JP5163964B2 - DPF overheat prevention device - Google Patents

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本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気中の粒子性物質を捕集するDPFの過昇温を防止するDPFの過昇温防止装置に関する。   The present invention relates to a DPF overheating prevention device for preventing an overheating of a DPF that collects particulate matter in exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine.

従来、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される有害な物質を除去するために、内燃機関の排気通路に、排気中の粒子性物質を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)を設けることがある。このDPFによれば、排気中の粒子性物質を捕集することができるが、その捕集量が多くなってくるとその捕集能力が落ちてくるという問題がある。そこで、DPFを昇温して捕集された粒子性物質を燃焼除去する昇温処理が実行される。   Conventionally, in order to remove harmful substances discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine, a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in the exhaust gas may be provided in an exhaust passage of the internal combustion engine. . According to this DPF, it is possible to collect particulate matter in the exhaust gas, but there is a problem that the collection ability decreases as the amount of collection increases. Therefore, a temperature raising process is performed in which the particulate matter collected by burning the DPF is burned and removed.

一方、その昇温処理などが原因で、DPFが過昇温することがある。DPFが過昇温すると、DPFが破損するおそれがある。そこで、DPFが過昇温する可能性がある場合には、DPFを冷却する冷却処理を実行して過昇温を防止する技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。   On the other hand, the DPF may overheat due to the temperature raising process. If the DPF is excessively heated, the DPF may be damaged. Therefore, when there is a possibility that the DPF is excessively heated, a technique for preventing the excessive temperature increase by executing a cooling process for cooling the DPF has been proposed (for example, see Patent Document 1).

この特許文献1には、DPFでの熱を持ち去るために、そのDPFへ流入する排気量を増量させる排気冷却処理を実行する技術が開示されている。その排気冷却処理は、例えば、内燃機関の吸気系に取り込まれる新気量を調整するスロットル弁の開度や内燃機関の排気通路から吸気通路へ再循環されるEGR量を調整するEGRバルブの開度など予め定められた排気量調整パラメーターを制御することによって、排気量を増量させている。   This Patent Document 1 discloses a technique for executing an exhaust cooling process for increasing the exhaust amount flowing into the DPF in order to carry away the heat in the DPF. The exhaust cooling process is performed by, for example, opening an EGR valve that adjusts the opening degree of a throttle valve that adjusts the amount of fresh air taken into the intake system of the internal combustion engine and the EGR amount that is recirculated from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage. The exhaust amount is increased by controlling a predetermined exhaust amount adjustment parameter such as a degree.

また、特許文献1には、排気冷却処理のほかに、DPFでの発熱を抑えるために、そのDPF周辺の酸素濃度を減少させる酸欠冷却処理を実行する技術も開示されている。すなわち、DPF周辺を酸欠状態にすることにより、DPFでの粒子性物質の燃焼速度を抑えて発熱を抑えることができる。この酸欠冷却処理は、例えば、スロットル弁の開度、EGRバルブの開度、燃料噴射量、燃料噴射時期など予め定められた酸素調整パラメーターを制御することによって、酸素濃度を減少させている。つまり、スロットル弁の開度やEGRバルブの開度は新気量に影響を与えるので、それら開度を制御して新気量を減量させることによって、酸素濃度を減少させることができる。また、燃料噴射時期と燃料噴射量を酸素調整パラメーターとして、主噴射に後続するポスト噴射を実行することによって、筒内での酸素を消費させて酸素濃度を減少させることができる。   In addition to the exhaust cooling process, Patent Document 1 also discloses a technique for executing an oxygen deficient cooling process for reducing the oxygen concentration around the DPF in order to suppress heat generation in the DPF. That is, by making the periphery of the DPF deficient, it is possible to suppress heat generation by suppressing the burning rate of the particulate matter in the DPF. In this oxygen deficient cooling process, for example, the oxygen concentration is decreased by controlling predetermined oxygen adjustment parameters such as the throttle valve opening, the EGR valve opening, the fuel injection amount, and the fuel injection timing. That is, since the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the EGR valve affect the fresh air amount, the oxygen concentration can be reduced by controlling the opening degree to reduce the fresh air amount. Further, by executing post injection following the main injection with the fuel injection timing and the fuel injection amount as the oxygen adjustment parameters, oxygen in the cylinder can be consumed and the oxygen concentration can be reduced.

そして、特許文献1に開示されている技術では、状況に応じて、上記排気冷却処理と酸欠冷却処理とのいずれか一方を選択的に実行している。これによって、確実にDPFを冷却することを狙ったものである。   And in the technique currently disclosed by patent document 1, either one of the said exhaust_gas | exhaustion cooling process and an oxygen deficient cooling process is selectively performed according to a condition. This is aimed at reliably cooling the DPF.

特開2008−38821号公報JP 2008-38821 A

しかしながら、内燃機関の運転状態などの冷却処理を実行するときの条件によっては、排気冷却処理と酸欠冷却処理のいずれによっても効果的にDPFを冷却することができない場合がある。例えば、内燃機関の運転状態によっては、スロットル弁の開度やEGRバルブの開度などの排気量調整パラメーターを制御しても、新気量が効果的に増量しないために、排気量が効果的に増量しない場合がある。このような場合に、排気冷却処理を実行しても、効果的に排気量を増量することができないので、DPFの過昇温を防止できない。   However, depending on the conditions for performing the cooling process such as the operating state of the internal combustion engine, the DPF may not be effectively cooled by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process. For example, depending on the operating state of the internal combustion engine, even if the exhaust amount adjustment parameters such as the opening degree of the throttle valve and the opening degree of the EGR valve are controlled, the new air amount does not increase effectively, so the exhaust amount is effective. There is a case where the amount is not increased. In such a case, even if the exhaust cooling process is executed, the exhaust amount cannot be increased effectively, so that the excessive temperature rise of the DPF cannot be prevented.

