタービン出口温度T6が高くなるので)、便宜上、「分岐温度相関値」とも称呼される。温度センサ74aは、便宜上、「温度相関値検出装置」とも称呼される。 The lower limit of the addition amount in this embodiment is shown by the curve L1 in FIG. 3 (that is, a set of combinations of the turbine outlet temperature T6 and the fuel addition amount Di). Since the turbine outlet temperature T6 detected by the temperature sensor 74a is correlated with the branch position temperature (that is, the higher the branch position temperature, the higher the turbine outlet temperature T6), for convenience, it is also referred to as a "branch temperature correlation value". be called. For convenience, the temperature sensor 74a is also referred to as a "temperature correlation value detection device."

分岐位置の近傍に堆積するデポジットについて説明する。燃料添加弁54から燃料が噴射されると、噴射された燃料の一部が分岐位置近傍の内面に付着する。分岐位置近傍に付着した燃料は、成分の一部が蒸発することにより粘度の高いバインダとなって排気管52aを流れる排気に含まれる煤(スート)を吸着する。煤を含む燃料成分は、排気管52aを流れる高温の排気に曝されると、デポジットとなって堆積する。排気管52a及び接続通路53の分岐位置近傍の内面に固着して堆積したデポジットの例が図2の堆積物D1、D2によって示される。 Deposits deposited near the branch position will be explained. When fuel is injected from the fuel addition valve 54, a portion of the injected fuel adheres to the inner surface near the branch position. The fuel adhering to the vicinity of the branching position becomes a highly viscous binder as some of its components evaporate and adsorbs soot contained in the exhaust gas flowing through the exhaust pipe 52a. When the fuel components containing soot are exposed to the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust pipe 52a, they accumulate as deposits. Examples of deposits that adhere to and accumulate on the inner surfaces of the exhaust pipe 52a and the connecting passage 53 near the branching positions are shown by deposits D1 and D2 in FIG.

一方、燃料添加量Diが、その時点のタービン出口温度T6に対して曲線L1によって表される量(即ち、曲線L1上の点によって示される燃料添加量Diの値)よりも大きくなると、燃料成分が充分に蒸発せず(即ち、粘度が上昇せず)、排気中の煤を吸着しなくなる。加えて、燃料添加量Diが上昇すると、既に吸着された煤が分岐位置近傍の内面から取り除かれる。即ち、デポジットとして固着する前の燃料成分及び煤等が新たに燃料添加弁54から噴射された燃料によって洗い流される。 On the other hand, when the fuel addition amount Di becomes larger than the amount represented by the curve L1 with respect to the turbine outlet temperature T6 at that time (that is, the value of the fuel addition amount Di shown by the point on the curve L1), the fuel component is not sufficiently evaporated (that is, the viscosity does not increase), and the soot in the exhaust gas is no longer adsorbed. In addition, as the fuel addition amount Di increases, the soot that has already been adsorbed is removed from the inner surface near the branching position. That is, the fuel components, soot, etc. that have not yet become fixed as deposits are washed away by the fuel newly injected from the fuel addition valve 54.

換言すれば、燃料添加弁54の噴孔に付着した燃料がデポジットとなって堆積することは、噴孔が接続通路53に収められて高温の排気に直接的に接しないこと及び冷却水流路59a、59bを流れる冷却水によって噴孔が冷却されること、によって回避される。ところが、分岐位置近傍の内面に付着した燃料は排気管52aを流れる高温の排気によって直接的に熱せされるので、燃料添加量Diが添加量下限値よりも小さいと、分岐位置の近傍に堆積するデポジットの量が増加する可能性が高くなる。即ち、添加量下限値は、燃料添加量Diが添加量下限値よりも小さくなると燃料添加弁54から噴射されて分岐位置の近傍に付着した燃料がデポジットとなって堆積すると予測される値である。 In other words, fuel adhering to the nozzle holes of the fuel addition valve 54 does not accumulate as deposits because the nozzle holes are housed in the connection passage 53 and do not come into direct contact with the high-temperature exhaust gas, and the cooling water flow path 59a , 59b, the nozzle holes are cooled by the cooling water flowing through them. However, since the fuel adhering to the inner surface near the branch position is directly heated by the high-temperature exhaust gas flowing through the exhaust pipe 52a, if the fuel addition amount Di is smaller than the lower limit value of addition amount, fuel will accumulate near the branch position. The amount of deposits is likely to increase. That is, the addition amount lower limit value is a value at which it is predicted that when the fuel addition amount Di becomes smaller than the addition amount lower limit value, the fuel injected from the fuel addition valve 54 and deposited near the branch position will accumulate as a deposit. .

