JP3914751B2 - Exhaust purification method - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。
【0003】
この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。
【0004】
そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、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の再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない為、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの実用化が進められている。
【0005】
即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。
【0006】
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、該パティキュレートフィルタに担持される酸化触媒には活性温度領域があり、この活性下限温度を下まわるような排気温度での運転状態(一般的に軽負荷の運転領域に排気温度が低い領域が拡がっている)が続くと、酸化触媒が活性化しない為にパティキュレートが良好に燃焼除去されないという不具合が起こり得るので、電気ヒータや燃料添加装置等を付属させて強制的な加熱を行うことが検討されている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、電気ヒータや燃料添加装置等を付属させた場合には、電気ヒータに通電を行うための電気系統や、燃料添加装置に燃料を供給するための燃料系統等を新たに敷設しなければならず、これによりパティキュレートフィルタの再生に関するシステムが複雑なものとなってコストが高騰するという問題があり、他方、電気ヒータや燃料添加装置等による強制的な加熱を行わない場合には、パティキュレートフィルタが短期間に過捕集状態に陥って排圧上昇によりエンジン性能に悪影響を及ぼしたり、大量に堆積したパティキュレートが急激に燃焼してパティキュレートフィルタが溶損したりする虞れがあった。
【0008】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域でもパティキュレートフィルタの良好な再生を図ることができ、電気ヒータや燃料添加装置等の強制的な加熱手段を不要としてコストの低減化を図りつつ、パティキュレートフィルタが短期間のうちに過捕集状態に陥ることを確実に回避し得るようにすることを目的としている。
【0009】
【課題を解決するための手段】
本発明は、パティキュレートフィルタの酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域で、メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行い且つ該アフタ噴射に続き圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行う噴射パターンを採用し、アフタ噴射により出力に転換され難いタイミングで燃料を燃焼させて排気温度を上げる一方、ポスト噴射により排気ガス中に未燃のまま添加された燃料をパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱により触媒床温度を上げて捕集済みパティキュレートを燃焼させることを特徴とするものである。
【0010】
而して、このようにすれば、パティキュレートの自然燃焼が困難な排気温度の極めて低い運転領域であっても、アフタ噴射により出力に転換され難いタイミングで燃料を燃焼させて排気温度を上げる一方、ポスト噴射により排気ガス中に未燃のまま添加された燃料をパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱により触媒床温度を上げて捕集済みパティキュレートを燃焼させる結果、パティキュレートフィルタ内に捕集されたパティキュレートが前記燃料の酸化反応により酸素を消費された酸欠雰囲気下で緩慢に自然燃焼されることになり、パティキュレートの急激な高温燃焼によるパティキュレートフィルタの溶損を回避しつつ該パティキュレートフィルタの良好な再生を図ることが可能となる。
【0011】
更に、本発明においては、パティキュレートフィルタの酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域で、メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行う噴射パターンを採用し、該アフタ噴射により出力に転換され難いタイミングで燃料を燃焼させて排気温度を上げ、この排気昇温により触媒床温度が燃料の酸化反応を可能ならしめる温度に到達した後に、アフタ噴射に続き圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行う噴射パターンに切り替え、該ポスト噴射により排気ガス中に未燃のまま添加された燃料をパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱により触媒床温度を上げて捕集済みパティキュレートを燃焼させることも可能である。
【0012】
尚、ポスト噴射の開始時期については、クランク角が70〜150゜の範囲で設定することが好ましく、また、アフタ噴射の開始時期については、クランク角が0〜30゜の範囲で設定することが好ましい。
【0013】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【0014】
図1、図2は本発明を実施する形態の一例を示すもので、本形態例の排気浄化方法においては、図1に示す如く、自動車のディーゼルエンジン1(内燃機関)から排気マニホールド2を介して排出された排気ガス3が流通している排気管4のマフラ5内に、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ6を収容させた場合を例示しており、該パティキュレートフィルタ6を抱持するフィルタケース7がマフラ5の外筒を成すようになっている。
【0015】