また、例えば、燃料の着火性が低い場合など筒内での燃焼が効果的になされない場合がある。このような場合に、ポスト噴射をしても、筒内で酸素を効果的に消費することができないうえに、さらにポスト噴射量の増減により酸素濃度を調整することもできなくなる。したがって、酸欠冷却処理を実行しても、効果的に酸素濃度を減少させることができないので、DPFの過昇温を防止できない。また、筒内での燃焼が効果的になされないと、燃焼されない未燃燃料の量が多くなる。その未燃燃料は、DPFの昇温させるために設けられた排気を昇温させる酸化触媒と反応して、その酸化触媒が過昇温するおそれもある。   In addition, for example, in-cylinder combustion may not be effectively performed when the ignitability of the fuel is low. In such a case, even if post-injection is performed, oxygen cannot be effectively consumed in the cylinder, and the oxygen concentration cannot be adjusted by increasing or decreasing the post-injection amount. Therefore, even if the oxygen-deficient cooling process is executed, the oxygen concentration cannot be reduced effectively, so that it is not possible to prevent an excessive temperature rise of the DPF. Further, if the combustion in the cylinder is not effectively performed, the amount of unburned fuel that is not burned increases. The unburned fuel may react with an oxidation catalyst that raises the temperature of the exhaust provided to raise the temperature of the DPF, and the oxidation catalyst may overheat.

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、DPFの過昇温を防止する冷却処理として、排気冷却処理と酸欠冷却処理を実行するDPFの過昇温防止装置において、DPFの過昇温をより確実に防止することを課題とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and as a cooling process for preventing an excessive temperature rise of the DPF, in an apparatus for preventing an excessive temperature rise of a DPF that performs an exhaust cooling process and an oxygen deficient cooling process, An object is to more reliably prevent overheating.

上記課題を解決するために、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気中の粒子性物質を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)の過昇温を防止するための所定の冷却処理を実行するDPFの過昇温防止装置であり、
前記冷却処理として、前記DPFでの熱を持ち去るために、予め定められた排気量調整パラメーターを制御することによって前記DPFへ流入する排気量を増量させる排気冷却処理を実行する排気冷却手段と、
前記冷却処理として、前記DPFでの発熱を抑えるために、前記DPF周辺の酸素濃度を減少させる酸欠冷却処理を実行する酸欠冷却手段と、を備えるDPFの過昇温防止装置において、
排気量を効果的に増量できるか否かを判断することによって、前記排気冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第一の可否判断手段と、
酸素濃度を効果的に減少できるか否かを判断することによって、前記酸欠冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第二の可否判断手段と、
前記第一、第二の可否判断手段によって、前記排気冷却処理及び前記酸欠冷却処理では前記DPFの過昇温が防止できないと判断された場合に、それら排気冷却処理、酸欠冷却処理に代えて、前記DPFでの熱を持ち去るために、前記排気量調整パラメーター以外の所定の増量強化パラ−メーターを制御することによって、前記DPFへ流入する排気量を前記排気冷却処理における排気量よりもさらに増量させた増量強化冷却処理を実行する増量強化冷却手段と、を備えることを特徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention provides a predetermined cooling for preventing an excessive temperature rise of a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine. An apparatus for preventing excessive temperature rise of a DPF that executes processing,
An exhaust cooling means for performing an exhaust cooling process for increasing an exhaust amount flowing into the DPF by controlling a predetermined exhaust amount adjustment parameter in order to take away heat in the DPF as the cooling process;
In the DPF overheating prevention device, comprising the oxygen deficiency cooling means for executing the oxygen deficiency cooling process for reducing the oxygen concentration around the DPF in order to suppress heat generation in the DPF as the cooling process,
A first determination unit for determining whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the exhaust cooling process by determining whether or not the exhaust amount can be increased effectively;
A second propriety judging means for judging whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the oxygen deficient cooling treatment by judging whether or not the oxygen concentration can be effectively reduced;
When it is determined by the first and second possibility determination means that the overheating of the DPF cannot be prevented by the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process, the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process are used instead. In order to take away the heat in the DPF, the exhaust amount flowing into the DPF is further controlled than the exhaust amount in the exhaust cooling process by controlling a predetermined increase parameter other than the exhaust amount adjustment parameter. And an increase-enhanced cooling means for executing an increased-intensity-enhanced cooling process.