そこで、本実施形態におけるECU7は、分岐位置の近傍に堆積するデポジットが増加することを回避するため、燃料添加条件が成立していてもタービン出口温度T6が所定の温度閾値Tthよりも高ければ(即ち、Tth<T6)、燃料添加弁54に燃料を噴射させない。温度閾値Tthは、便宜上、「相関値閾値」とも称呼される。 Therefore, in order to avoid an increase in deposits near the branching position, the ECU 7 in this embodiment is configured to ( That is, if Tth<T6), the fuel addition valve 54 is not injected with fuel. For convenience, the temperature threshold Tth is also referred to as a "correlation value threshold."

一方、燃料添加条件の成立時にタービン出口温度T6が温度閾値Tth以下であれば(即ち、T6≦Tth)、ECU7は、図3に示される領域R2(即ち、左下がりのハッチングが付された領域)に含まれるように燃料添加量Diを決定する。加えて、ECU7は、決定された燃料添加量Diに応じて燃料添加弁54に燃料を噴射させる。 On the other hand, if the turbine outlet temperature T6 is equal to or lower than the temperature threshold Tth when the fuel addition condition is satisfied (i.e., T6≦Tth), the ECU 7 controls the temperature in the region R2 shown in FIG. ) is determined to include the fuel addition amount Di. In addition, the ECU 7 causes the fuel addition valve 54 to inject fuel according to the determined fuel addition amount Di.

領域R2は、領域R1に含まれる、温度閾値Tthよりも小さいタービン出口温度T6と、燃料添加量Diと、の組合せの集合によって構成される領域である。換言すれば、ECU7は、燃料添加量Diを、タービン出口温度T6応じて定められる添加量下限値(即ち、タービン出口温度T6に対して曲線L1によって定められる燃料添加量Diの値)以上となるように決定する。このことは、図3において、領域R2の下端を画定する線分L2(即ち、点P1から、曲線L1における温度閾値Tthに対応する点である点P2まで、の線分)と、曲線L1と、の位置関係(上下の関係)から理解される。 Region R2 is a region formed by a set of combinations of turbine outlet temperature T6 smaller than temperature threshold Tth and fuel addition amount Di included in region R1. In other words, the ECU 7 sets the fuel addition amount Di to be equal to or greater than the lower limit value of the addition amount determined according to the turbine outlet temperature T6 (that is, the value of the fuel addition amount Di determined by the curve L1 with respect to the turbine outlet temperature T6). Decide as follows. This means that in FIG. 3, line segment L2 that defines the lower end of region R2 (that is, the line segment from point P1 to point P2, which is the point corresponding to temperature threshold Tth on curve L1) and curve L1 It can be understood from the positional relationship (vertical relationship) of .

なお、本実施形態において、温度閾値Tthは、再生処理実行温度Trと略等しい。そのため、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高いことに起因して燃料添加弁54による燃料の噴射が停止(中断)した場合であっても、DPF56内の粒子状物質が燃料(減少)する。 Note that in this embodiment, the temperature threshold Tth is approximately equal to the regeneration processing execution temperature Tr. Therefore, even if the injection of fuel by the fuel addition valve 54 is stopped (interrupted) due to the turbine outlet temperature T6 being higher than the temperature threshold Tth, the particulate matter in the DPF 56 is reduced as fuel. .