即ち、前後に入口パイプ8と出口パイプ9とを備えたフィルタケース7の内部に、図2に拡大して示す如きパティキュレートフィルタ6が収容されており、このパティキュレートフィルタ6は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路6aの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路6aについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路6aを区画する多孔質薄壁6bを透過した排気ガス3のみが下流側へ排出されるようにしてある。
【0016】
そして、フィルタケース7の入口パイプ8には、入口ガス圧力を計測する圧力センサ10が過捕集判定手段として装備され、該圧力センサ10の検出信号10aがエンジン制御コンピュータ(ECU:Electronic Control Unit)を成す制御装置11に対し入力されるようになっており、他方、この制御装置11においては、ディーゼルエンジン1の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置12に向け燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する燃料噴射信号12aが出力されるようになっている。
【0017】
ここで、前記燃料噴射装置12は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記燃料噴射信号12aにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング(噴射開始時期と噴射終了時期)及び噴射量(開弁時間)が適切に制御されるようになっている。
【0018】
また、図示しない運転席のアクセルには、アクセル開度をディーゼルエンジン1の負荷として検出するアクセルセンサ13(負荷センサ)が備えられていると共に、ディーゼルエンジン1の適宜位置には、その回転数を検出する回転センサ14が装備されており、これらアクセルセンサ13及び回転センサ14からのアクセル開度信号13a及び回転数信号14aも前記制御装置11に入力されるようになっている。
【0019】
そして、前記制御装置11では、アクセル開度信号13a及び回転数信号14aに基づき通常モードの燃料噴射信号12aが決定されるようになっている一方、圧力センサ10からの検出信号10aにより入口ガス圧力の異常な上昇が確認された際に、通常モードから強制再生モードに切り替わり、図3に示す如く、圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射信号12aが決定されるようになっている。尚、ポスト噴射の開始時期については、クランク角が70〜150゜の範囲で設定すると良い。
【0020】
つまり、このようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス3中に未燃の燃料(主としてHC:炭化水素)が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ6表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ6内のパティキュレートが自然燃焼されることになる。
【0021】
尚、ここで、前述した制御装置11の通常モードから強制再生モードへの切り替えについて補足説明しておくと、本形態例においては、圧力センサ10からの検出信号10aにより入口ガス圧力の実測の圧力値を監視する一方、アクセル開度信号13a及び回転数信号14aに基づく現在の運転状態での入口ガス圧力の予測値を推定し、その予測値と実測の圧力値との偏差が正常範囲内にあるかどうかが制御装置11内で判別されるようになっており、パティキュレートフィルタ6に捕集されたパティキュレートの残留量(燃え残り)が多い場合には、パティキュレートフィルタ6の入口ガス圧力が正常範囲を超えて上昇するので、パティキュレートフィルタ6が過捕集状態に陥っているものと判断し、通常モードから強制再生モードへの切り替わりが行われるようにしてある。
【0022】
図4は前記強制再生モードにおけるポスト噴射の制御マップの一例を示すもので、所定回転数以上の軽負荷領域にて負荷の大きさに応じた三段階の噴射量を設定するようにしてある。尚、ポスト噴射の噴射量の単位は、一気筒当たりにインジェクタの一回の噴射で投入される燃料の体積で示してある。
【0023】
而して、パティキュレートの自然燃焼が困難な排気温度の低い運転領域で運転が行われている場合に、制御装置11により燃焼の噴射パターンを通常モードから強制再生モードに切り替え、メイン噴射に続き圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行う噴射パターンを採用すると、該ポスト噴射により排気ガス3中に未燃のまま添加された燃料がパティキュレートフィルタ6の酸化触媒上で酸化反応して反応熱を生じ、この反応熱により触媒床温度が酸化触媒の活性下限温度以上に維持される結果、パティキュレートフィルタ6内に捕集されたパティキュレートが前記燃料の酸化反応により酸素を消費された酸欠雰囲気下で緩慢に自然燃焼されることになり、パティキュレートの急激な高温燃焼によるパティキュレートフィルタ6の溶損を回避しつつ該パティキュレートフィルタ6の良好な再生を図ることが可能となる。
【0024】
特に上記説明においては、ポスト噴射の開始時期をクランク角が70〜150゜の範囲で設定するようにしているので、このようなタイミングでポスト噴射を開始することにより、パティキュレートの自然燃焼時の雰囲気を確実に酸欠雰囲気とすることができ、パティキュレートの急激な高温燃焼を抑制してパティキュレートフィルタ6の溶損を一層確実に回避することができる。
【0025】
一方、上記したようにポスト噴射により添加した燃料がパティキュレートフィルタ6の酸化触媒上で酸化反応することができない程の排気温度が極めて低い運転領域(例えば約200℃以下の排気温度の運転領域)で運転が行われる場合がある。
【0026】
このように排気温度が極めて低い運転領域においてもパティキュレートフィルタの良好な再生を図ることができるようにするために、本発明では以下のような方法を採用した。
【0027】
即ち、制御装置11による強制再生モードに関し、図5に示す如く、圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料のメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を行い且つ該アフタ噴射に続き圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射信号12aが決定されるようにしている。アフタ噴射の開始時期については、クランク角が0〜30゜の範囲で設定すると良い。
【0028】