これによれば、第一、第二の可否判断手段が、排気冷却処理、酸欠冷却処理でDPFの過昇温が防止できるか否かを判断する。そして、防止できないと判断した場合には、増量強化冷却手段が、DPFへ流入する排気量を排気冷却処理における排気量よりもさらに増量させた増量強化冷却処理を実行する。その増量強化冷却手段は、排気量調整パラメーター以外の所定の増量強化パラ−メーターを制御するので、排気量調整パラメーターを制御しても新気量が効果的に増量しない場合であっても、効果的に排気量を増量させることができる。したがって、排気量不足によるDPFの過昇温が防止できない可能性を低減できる。また、効果的に酸素濃度を減少させることができず酸欠冷却処理を実行できない場合であっても、増量強化冷却処理による排気量でDPFでの熱を持ち去ることができるので、酸素濃度過多によるDPFの過昇温が防止できない可能性を低減できる。   According to this, the 1st, 2nd possibility judgment means judges whether the excessive temperature rise of DPF can be prevented by exhaust cooling processing and oxygen lack cooling processing. If it is determined that it cannot be prevented, the increase-enhanced cooling means executes an increase-enhanced cooling process in which the exhaust amount flowing into the DPF is further increased from the exhaust amount in the exhaust cooling process. The increase-enhancement cooling means controls the predetermined increase-enhancement parameters other than the exhaust amount adjustment parameter, so even if the new air amount does not increase effectively even if the exhaust amount adjustment parameter is controlled, it is effective. Therefore, the amount of exhaust can be increased. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the excessive temperature rise of the DPF due to the exhaust amount shortage cannot be prevented. Even when the oxygen concentration cannot be effectively reduced and the oxygen-deficient cooling process cannot be performed, the heat in the DPF can be taken away by the exhaust amount by the increased and enhanced cooling process. The possibility that overheating of the DPF cannot be prevented can be reduced.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記排気冷却手段は、内燃機関の吸気系に取り込まれる新気量を調整するスロットル弁の開度及び内燃機関の排気通路から吸気通路へ再循環されるEGR量を調整するEGRバルブの開度の少なくとも一つを前記排気量調整パラメーターとして制御して、新気量を増量させEGR量を減量させることによって、排気量を増量させるものである。   Further, in the DPF overheat prevention device of the present invention, the exhaust cooling means re-opens the throttle valve opening for adjusting the amount of fresh air taken into the intake system of the internal combustion engine and the exhaust passage from the internal combustion engine to the intake passage. By controlling at least one of the opening degrees of the EGR valve that adjusts the EGR amount to be circulated as the exhaust amount adjustment parameter, the exhaust amount is increased by increasing the fresh air amount and decreasing the EGR amount. .

このように、新気量を増量させることによって、排気量も増量させることができる。また、EGR量を減量させることによって、排気のうち吸気に再循環される量が減少するので、結果として排気量を増量させることができる。   Thus, the exhaust amount can be increased by increasing the amount of fresh air. Further, by reducing the amount of EGR, the amount of exhaust gas recirculated to the intake air is reduced, and as a result, the amount of exhaust gas can be increased.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記増量強化冷却手段は、内燃機関の回転数及び吸気圧の少なくとも一つを前記増量強化パラメーターとして増加制御することによって、排気量を増量させるものである。   In the DPF overheat prevention device according to the present invention, the increase-enhancement cooling means increases the displacement by increasing control of at least one of the rotational speed and the intake pressure of the internal combustion engine as the increase-enhancement parameter. Is.

このように、内燃機関の回転数や吸気圧を増加させることによって、排気量を増加させることができる。そして、内燃機関の回転数や吸気圧は、内燃機関の運転状態等にかかわらず、燃料噴射量や燃料噴射時期等を調整することによって増加させやすい。したがって、内燃機関の回転数や吸気圧を増加制御することによって、DPFへ流入する排気量を排気冷却処理における排気量よりもさらに増量させることができる。   In this way, the amount of exhaust can be increased by increasing the rotational speed and intake pressure of the internal combustion engine. The rotational speed and intake pressure of the internal combustion engine are easily increased by adjusting the fuel injection amount, fuel injection timing, etc., regardless of the operating state of the internal combustion engine. Therefore, the exhaust amount flowing into the DPF can be further increased from the exhaust amount in the exhaust cooling process by increasing the engine speed and the intake pressure.

また、排気冷却処理と酸欠冷却処理のいずれによっても効果的にDPFを冷却することができない場合は、上記増量強化冷却処理のほか、以下のようにしてもよい。すなわち、本発明は、内燃機関の排気通路に設けられた排気中の粒子性物質を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)の過昇温を防止するための所定の冷却処理を実行するDPFの過昇温防止装置であり、
前記冷却処理として、前記DPFでの熱を持ち去るために、前記DPFへ流入する排気量を増量させる排気冷却処理を実行する排気冷却手段と、
前記冷却処理として、前記DPFでの発熱を抑えるために、予め定められた酸素調整パラメーターを制御して、前記DPF周辺の酸素濃度を減少させる酸欠冷却処理を実行する酸欠冷却手段と、を備えるDPFの過昇温防止装置において、
排気量を効果的に増量できるか否かを判断することによって、前記排気冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第一の可否判断手段と、
酸素濃度を効果的に減少できるか否かを判断することによって、前記酸欠冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第二の可否判断手段と、
前記第一、第二の可否判断手段によって、前記排気冷却処理及び前記酸欠冷却処理では前記DPFの過昇温が防止できないと判断された場合に、それら排気冷却処理、酸欠冷却処理に代えて、前記酸素調整パラメーターの制御量を、酸素濃度を効果的に減少できるように補正して前記DPF周辺の酸素濃度を減少させる補正酸欠冷却処理を実行する補正酸欠冷却手段と、を備えることを特徴とする。
If the DPF cannot be effectively cooled by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process, the following may be performed in addition to the above-described increase-intensification cooling process. That is, the present invention relates to a DPF that performs a predetermined cooling process for preventing excessive temperature rise of a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine. An excessive temperature rise prevention device,
Exhaust cooling means for executing an exhaust cooling process for increasing the exhaust amount flowing into the DPF in order to take away heat in the DPF as the cooling process,
As the cooling process, in order to suppress heat generation in the DPF, an oxygen-deficient cooling unit that executes a oxygen-deficient cooling process that controls a predetermined oxygen adjustment parameter to reduce the oxygen concentration around the DPF; In the DPF overheat prevention device provided,
A first determination unit for determining whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the exhaust cooling process by determining whether or not the exhaust amount can be increased effectively;
A second propriety judging means for judging whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the oxygen deficient cooling treatment by judging whether or not the oxygen concentration can be effectively reduced;
When it is determined by the first and second possibility determination means that the overheating of the DPF cannot be prevented by the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process, the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process are used instead. Correction oxygen deficiency cooling means for correcting the control amount of the oxygen adjustment parameter so that the oxygen concentration can be effectively reduced to reduce the oxygen concentration around the DPF, It is characterized by that.