加えて、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高い場合に燃料添加量Diを添加量下限値よりも大きな値に設定したうえで燃料添加弁54に燃料を噴射させると、DPF56の温度が急速に上昇するので燃料添加弁54に継続的に燃料を噴射させることができない。換言すれば、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高い場合、分岐位置の近傍に堆積するデポジットの量が増加する可能性が高くなることを回避しつつ燃料添加弁54に燃料を噴射させることは困難となる。即ち、温度閾値Tthは、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高くなると燃料添加弁54から噴射されて分岐位置の近傍に付着した燃料がデポジットとなって堆積すると予測される値である。そのため、ECU7は、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高い場合、燃料添加弁54に燃料を噴射させない。 In addition, when the turbine outlet temperature T6 is higher than the temperature threshold value Tth, if the fuel addition amount Di is set to a value larger than the addition amount lower limit value and then the fuel addition valve 54 is injected with fuel, the temperature of the DPF 56 increases rapidly. Therefore, the fuel addition valve 54 cannot be made to continuously inject fuel. In other words, when the turbine outlet temperature T6 is higher than the temperature threshold Tth, the fuel addition valve 54 can be made to inject fuel while avoiding the possibility that the amount of deposits deposited near the branch position will increase. becomes difficult. That is, the temperature threshold Tth is a value at which it is predicted that when the turbine outlet temperature T6 becomes higher than the temperature threshold Tth, the fuel injected from the fuel addition valve 54 and deposited near the branch position will accumulate as a deposit. Therefore, the ECU 7 does not cause the fuel addition valve 54 to inject fuel when the turbine outlet temperature T6 is higher than the temperature threshold Tth.

(具体的作動)
次に、ECU7の具体的作動について説明する。ECU7のCPU(以下、単位「CPU」とも称呼される)は、図4にフローチャートにより表された「DPF再生処理ルーチン」を所定の時間周期ΔTが経過する毎に実行する。
(Specific operation)
Next, the specific operation of the ECU 7 will be explained. The CPU of the ECU 7 (hereinafter also referred to as a unit "CPU") executes the "DPF regeneration processing routine" shown in the flowchart in FIG. 4 every time a predetermined time period ΔT elapses.

本ルーチンにおいて、再生フラグXrの値が設定され且つ参照される。再生フラグXrは、ECU7が作動を開始したときに実行されるイニシャルルーチン(不図示)によって「0」に設定される。再生フラグXrは、燃料添加条件が成立しているとき(即ち、再生開始条件が成立してから再生終了条件が成立するまでの期間において)、「1」に設定される。 In this routine, the value of the playback flag Xr is set and referenced. The regeneration flag Xr is set to "0" by an initial routine (not shown) that is executed when the ECU 7 starts operating. The regeneration flag Xr is set to "1" when the fuel addition condition is satisfied (that is, in the period from when the regeneration start condition is satisfied until the regeneration end condition is satisfied).

適当なタイミングとなると、CPUは、図4のステップ400から処理を開始してステップ405に進み、再生フラグXrの値が「0」であるか否かを判定する。再生フラグXrの値が「0」であれば、CPUは、ステップ405にて「Yes」と判定してステップ410に進み、再生開始条件が成立しているか否かを判定する。即ち、CPUは、差圧Pdが差分閾値Pthよりも大きいか否かを判定する。 When the timing is appropriate, the CPU starts processing from step 400 in FIG. 4, proceeds to step 405, and determines whether the value of the reproduction flag Xr is "0". If the value of the reproduction flag Xr is "0", the CPU determines "Yes" in step 405, proceeds to step 410, and determines whether the reproduction start condition is satisfied. That is, the CPU determines whether the differential pressure Pd is greater than the differential threshold Pth.

差圧Pdが差分閾値Pthよりも大きければ、CPUは、ステップ410にて「Yes」と判定してステップ415に進み、再生フラグXrの値を「1」に設定する。次いで、CPUは、ステップ420に進み、積算時間Etの値を「0」に設定する。 If the differential pressure Pd is larger than the differential threshold Pth, the CPU determines "Yes" in step 410, proceeds to step 415, and sets the value of the regeneration flag Xr to "1". Next, the CPU proceeds to step 420 and sets the value of the cumulative time Et to "0".