この種のアフタ噴射の制御マップとしては、例えば、図6に一例を示す如きものを採用すれば良く、ここに図示している例では、所定回転数以上の軽負荷領域にて負荷の大きさに応じた二段階の噴射量を設定するようにしてある。
【0029】
要するに、このようにメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射が行われると、このアフタ噴射の燃料が出力に転換され難いタイミングで燃焼することによりディーゼルエンジン1の熱効率が下がり、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増えて排気温度が上昇され、これにより後に続くポスト噴射で添加される燃料がパティキュレートフィルタ6の酸化触媒上で酸化反応するのに必要な温度が確保されることになる。
【0030】
而して、このようにアフタ噴射とポスト噴射を併用すれば、パティキュレートフィルタ6の酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域であっても、アフタ噴射により適宜に排気温度を高めてポスト噴射の燃料を良好にパティキュレートフィルタ6の酸化触媒上で酸化反応させてパティキュレートフィルタ6を再生することができるので、従来の電気ヒータや燃料添加装置等の強制的な加熱手段を不要としてコストの低減化を図りつつ、パティキュレートフィルタ6が短期間のうちに過捕集状態に陥る虞れを確実に回避することができる。
【0031】
また、パティキュレートフィルタ6の酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域では、図5に示す如きアフタ噴射の併用を行う方法以外にも、前記図3に示したように圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行う噴射パターンと、図7に示す如きメイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射だけを行う噴射パターンによる排気昇温モードを別に設定し、図7の噴射パターンによる排気昇温モードにて排気温度を上げて触媒床温度が燃料の酸化反応を可能ならしめる温度に到達した後に、アフタ噴射に続き圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行う図3の噴射パターンに切り替え、ポスト噴射により排気ガス中に未燃のまま添加された燃料をパティキュレートフィルタ6の酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱により触媒床温度を上げて捕集済みパティキュレートを燃焼させることも可能である。
【0032】
尚、本発明の排気浄化方法は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、圧力センサ等の過捕集判定手段を装備せずに、排気温度の低い軽負荷運転領域で常に強制再生モードへの切り替えが行われるようなモード設定を採用しても良く、また、過捕集判定手段を装備する場合には、前述した如き圧力センサによる入口ガス圧力の実測値と現在の運転状態における予測値とを比較して判定する手段以外にも、パティキュレートフィルタを挟んだ前後に圧力センサを配置して入口側と出口側の差圧を求めることにより過捕集状態を判定したり、走行距離や運転時間等を目安としてパティキュレートフィルタの過捕集状態を推定する手段等を採用しても良いこと、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。
【0033】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化方法によれば、下記の如き種々の優れた効果を奏し得る。
【0034】
(I)本発明の請求項1及び2に記載の発明によれば、パティキュレートフィルタの酸化触媒上での燃料の酸化反応が困難な排気温度の極めて低い運転領域であっても、アフタ噴射により適宜に排気温度を高めることによってポスト噴射の燃料を良好にパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応させてパティキュレートフィルタを再生することができるので、従来の電気ヒータや燃料添加装置等の強制的な加熱手段を不要としてコストの低減化を図りつつ、パティキュレートフィルタが短期間のうちに過捕集状態に陥る虞れを確実に回避することができる。更に、パティキュレートフィルタ内に捕集されたパティキュレートが燃料の酸化反応により酸素が消費された酸欠雰囲気下で緩慢に自然燃焼されることになるため、パティキュレートの急激な高温燃焼によるパティキュレートフィルタの溶損を回避することができる。
【0035】
(II)本発明の請求項3に記載の発明によれば、ポスト噴射をクランク角70〜150゜の範囲で開始することにより、パティキュレートの自然燃焼時の雰囲気を確実に酸欠雰囲気とすることができ、パティキュレートの急激な高温燃焼を抑制してパティキュレートフィルタの溶損を一層確実に回避することができる。
【0036】
(III)本発明の請求項4に記載の発明によれば、アフタ噴射をクランク角0〜30゜の範囲で開始することにより、より効果的に排気温度を上昇させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図2】 図1のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。
【図3】 メイン噴射に続きポスト噴射を行う噴射パターンの一例を示すグラフである。
【図4】 ポスト噴射の制御マップの一例を示すグラフである。
【図5】 アフタ噴射とポスト噴射を併用した本発明の噴射パターンの一例を示すグラフである。
【図6】 アフタ噴射の制御マップの一例を示すグラフである。
【図7】 ポスト噴射と組み合わせるようにしている本発明のメイン噴射後にアフタ噴射だけを行う噴射パターンの一例を示すグラフである。
【符号の説明】
3 排気ガス
4 排気管
6 パティキュレートフィルタ
11 制御装置
12 燃料噴射装置
12a 燃料噴射信号[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust purification method.
[0002]
[Prior art]
Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot made of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) made of high-boiling hydrocarbon components. The composition contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, a particulate filter is installed in the middle of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows. It has been done conventionally.
[0003]
This type of particulate filter has a porous honeycomb structure made of a ceramic such as cordierite, and the inlets of the flow paths partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the inlets are not sealed. About the flow path, the exit is sealed, and only the exhaust gas which permeate | transmitted the porous thin wall which divides each flow path is discharged | emitted downstream.
[0004]
Then, the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, so that the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. It is necessary to regenerate, but in normal diesel engine operating conditions, there are few opportunities to obtain exhaust temperatures that are high enough for the particulates to self-combust. For example, an appropriate amount for platinum-supported alumina A catalyst regeneration type particulate filter in which an oxidation catalyst formed by adding a rare earth element such as cerium is integrally supported is being put to practical use.
[0005]
That is, if such a catalyst regeneration type particulate filter is employed, the oxidation reaction of the collected particulates is promoted to lower the ignition temperature, and the particulates can be burned and removed even at an exhaust temperature lower than the conventional one. It becomes possible.
[0006]
However, even when such a catalyst regeneration type particulate filter is employed, the oxidation catalyst carried by the particulate filter has an active temperature range, and the exhaust temperature is below the lower limit of activation temperature. If the operation state (generally, the region where the exhaust temperature is low spreads in the light load operation region) continues, the oxidation catalyst will not be activated, so the particulates may not be burned and removed well, It has been studied to perform forced heating by attaching an electric heater, a fuel addition device, or the like.
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
However, when an electric heater, a fuel addition device, etc. are attached, an electric system for energizing the electric heater, a fuel system for supplying fuel to the fuel addition device, etc. must be newly laid. Therefore, there is a problem that the system related to the regeneration of the particulate filter becomes complicated and the cost is increased. On the other hand, when forced heating by an electric heater or a fuel addition device is not performed, the particulate filter There is a possibility that the filter will be over trapped in a short period of time and the engine performance will be adversely affected by an increase in exhaust pressure, or a large amount of accumulated particulate will burn rapidly and the particulate filter may be melted.