これによれば、排気冷却処理、酸欠冷却処理でDPFの過昇温を防止できないと判断した場合には、補正酸欠冷却手段が、酸素調整パラメーターの制御量を、酸素濃度を効果的に減少できるように補正してDPF周辺の酸素濃度を減少させる補正酸欠冷却処理を実行する。したがって、筒内での燃焼が効果的になされない場合等、酸欠冷却処理では効果的に酸素濃度を減少させることができない場合であっても、補正酸欠冷却処理が実行されて、その酸素調整パラメーターの制御量が補正されるので、酸素濃度を効果的に減少させることができる。その結果、酸素濃度過多によるDPFの過昇温が防止できない可能性を低減できる。また、排気量を効果的に増量できないことによって排気冷却処理ではDPFの過昇温を防止できない場合であっても、酸素濃度を減少させた補正酸欠冷却処理が実行されるので、DPFでの発熱を抑えることができる。その結果、排気量不足によるDPFの過昇温が防止できない可能性を低減できる。   According to this, when it is determined that the excessive temperature rise of the DPF cannot be prevented by the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process, the corrected oxygen deficient cooling means effectively sets the control amount of the oxygen adjustment parameter to the oxygen concentration. Correction oxygen deficient cooling processing is executed to correct the oxygen concentration around the DPF and reduce the oxygen concentration around the DPF. Therefore, even when the oxygen concentration cannot be effectively reduced by the oxygen deficient cooling process, such as when combustion in the cylinder is not effectively performed, the corrected oxygen deficient cooling process is executed and the oxygen concentration is reduced. Since the control amount of the adjustment parameter is corrected, the oxygen concentration can be effectively reduced. As a result, it is possible to reduce the possibility that overheating of the DPF due to excessive oxygen concentration cannot be prevented. Further, even if the exhaust cooling process cannot prevent the excessive temperature rise of the DPF due to the fact that the exhaust amount cannot be increased effectively, the corrected oxygen deficient cooling process in which the oxygen concentration is reduced is executed. Heat generation can be suppressed. As a result, it is possible to reduce the possibility that an excessive temperature rise of the DPF due to insufficient exhaust amount cannot be prevented.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記酸欠冷却手段は、内燃機関の吸気系に取り込まれる新気量を調整するスロットル弁の開度及び内燃機関の排気通路から吸気通路へ再循環されるEGR量を調整するEGRバルブの開度、燃料噴射量及び燃料噴射時期の少なくとも一つを前記酸素調整パラメーターとして制御することによって、前記酸欠冷却処理を実行するものである。   In the DPF overheat prevention device of the present invention, the oxygen deficient cooling means includes an opening of a throttle valve that adjusts the amount of fresh air taken into the intake system of the internal combustion engine and an exhaust passage from the internal combustion engine to the intake passage. The oxygen deficiency cooling process is executed by controlling at least one of the opening degree of the EGR valve, the fuel injection amount, and the fuel injection timing as the oxygen adjustment parameter for adjusting the recirculated EGR amount.

このように、スロットル弁の開度やEGRバルブの開度を制御することによって、新気量を調整することができる。その新気量が少ないほど、DPF周辺の酸素濃度も少なくなると考えられる。つまり、スロットル弁の開度やEGRバルブの開度を制御することによって、DPF周辺の酸素濃度を減少させることができる。また、燃料噴射量や燃料噴射時期を制御することによって、筒内での燃焼を制御することができる。筒内での燃焼によって、筒内に取り込まれた新気に含まれている酸素が消費されるので、その燃焼を制御することによってDPF周辺の酸素濃度を制御することができる。   Thus, the amount of fresh air can be adjusted by controlling the opening of the throttle valve and the opening of the EGR valve. It is considered that the oxygen concentration around the DPF decreases as the amount of fresh air decreases. That is, the oxygen concentration around the DPF can be reduced by controlling the opening of the throttle valve and the opening of the EGR valve. Further, the combustion in the cylinder can be controlled by controlling the fuel injection amount and the fuel injection timing. Oxygen contained in the fresh air taken into the cylinder is consumed by the combustion in the cylinder, so that the oxygen concentration around the DPF can be controlled by controlling the combustion.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記酸欠冷却手段は、燃料噴射量及び燃料噴射時期を前記酸素調整パラメーターとして、主噴射に後続するポスト噴射を実行して、前記ポスト噴射を筒内で燃焼させることで、筒内の酸素を消費させることによって、酸素濃度を減少させるものであり、
前記補正酸欠冷却手段は、前記補正酸欠冷却処理として、燃料噴射時期を、前記酸欠冷却処理時の前記ポスト噴射における燃料噴射時期よりも早い筒内圧が高い時期に補正した補正ポスト噴射を実行するものである。
Further, in the DPF overheat prevention device according to the present invention, the oxygen deficient cooling means performs post injection subsequent to main injection with the fuel injection amount and fuel injection timing as the oxygen adjustment parameters, and the post injection. The oxygen concentration is reduced by consuming the oxygen in the cylinder by burning it in the cylinder.
The corrected oxygen deficient cooling means performs corrected post injection as the corrected oxygen deficient cooling process in which the fuel injection timing is corrected to a time when the in-cylinder pressure is higher than the fuel injection timing in the post injection during the oxygen deficient cooling process. It is something to execute.