更に、CPUは、ステップ425に進み、タービン出口温度T6が温度閾値Tth以下であるか否かを判定する。タービン出口温度T6が温度閾値Tth以下であれば、CPUは、ステップ425にて「Yes」と判定してステップ430に進み、燃料添加量Diを決定する。具体的には、CPUは、タービン出口温度T6と燃料添加量Diとの組合せが図3に示される領域R2に含まれるように燃料添加量Diを決定する。次いで、CPUは、ステップ435に進み、燃料添加弁54に燃料添加量Diと等しい燃料を噴射させる。更に、CPUは、ステップ440に進む。 Further, the CPU proceeds to step 425 and determines whether the turbine outlet temperature T6 is equal to or lower than the temperature threshold Tth. If the turbine outlet temperature T6 is equal to or lower than the temperature threshold Tth, the CPU determines "Yes" in step 425, proceeds to step 430, and determines the fuel addition amount Di. Specifically, the CPU determines the fuel addition amount Di such that the combination of the turbine outlet temperature T6 and the fuel addition amount Di is included in the region R2 shown in FIG. Next, the CPU proceeds to step 435 and causes the fuel addition valve 54 to inject fuel equal to the fuel addition amount Di. Furthermore, the CPU proceeds to step 440.

一方、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高ければ、CPUは、ステップ425にて「No」と判定してステップ440に直接進む。即ち、この場合、燃料添加弁54による燃料の噴射(添加)は実行されない。 On the other hand, if the turbine outlet temperature T6 is higher than the temperature threshold Tth, the CPU determines "No" in step 425 and directly proceeds to step 440. That is, in this case, fuel injection (addition) by the fuel addition valve 54 is not performed.

ステップ440にてCPUは、触媒出口温度T7が再生処理実行温度Trよりも高いか否かを判定する。触媒出口温度T7が再生処理実行温度Trよりも高ければ、CPUは、ステップ440にて「Yes」と判定してステップ445に進み、積算時間Etの値を時間周期ΔTだけ増加させる。 In step 440, the CPU determines whether the catalyst outlet temperature T7 is higher than the regeneration processing execution temperature Tr. If the catalyst outlet temperature T7 is higher than the regeneration processing execution temperature Tr, the CPU determines "Yes" in step 440, proceeds to step 445, and increases the value of the integrated time Et by the time period ΔT.

次いで、CPUは、ステップ450に進み、再生終了条件が成立しているか否かを判定する。即ち、CPUは、ステップ445の処理によって積算時間Etが増加した結果として積算時間Etが時間閾値Ethよりも長くなったか否かを判定する。 Next, the CPU proceeds to step 450 and determines whether the playback end condition is satisfied. That is, the CPU determines whether or not the cumulative time Et has become longer than the time threshold Eth as a result of the cumulative time Et being increased by the process of step 445.

再生終了条件が成立していれば、CPUは、ステップ450にて「Yes」と判定してステップ455に進み、再生フラグXrの値を「0」に設定する。次いで、CPUは、ステップ495に進み、本ルーチンの処理を終了する。 If the reproduction end condition is satisfied, the CPU makes a "Yes" determination in step 450, proceeds to step 455, and sets the value of the reproduction flag Xr to "0". Next, the CPU proceeds to step 495 and ends the processing of this routine.

一方、再生終了条件が成立していなければ、CPUは、ステップ450にて「No」と判定してステップ495に直接進む。 On the other hand, if the reproduction end condition is not satisfied, the CPU makes a "No" determination in step 450 and directly proceeds to step 495.

なお、ステップ405の判定条件が成立していなければ(即ち、再生フラグXrの値が「1」であれば)、CPUは、ステップ405にて「No」と判定してステップ425に直接進む。ステップ410の判定条件が成立していなければ(即ち、再生開始条件が成立していなければ)、CPUは、ステップ410にて「No」と判定してステップ495に直接進む。 Note that if the determination condition in step 405 is not satisfied (that is, if the value of the reproduction flag Xr is "1"), the CPU determines "No" in step 405 and directly proceeds to step 425. If the determination condition in step 410 is not satisfied (that is, if the playback start condition is not satisfied), the CPU makes a "No" determination in step 410 and directly proceeds to step 495.