[0008]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to achieve good regeneration of the particulate filter even in an operation region where the exhaust temperature of the particulate filter is difficult to oxidize and the exhaust temperature is extremely low. In addition, a forced heating means such as an electric heater or a fuel addition device is not required, and costs can be reduced, and the particulate filter can be reliably prevented from falling into an over trapped state in a short period of time. The purpose is that.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The present invention performs after-injection at a combustible timing immediately after main injection in an operation region where the exhaust temperature of the exhaust gas in which the oxidation reaction of fuel on the oxidation catalyst of the particulate filter is difficult, and compression after the after-injection. Adopts an injection pattern that performs post-injection at a non-ignition timing that is later than the dead center, and burns fuel at a timing that is difficult to convert to output by after-injection to raise the exhaust temperature, while post-injection is unburned in the exhaust gas The fuel added as it is is subjected to an oxidation reaction on the oxidation catalyst of the particulate filter, and the trapped particulates are burned by raising the catalyst bed temperature by the reaction heat.
[0010]
Thus, in this way, even in an operation region where the exhaust temperature is extremely low where it is difficult to spontaneously burn particulates, the fuel is burned at a timing that is difficult to convert to output by after injection, and the exhaust temperature is raised. As a result of the oxidation reaction of the unburned fuel added to the exhaust gas by post-injection on the oxidation catalyst of the particulate filter and raising the catalyst bed temperature by the reaction heat, the collected particulates are burned. Particulates collected in the curate filter are slowly burned spontaneously in an oxygen-deficient atmosphere that consumes oxygen due to the oxidation reaction of the fuel, and the particulate filter dissolves due to sudden high-temperature combustion of the particulates. It is possible to achieve good regeneration of the particulate filter while avoiding loss.
[0011]
Furthermore, in the present invention, an injection pattern is employed in which after-injection is performed at a combustible timing immediately after main injection in an operating region where the exhaust temperature is extremely low, where the oxidation reaction of the fuel on the oxidation catalyst of the particulate filter is difficult. Then, fuel is burned at a timing that is difficult to convert to output by the after injection, the exhaust temperature is raised, and after this exhaust temperature rises, the catalyst bed temperature reaches a temperature that enables the oxidation reaction of the fuel, and then compressed after the after injection Switch to an injection pattern in which post-injection is performed at a non-ignition timing that is later than the top dead center, and the fuel that has been added to the exhaust gas unburned by the post-injection is oxidized on the oxidation catalyst of the particulate filter, and the reaction It is also possible to raise the catalyst bed temperature by heat and burn the collected particulates.
[0012]
The start timing of the post injection is preferably set in the range of the crank angle of 70 to 150 °, and the start timing of the after injection is set in the range of the crank angle of 0 to 30 °. preferable.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0014]
FIG. 1 and FIG. 2 show an example of an embodiment of the present invention. In the exhaust purification method of this embodiment, as shown in FIG. 1, an automobile diesel engine 1 (internal combustion engine) passes through an
[0015]
That is, a
[0016]
The
[0017]
Here, the
[0018]
Further, the accelerator of the driver's seat (not shown) is provided with an accelerator sensor 13 (load sensor) that detects the accelerator opening as a load of the
[0019]
In the
[0020]
That is, when post-injection is performed at a non-ignition timing later than the compression top dead center following main injection, unburned fuel (mainly HC: hydrocarbon) is added to the
[0021]
Here, supplementary description will be given of the above-described switching of the
[0022]
FIG. 4 shows an example of a post-injection control map in the forced regeneration mode, in which three stages of injection amounts are set in accordance with the magnitude of the load in a light load region of a predetermined rotation speed or higher. Note that the unit of the injection amount of the post-injection is indicated by the volume of the fuel that is input by one injection of the injector per cylinder.