このように、ポスト噴射を実行することによって、主噴射で消費できなかった酸素を消費することができ、DPF周辺の酸素濃度を減少させることができる。その際、燃料の着火性が低い等の理由によって燃焼が効果的になされない場合がある。この場合、DPFの酸素濃度を効果的に減少させることができないので、酸欠冷却処理ではDPFの過昇温を防止できないことになる。そこで、補正酸欠冷却手段が、燃料噴射時期を早い筒内圧が高い時期に補正してポスト噴射を実行するので、筒内圧が低いときよりも酸素を消費しやすくできる。その結果、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができる。また、筒内でポスト噴射が効果的に燃焼するために未燃燃料の量が過度に多くならずに、DPFを昇温させるために設けられた排気を昇温させる酸化触媒の過昇温も抑制できる。   Thus, by performing post injection, oxygen that could not be consumed by main injection can be consumed, and the oxygen concentration around the DPF can be reduced. At that time, there are cases where the combustion is not effectively performed for reasons such as low ignitability of the fuel. In this case, since the oxygen concentration of the DPF cannot be effectively reduced, the excessive temperature rise of the DPF cannot be prevented by the oxygen deficient cooling treatment. Therefore, the corrected oxygen deficient cooling means corrects the fuel injection timing to a timing when the in-cylinder pressure is high and executes post-injection, so that oxygen can be consumed more easily than when the in-cylinder pressure is low. As a result, the oxygen concentration around the DPF can be effectively reduced. Further, since the amount of unburned fuel is not excessively increased in order for the post injection to burn effectively in the cylinder, the overheating of the oxidation catalyst for raising the temperature of the exhaust gas provided for raising the temperature of the DPF is also caused. Can be suppressed.

また補正酸欠冷却手段は、前記補正ポスト噴射として、さらに、燃料噴射量を、前記酸欠冷却処理時の前記ポスト噴射における燃料噴射量よりも多い量に補正する。   The corrected oxygen deficient cooling means further corrects the fuel injection amount to be larger than the fuel injection amount in the post injection during the oxygen deficient cooling process as the corrected post injection.

これにより、筒内での燃料の量が多くなって、その量が少ないときよりも酸素を消費しやすくできる。その結果、DPF周辺の酸素濃度をより一層効果的に減少させることができる。   As a result, the amount of fuel in the cylinder increases and oxygen can be consumed more easily than when the amount is small. As a result, the oxygen concentration around the DPF can be more effectively reduced.

また補正酸欠冷却手段は、前記酸素調整パラメーターとしてのスロットル弁の開度を前記酸欠冷却処理時よりも大きな開度に補正して、前記補正酸欠冷却処理を実行するとしてもよい。   The corrected oxygen deficient cooling means may execute the corrected oxygen deficient cooling process by correcting the opening of the throttle valve as the oxygen adjustment parameter to an opening larger than that during the oxygen deficient cooling process.

上述したように、酸欠冷却処理は、新気量を減少させることによって、DPF周辺の酸素濃度を減少させることを狙ったものである。しかし、燃料の着火性が低い場合等、効果的に燃焼がなされない場合には、新気量を減少させたとしても、その新気に含まれる酸素が効果的に消費されないので、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができない。そこで、この場合には、補正酸欠冷却手段が、スロットル弁の開度を大きくして新気量を酸欠冷却処理時のときよりも増量させるので、筒内での燃焼を促進することができる。その結果、新気に含まれている酸素の消費も促進でき、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができる。   As described above, the oxygen deficient cooling treatment aims to reduce the oxygen concentration around the DPF by reducing the amount of fresh air. However, if the combustion is not performed effectively, such as when the ignitability of the fuel is low, even if the amount of fresh air is reduced, the oxygen contained in the fresh air will not be consumed effectively. The oxygen concentration cannot be reduced effectively. Therefore, in this case, the correction oxygen deficient cooling means increases the throttle valve opening so that the amount of fresh air is increased as compared with that during the oxygen deficient cooling process, so that combustion in the cylinder can be promoted. it can. As a result, the consumption of oxygen contained in fresh air can be promoted, and the oxygen concentration around the DPF can be effectively reduced.

また補正酸欠冷却手段は、前記酸素調整パラメーターとしてのEGRバルブの開度が前記酸欠冷却処理時よりも小さな開度に補正して、前記補正酸欠冷却処理を実行するとしてもよい。   The corrected oxygen deficient cooling means may execute the corrected oxygen deficient cooling process by correcting the opening degree of the EGR valve as the oxygen adjustment parameter to an opening smaller than that during the oxygen deficient cooling process.