ステップ440の判定条件が成立していなければ(即ち、触媒出口温度T7が再生処理実行温度Tr以下であれば)、CPUは、ステップ440にて「No」と判定してステップ495に直接進む。即ち、この場合、触媒出口温度T7が充分に上昇していないためにDPF56内にある粒子状物質の焼失が促進されず、そのため、積算時間Etが増加しない。 If the determination condition in step 440 is not satisfied (that is, if the catalyst outlet temperature T7 is equal to or lower than the regeneration processing execution temperature Tr), the CPU makes a "No" determination in step 440 and directly proceeds to step 495. That is, in this case, since the catalyst outlet temperature T7 has not risen sufficiently, burning out of the particulate matter in the DPF 56 is not promoted, and therefore the cumulative time Et does not increase.

以上、説明したように、本実施形態に係る内燃機関の制御システムによれば、燃料添加条件の成立時には燃料添加制御が実行される。即ち、燃料添加弁54から燃料が噴射されてDPF再生処理が実行される。ただし、タービン出口温度T6が温度閾値Tthよりも高いときには燃料添加制御の実行が禁止される。即ち、この場合、燃料添加弁54から燃料が噴射されない。従って、タービン出口温度T6が高いときに燃料添加弁54から噴射が噴射されることによって排気管52aと接続通路53との分岐位置の近傍におけるデポジットの堆積量が増加することが回避される可能性が高くなる。 As described above, according to the internal combustion engine control system according to the present embodiment, fuel addition control is executed when the fuel addition condition is met. That is, fuel is injected from the fuel addition valve 54 and the DPF regeneration process is executed. However, when the turbine outlet temperature T6 is higher than the temperature threshold Tth, execution of the fuel addition control is prohibited. That is, in this case, fuel is not injected from the fuel addition valve 54. Therefore, it is possible to avoid an increase in the amount of deposits accumulated in the vicinity of the branch position between the exhaust pipe 52a and the connecting passage 53 due to the injection from the fuel addition valve 54 when the turbine outlet temperature T6 is high. becomes higher.

加えて、燃料添加弁54から燃料が噴射される場合に燃料添加量Diが添加量下限値以上となるように決定されるので、燃料添加弁54から噴射された燃料によって排気管52aと接続通路53との分岐位置の近傍におけるデポジットの堆積量が増加することが回避される可能性が高くなる。 In addition, when fuel is injected from the fuel addition valve 54, the fuel addition amount Di is determined to be equal to or greater than the lower limit of addition amount, so that the fuel injected from the fuel addition valve 54 connects the exhaust pipe 52a and the connecting passage. There is a high possibility that an increase in the amount of deposits accumulated in the vicinity of the branch position with 53 can be avoided.

更に、分岐位置が排気経路におけるタービン31よりも上流側に位置しているので、燃料添加弁54から噴射された燃料はタービン31に流入する前の排気に添加される。換言すれば、タービン31を経て温度が低下する前の排気に対して燃料添加弁54が燃料を噴射(添加)するので、噴射された燃料の気化・霧化が促進されて分岐位置近傍に堆積したデポジット量の増加が回避される可能性が更に高くなる。 Furthermore, since the branch position is located upstream of the turbine 31 in the exhaust path, the fuel injected from the fuel addition valve 54 is added to the exhaust gas before it flows into the turbine 31. In other words, since the fuel addition valve 54 injects (adds) fuel to the exhaust gas before its temperature decreases after passing through the turbine 31, vaporization and atomization of the injected fuel is promoted and deposits near the branch position. This increases the possibility that increased deposit amounts will be avoided.

以上、本発明の実施形態を上記の構造を参照して説明したが、本発明の目的を逸脱せずに多くの交代、改良、変更が可能であることは当業者であれば明らかである。従って本発明の形態は、添付された請求項の精神と目的を逸脱しない全ての交代、改良、変更を含み得る。本発明の形態は、前記特別な構造に限定されず、例えば下記のように変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above with reference to the above structure, it will be apparent to those skilled in the art that many alterations, improvements, and changes can be made without departing from the purpose of the present invention. Accordingly, forms of the invention may include all alterations, modifications, and changes that do not depart from the spirit and purpose of the appended claims. The form of the present invention is not limited to the above-mentioned special structure, and can be modified, for example, as described below.