[0023]
Thus, when the operation is performed in the operation region where the exhaust gas temperature is low and it is difficult to spontaneously burn the particulates, the
[0024]
In particular, in the above description, the start timing of the post injection is set so that the crank angle is in the range of 70 to 150 °. Therefore, when the post injection is started at such timing, the particulate combustion is started during natural combustion. The atmosphere can be surely made into an oxygen-deficient atmosphere, and the rapid high-temperature combustion of the particulates can be suppressed, so that the melting loss of the
[0025]
On the other hand, as described above, the exhaust temperature is so low that the fuel added by post-injection cannot oxidize on the oxidation catalyst of the particulate filter 6 (for example, the exhaust temperature is about 200 ° C. or less). In some cases, driving is performed.
[0026]
Thus, in order to achieve good regeneration of the particulate filter even in an operation region where the exhaust temperature is extremely low, the following method is adopted in the present invention.
[0027]
That is, regarding the forced regeneration mode by the
[0028]
As this type of after-injection control map, for example, a map as shown in FIG. 6 may be adopted. In the example shown here, the magnitude of the load in a light load region of a predetermined rotation speed or higher. A two-stage injection amount is set according to the above.
[0029]
In short, if after-injection is performed at a combustible timing immediately after the main injection in this way, the thermal efficiency of the
[0030]
Thus, if after-injection and post-injection are used in combination, even in an operating region where the exhaust temperature of the exhaust gas, on which the oxidation reaction of fuel on the oxidation catalyst of the
[0031]
In addition, in the operation region where the exhaust temperature is extremely low, where the oxidation reaction of the fuel on the oxidation catalyst of the
[0032]
The exhaust purification method of the present invention is not limited only to the above-described embodiment, and is always forcedly regenerated in a light load operation region where the exhaust temperature is low, without providing an over-collection determining means such as a pressure sensor. A mode setting that switches to the mode may be adopted, and when an over-collection determination means is provided, the measured value of the inlet gas pressure by the pressure sensor as described above and the current operation state In addition to the means to compare and determine the predicted value, a pressure sensor is placed before and after the particulate filter and the differential pressure between the inlet side and the outlet side is determined to determine the overcollected state, It is possible to adopt means for estimating the excessive collection state of the particulate filter with reference to distance, operation time, etc., and other various changes can be made without departing from the scope of the present invention. It is.
[0033]
【The invention's effect】
According to the exhaust purification method of the present invention described above, the following various excellent effects can be obtained.
[0034]
(I) According to the first and second aspects of the present invention, after-injection is performed even in an operating region where the exhaust temperature of the particulate filter is difficult to oxidize and the exhaust temperature is extremely low. By appropriately raising the exhaust gas temperature, it is possible to regenerate the particulate filter by oxidizing the post-injected fuel satisfactorily on the oxidation catalyst of the particulate filter, so that the conventional electric heater, fuel addition device, etc. It is possible to reliably avoid the possibility that the particulate filter will fall into an over-collected state in a short period of time while reducing the cost by eliminating the need for a heating means. Furthermore, the particulates collected in the particulate filter are slowly burned spontaneously in an oxygen-deficient atmosphere where oxygen is consumed by the oxidation reaction of the fuel. Filter damage can be avoided.
[0035]
(II) According to the invention described in
[0036]
(III) According to the invention described in claim 4 of the present invention, the exhaust temperature can be increased more effectively by starting the after-injection within a crank angle range of 0 to 30 °.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the particulate filter of FIG.
FIG. 3 is a graph showing an example of an injection pattern for performing post injection following main injection.
FIG. 4 is a graph showing an example of a control map for post-injection.
FIG. 5 is a graph showing an example of an injection pattern of the present invention using both after injection and post injection.
FIG. 6 is a graph showing an example of a control map of after-injection.
FIG. 7 is a graph showing an example of an injection pattern in which only after injection is performed after main injection according to the present invention combined with post injection.
[Explanation of symbols]
3 exhaust gas 4
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