上述したように、酸欠冷却処理では、新気量を減少させているが、EGR量を多くすることによって新気量を減少させることができる。しかし、上述したように、効果的に燃焼がなされない場合には、新気量を減少させたとしても、その新気に含まれる酸素が効果的に消費されないので、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができない。そこで、この場合には、補正酸欠冷却手段が、EGRバルブの開度を小さくしてEGR量を酸欠冷却処理時のときよりも減量させて新気量を増量させているので、筒内での燃焼を促進することができる。その結果、新気に含まれている酸素の消費も促進でき、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができる。   As described above, the amount of fresh air is reduced in the oxygen deficient cooling process, but the amount of fresh air can be reduced by increasing the amount of EGR. However, as described above, when combustion is not effectively performed, even if the amount of fresh air is reduced, oxygen contained in the fresh air is not effectively consumed. Cannot be reduced. Therefore, in this case, the correction oxygen deficient cooling means decreases the opening of the EGR valve and decreases the EGR amount more than that during the oxygen deficient cooling process, thereby increasing the fresh air amount. Can promote combustion. As a result, the consumption of oxygen contained in fresh air can be promoted, and the oxygen concentration around the DPF can be effectively reduced.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記第二の可否判断手段は、酸素濃度を効果的に減少できるか否かの判断として、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断する。   Further, in the DPF overheat prevention device of the present invention, the second availability determination means determines whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed as a determination as to whether or not the oxygen concentration can be effectively reduced. Judge whether or not.

このように、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することによって、燃焼で消費される酸素量の指標とすることができる。つまり、筒内での燃焼が効果的になされていない場合には、その燃焼で効果的に酸素を消費することができず、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができないと判断することができる。   Thus, by determining whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed, it can be used as an index of the amount of oxygen consumed by the combustion. That is, when combustion in the cylinder is not effectively performed, it is determined that the combustion cannot effectively consume oxygen, and the oxygen concentration around the DPF cannot be effectively reduced. be able to.

そして、筒内での燃焼が効果的になされているか否かは、以下のようにして判断することができる。すなわち、吸気温を取得する吸気温取得手段を備え、前記第二の可否判断手段は、前記吸気温取得手段によって取得された吸気温に基づいて筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断する。   And it can be judged as follows whether combustion in a cylinder is made effectively. In other words, an intake air temperature acquisition means for acquiring the intake air temperature is provided, and the second availability determination means determines whether combustion in the cylinder is effectively performed based on the intake air temperature acquired by the intake air temperature acquisition means. Determine whether.

これによれば、吸気温が高いほど筒内での燃焼が促進されると考えられるので、その吸気温に基づいて、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することができる。   According to this, since it is considered that combustion in the cylinder is promoted as the intake air temperature is high, it is possible to determine whether or not combustion in the cylinder is effectively performed based on the intake air temperature. it can.

また、筒内での燃焼が効果的になされているか否かの判断に関して、燃料の着火のし易さの指標として、筒内で燃焼させる燃料のセタン価を取得するセタン価取得手段を備え、
前記第二の可否判断手段は、前記セタン価取得手段によって取得されたセタン価に基づいて筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断するとしてもよい。
Further, regarding the determination of whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed, as an index of the ease of ignition of the fuel, a cetane number acquisition means for acquiring the cetane number of the fuel burned in the cylinder,
The second availability determination unit may determine whether or not combustion in the cylinder is effectively performed based on the cetane number acquired by the cetane number acquisition unit.

これによれば、セタン価が高い燃料ほど筒内での燃焼が促進されると考えられるので、そのセタン価に基づいて、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することができる。   According to this, since it is considered that combustion in the cylinder is promoted as the fuel having a higher cetane number, it is determined whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed based on the cetane number. Can do.

また、筒内での燃焼が効果的になされているか否かの判断に関して、排気温を取得する排気温取得手段を備え、
前記第二の可否判断手段は、前記排気温取得手段によって取得された排気温に基づいて筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断するとしてもよい。
Further, regarding the determination of whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed, the exhaust temperature acquisition means for acquiring the exhaust temperature is provided,
The second availability determination unit may determine whether combustion in the cylinder is effectively performed based on the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition unit.

これによれば、筒内での燃焼が効果的になされている場合には排気温が高くなると考えられるので、その排気温に基づいて、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することができる。   According to this, since it is considered that the exhaust temperature becomes high when the combustion in the cylinder is effectively performed, whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed based on the exhaust temperature is determined. Can be judged.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記第一の可否判断手段による判断が可の場合には、前記排気冷却処理と前記酸欠冷却処理のうちの前記排気冷却処理を実行する。   In the DPF overheating prevention device of the present invention, when the determination by the first availability determination unit is possible, the exhaust cooling process of the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process is executed. .

これによれば、酸欠冷却処理が実行されると酸欠状態になってドライバビリティに影響を与えるおそれがあるので、排気冷却処理でDPFの過昇温が防止できる場合には排気冷却処理を優先的に実行するようにしたものである。   According to this, if the oxygen deficiency cooling process is executed, the oxygen deficiency state may occur and the drivability may be affected. Therefore, if the exhaust cooling process can prevent the overheating of the DPF, the exhaust cooling process is performed. It is designed to be executed with priority.

また、前記第一の可否判断手段による判断が否で、前記第二の可否判断手段による判断が可の場合には、前記排気冷却処理と前記酸欠冷却処理のうちの前記酸欠冷却処理を実行する。   Further, when the determination by the first availability determination unit is not possible and the determination by the second availability determination unit is possible, the oxygen deficiency cooling processing of the exhaust cooling processing and the oxygen deficiency cooling processing is performed. Run.