本実施形態における分岐温度相関値は、タービン出口温度T6であった。これに代えて、分岐温度相関値は、排気管52aに配設され且つ排気管52aにおける分岐位置を流れる排気の温度を直接的に検出する温度センサによって検出された排気の温度であっても良い。 The branch temperature correlation value in this embodiment was the turbine outlet temperature T6. Alternatively, the branch temperature correlation value may be the temperature of the exhaust gas detected by a temperature sensor that is disposed in the exhaust pipe 52a and directly detects the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position in the exhaust pipe 52a. .

或いは、分岐温度相関値は、燃料噴射量Qi及び機関回転速度NEに基づいて推定される排気温度であっても良い。この場合、機関回転速度NEを取得するために用いられるクランク角度センサ71及びカムポジションセンサ72並びに排気温度の推定処理を実行するECU7が、温度相関値検出装置となる。 Alternatively, the branch temperature correlation value may be the exhaust temperature estimated based on the fuel injection amount Qi and the engine rotation speed NE. In this case, the crank angle sensor 71 and cam position sensor 72 used to obtain the engine rotational speed NE, and the ECU 7 that executes the exhaust temperature estimation process serve as a temperature correlation value detection device.

接続通路53は、排気管52aに接続されていた。これに代えて、接続通路53は、排気管52bにおけるタービン31と第1酸化触媒55との間の位置に接続されても良い。即ち、この場合、分岐位置は排気管52bにおけるタービン31と第1酸化触媒55との間にあり、且つ燃料添加弁54はタービン31から流出した排気に対して燃料を添加する。 The connecting passage 53 was connected to the exhaust pipe 52a. Alternatively, the connection passage 53 may be connected to a position between the turbine 31 and the first oxidation catalyst 55 in the exhaust pipe 52b. That is, in this case, the branch position is between the turbine 31 and the first oxidation catalyst 55 in the exhaust pipe 52b, and the fuel addition valve 54 adds fuel to the exhaust gas flowing out from the turbine 31.

燃料添加条件は、上述した再生開始条件が成立してから再生終了条件が成立するまでの期間において成立していた。これに代えて、燃料添加条件は、車両1の運転者が所定の「オン操作」を行ってから所定の「オフ操作」を行うまでの期間において成立しても良い。例えば、オン操作は車両1の運転席に配設されたDPF再生ボタンをオフ状態からオン状態に切換える操作であり、オフ操作はDPF再生ボタンをオン状態からオフ状態に切換える操作である。 The fuel addition condition was satisfied during the period from when the above-described regeneration start condition was satisfied until when the regeneration end condition was satisfied. Alternatively, the fuel addition condition may be satisfied during the period from when the driver of the vehicle 1 performs a predetermined "on operation" until he performs a predetermined "off operation." For example, the on operation is an operation to switch the DPF regeneration button disposed on the driver's seat of the vehicle 1 from an off state to an on state, and the off operation is an operation to switch the DPF regeneration button from an on state to an off state.

上述したECU7によって実現されていた処理は、複数のECU(制御装置、制御部)によって実行されても良い。 The processing realized by the ECU 7 described above may be executed by a plurality of ECUs (control devices, control units).

1…車両
2…内燃機関
3…過給機
4…吸気システム
5…排気システム
6…EGRシステム
7…ECU
21…燃料噴射弁
31…タービン
32…コンプレッサ
41a、41b…吸気管
42…吸気マニホールド
43…インタークーラ
44…スロットル弁
44a…スロットルアクチュエータ
51…排気マニホールド
52a、52b…排気管
53…接続通路
54…燃料添加弁
55…第1酸化触媒
56…DPF
57…SCR
58…第2酸化触媒
59a、59b…冷却水流路
61…EGR管
62…EGR弁
71…クランク角度センサ
72…カムポジションセンサ
73…エアフローメータ
74a、74b…温度センサ
75…差圧センサ
76…アクセル開度センサ
D1、D2…堆積物
1...Vehicle 2...Internal combustion engine 3...Supercharger 4...Intake system 5...Exhaust system 6...EGR system 7...ECU
21... Fuel injection valve 31... Turbine 32... Compressor 41a, 41b... Intake pipe 42... Intake manifold 43... Intercooler 44... Throttle valve 44a... Throttle actuator 51... Exhaust manifold 52a, 52b... Exhaust pipe 53... Connection passage 54... Fuel Addition valve 55...first oxidation catalyst 56...DPF
57...SCR
58...Second oxidation catalyst 59a, 59b...Cooling water flow path 61...EGR pipe 62...EGR valve 71...Crank angle sensor 72...Cam position sensor 73...Air flow meter 74a, 74b...Temperature sensor 75...Differential pressure sensor 76...Accelerator open degree sensor D1, D2...deposit

Claims (3)

内燃機関の排気経路に配設された排気浄化装置と、
前記排気経路の前記排気浄化装置よりも上流にある分岐位置にて分岐した接続通路の一端から前記排気経路を流れる排気に対して燃料を噴射して添加する燃料添加弁と、
所定の燃料添加条件が成立しているときに前記燃料添加弁に燃料を噴射させる燃料添加制御を実行する制御装置と、
を備える内燃機関の制御システムであって、
前記分岐位置を流れる前記排気の温度に相関する分岐温度相関値を取得する温度相関値検出装置を備え、
前記制御装置は、
前記燃料添加条件が成立しているときに前記分岐温度相関値が所定の相関値閾値よりも高ければ前記燃料添加制御の実行を禁止し、
前記相関値閾値は、
前記分岐温度相関値が前記相関値閾値よりも高くなると前記燃料添加弁から噴射されて前記分岐位置の近傍に付着した燃料がデポジットとなって堆積すると予測される値である、
内燃機関の制御システム。
An exhaust purification device installed in the exhaust path of an internal combustion engine;
a fuel addition valve that injects and adds fuel to exhaust gas flowing through the exhaust route from one end of a connecting passage branched at a branch position upstream of the exhaust gas purification device in the exhaust route;
a control device that executes fuel addition control that causes the fuel addition valve to inject fuel when a predetermined fuel addition condition is satisfied;
A control system for an internal combustion engine, comprising:
comprising a temperature correlation value detection device that obtains a branch temperature correlation value that correlates with the temperature of the exhaust gas flowing through the branch position;
The control device includes:
Prohibiting execution of the fuel addition control if the branch temperature correlation value is higher than a predetermined correlation value threshold when the fuel addition condition is met;
The correlation value threshold is
When the branch temperature correlation value becomes higher than the correlation value threshold, it is predicted that fuel injected from the fuel addition valve and attached to the vicinity of the branch position will accumulate as a deposit;
Internal combustion engine control system.
請求項1に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記制御装置は、
前記燃料添加制御の実行時、前記燃料添加弁から単位時間あたりに噴射される燃料の量である燃料添加量を、前記分岐温度相関値に応じて定められた添加量下限値以上となるように決定し、
前記添加量下限値は、
前記燃料添加量が前記添加量下限値よりも小さくなると前記燃料添加弁から噴射されて前記分岐位置の近傍に付着した燃料がデポジットとなって堆積すると予測される値である、
内燃機関の制御システム。
The internal combustion engine control system according to claim 1,
The control device includes:
When the fuel addition control is executed, the fuel addition amount, which is the amount of fuel injected from the fuel addition valve per unit time, is set to be equal to or greater than the addition amount lower limit value determined according to the branch temperature correlation value. decided,
The lower limit of the addition amount is
It is a value that is predicted to cause fuel injected from the fuel addition valve and attached to the vicinity of the branch position to accumulate as a deposit when the fuel addition amount becomes smaller than the addition amount lower limit value;
Internal combustion engine control system.
請求項1又は請求項2に記載の内燃機関の制御システムであって、
前記内燃機関は、
前記排気経路における前記分岐位置と前記排気浄化装置との間の位置に配設されたタービンを備える過給機を含み、
前記排気浄化装置は、
酸化触媒装置及び前記酸化触媒装置よりも下流側にある粒子状物質捕集装置を含む、
内燃機関の制御システム。
The internal combustion engine control system according to claim 1 or 2,
The internal combustion engine is
a supercharger including a turbine disposed at a position between the branch position in the exhaust path and the exhaust purification device,
The exhaust purification device includes:
an oxidation catalyst device and a particulate matter collection device downstream of the oxidation catalyst device;
Internal combustion engine control system.
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