このように、排気冷却処理でDPFの過昇温が防止できない場合には、酸欠冷却処理が実行されるので、DPFの過昇温が防止することができる。   In this way, when the excessive temperature rise of the DPF cannot be prevented by the exhaust cooling process, the oxygen deficient cooling process is executed, so that the excessive temperature rise of the DPF can be prevented.

また、前記第一の可否判断手段は、
前記DPFの過昇温が防止できる必要排気量を算出する必要排気量算出手段と、
前記排気冷却処理を実行した場合における増量後排気量を内燃機関の運転条件に基づいて推定する増量後排気量推定手段と、
前記増量後排気量が前記必要排気量より小さいか否かを比較判断して、前記DPFの過昇温が防止できるか否かを決定する可否決定手段と、を備える。
In addition, the first availability determination means includes
A required exhaust amount calculating means for calculating a required exhaust amount capable of preventing an excessive temperature rise of the DPF;
A post-increase exhaust amount estimation means for estimating the post-increase exhaust amount in the case of performing the exhaust cooling process based on operating conditions of the internal combustion engine;
A determination unit for determining whether or not the post-increase exhaust amount is smaller than the required exhaust amount, and determining whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented.

これによれば、排気冷却処理を実行した場合に、排気量がどの程度増量するかは、内燃機関の運転状態によって変わってくると考えられる。そこで、増量後排気量推定手段が、内燃機関の運転条件に基づいて、排気冷却処理を実行した場合における増量後排気量を推定する。そして、可否決定手段が、その増量後排気量とDPFの過昇温が防止できる必要排気量とを比較判断するので、各内燃機関の運転状態に応じて、排気冷却処理でDPFの過昇温が防止できるか否かを判断することができる。   According to this, it is considered that how much the exhaust amount increases when the exhaust cooling process is executed depends on the operating state of the internal combustion engine. Therefore, the post-increase exhaust amount estimation means estimates the post-increase exhaust amount when the exhaust cooling process is executed based on the operating conditions of the internal combustion engine. Then, since the availability determining means compares and determines the exhaust amount after the increase and the necessary exhaust amount that can prevent the excessive temperature rise of the DPF, according to the operation state of each internal combustion engine, the excessive temperature increase of the DPF is performed by the exhaust cooling process. It can be determined whether or not it can be prevented.

その必要排気量算出手段は、前記DPFで捕集された粒子性物質の量であるPM捕集量に基づいて前記必要排気量を算出するものである。これにより、PM捕集量に応じた必要排気量を算出することができる。   The required exhaust amount calculation means calculates the required exhaust amount based on the amount of collected PM, which is the amount of particulate matter collected by the DPF. Thereby, the required exhaust amount according to the amount of collected PM can be calculated.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記DPFで捕集された粒子性物質の量であるPM捕集量及び前記DPFの温度に基づいて、前記冷却処理の実行が必要か否かを判断する実行要否判断手段を備え、
その実行要否判断手段によって前記冷却処理の実行が必要と判断されたときのみ、前記冷却処理を実行する。
In the DPF overheat prevention device of the present invention, whether the cooling process needs to be executed based on the amount of PM trapped as the amount of particulate matter trapped by the DPF and the temperature of the DPF. Including execution means for determining whether or not
The cooling process is executed only when it is determined by the execution necessity determination means that the cooling process needs to be executed.

これによれば、PM捕集量やDPFの温度が大きいほどDPFが過昇温する可能性が高くなると考えられる。そして、DPFが過昇温する可能性が低いにもかかわらず冷却処理を実行すると、排気量が増量したり、酸欠状態になったりするので、ドライバビリティ等に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、実行要否判断手段が、PM捕集量及びDPFの温度に基づいて冷却処理の実行が必要か否かを判断して、その実行が必要と判断されたときのみ冷却処理が実行されるので、不必要な冷却処理の実行を防止できる。   According to this, it is thought that possibility that DPF overheats will become high, so that PM collection amount and DPF temperature are large. If the cooling process is executed even though the DPF is unlikely to overheat, the exhaust amount increases or an oxygen deficient state occurs, which may adversely affect drivability and the like. Therefore, the execution necessity determination means determines whether or not the cooling process needs to be executed based on the amount of collected PM and the temperature of the DPF, and the cooling process is executed only when it is determined that the execution is necessary. Therefore, unnecessary cooling processing can be prevented.

また、前記実行要否判断手段は、前記PM捕集量、前記DPFの温度に加えて、内燃機関が、前記DPFの過昇温が起こりやすい所定の運転状態であるか否かに基づいて、前記冷却処理の実行が必要か否かを判断する。   Further, the execution necessity determination means is based on whether the internal combustion engine is in a predetermined operating state in which excessive temperature rise of the DPF is likely to occur in addition to the amount of collected PM and the temperature of the DPF. It is determined whether or not the cooling process needs to be executed.

これによれば、DPFが過昇温するか否かは、内燃機関の運転状態によっても変わってくると考えられるので、実行要否判断手段が、内燃機関の運転状態に基づいて、冷却処理の実行が必要か否かを判断しているので、より正確に、その判断をすることができる。   According to this, it is considered that whether or not the DPF is excessively heated depends on the operating state of the internal combustion engine. Therefore, the execution necessity determination means performs the cooling process based on the operating state of the internal combustion engine. Since it is determined whether or not execution is necessary, the determination can be made more accurately.

そのDPFの過昇温が起こりやすい所定の運転状態所定の運転状態は、減速状態とすることができる。このように、内燃機関が減速状態では、内燃機関の回転数の低下等によりDPFへ流入する排気量が減少し、DPFが過昇温しやすい状態であると言える。したがって、より一層、適切な時期に冷却処理を実行することができる。   Predetermined operation state in which overheating of the DPF is likely to occur The predetermined operation state can be a deceleration state. Thus, it can be said that when the internal combustion engine is in a decelerating state, the amount of exhaust gas flowing into the DPF decreases due to a decrease in the rotational speed of the internal combustion engine, and the DPF tends to overheat. Therefore, the cooling process can be executed at a more appropriate time.

また、本発明のDPFの過昇温防止装置において、前記前記冷却処理の実行中に、前記DPFの温度に基づいて実行中の冷却処理の継続が必要か否かを判断する継続要否判断手段と、
前記継続要否判断手段によって継続が不要と判断された場合には、実行中の冷却処理を終了する冷却処理終了手段と、を備える。
Further, in the DPF overheating prevention apparatus of the present invention, during the execution of the cooling process, it is determined whether or not the ongoing cooling process needs to be continued based on the temperature of the DPF. When,
A cooling process ending unit for ending the cooling process being executed when the continuation necessity determining unit determines that continuation is unnecessary.

これによれば、冷却処理が実行されてDPFの温度が低下したにもかかわらず、不必要に冷却処理が継続されるのを防止できる。   According to this, it is possible to prevent the cooling process from being continued unnecessarily even though the cooling process is executed and the temperature of the DPF is lowered.

エンジンシステム1の概略構成を示した図である。1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine system 1. FIG. 過昇温防止処理の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the excessive temperature rising prevention process. 図2のS30の排気冷却可否判定の手順の詳細を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the detail of the procedure of the exhaust-cooling possibility determination of S30 of FIG. 必要排気量Q0を決定するためのマップの一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the map for determining required displacement Q0. 図2のS60の酸欠冷却可否判定の手順の詳細を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the detail of the procedure of the oxygen deficiency cooling possibility determination of S60 of FIG. 第一実施形態の増量強化冷却処理の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the increase reinforcement | strengthening cooling process of 1st embodiment. 第二実施形態の補正酸欠冷却処理の手順を示したフローチャートである。It is the flowchart which showed the procedure of the correction | amendment oxygen lack cooling process of 2nd embodiment. 第二実施形態の補正ポスト噴射を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the correction | amendment post injection of 2nd embodiment. 第二実施形態の補正酸欠冷却処理の効果を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the effect of the correction | amendment oxygen deficient cooling process of 2nd embodiment.

(第一実施形態)
以下、本発明のDPFの過昇温防止装置の第一実施形態について、図面を参照しながら説明する。本実施形態は、請求項に係る発明のうち、排気冷却処理、酸欠冷却処理で過昇温が防止できない場合には増量強化冷却処理を実行する発明に係る実施形態である。
(First embodiment)
Hereinafter, a first embodiment of a DPF overheat prevention device of the present invention will be described with reference to the drawings. This embodiment is an embodiment according to the invention according to the invention that executes an increase-intensified cooling process when excessive temperature rise cannot be prevented by the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process.

図1は、本実施形態のDPFの過昇温防止装置が適用されるエンジンシステム1の概略構成を示した図である。このシステム1の制御対象とするエンジン10としては、4輪自動車(例えばAT車)に搭載される多気筒(例えば直列4気筒)のディーゼルエンジン(内燃機関)を想定している。そのディーゼルエンジン10(以下エンジンという)は、インジェクタ(図示外)から燃焼室(図示外)に噴射された燃料は、その燃焼室で自己着火することによって動力を生み出すものである。   FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an engine system 1 to which the DPF overheat prevention device of the present embodiment is applied. The engine 10 to be controlled by the system 1 is assumed to be a multi-cylinder (for example, in-line four-cylinder) diesel engine (internal combustion engine) mounted on a four-wheeled vehicle (for example, an AT vehicle). In the diesel engine 10 (hereinafter referred to as an engine), fuel injected from an injector (not shown) into a combustion chamber (not shown) self-ignites in the combustion chamber to generate power.

またエンジン10には、シリンダ(図示外)内の圧力(筒内圧)を検出する筒内圧センサ66が、例えば着火補助装置としてのグロープラグと一体にして設けられている。そしてこれにより、シリンダ内における燃焼状態の把握、すなわち着火時期や燃焼温度の推定、さらにはノッキング検出、燃焼圧のピーク位置検出、失火検出等が可能とされている。なお、筒内圧センサ66で検出された筒内圧は、ECU70に入力される。   The engine 10 is provided with an in-cylinder pressure sensor 66 that detects a pressure (in-cylinder pressure) in a cylinder (not shown), for example, integrally with a glow plug as an ignition assist device. This makes it possible to grasp the combustion state in the cylinder, that is, to estimate the ignition timing and combustion temperature, to detect knocking, to detect the peak position of the combustion pressure, to detect misfire, and the like. The in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 66 is input to the ECU 70.

また、エンジン10の排気通路51にディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)30が設置され、その上流には酸化触媒(DOC)20が設置されている。DPF30は公知の構造のセラミック製フィルタであり、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に成形して、ガス流路となる多数のセルを入口側または出口側が互い違いとなるように目封じしてなる。エンジン10から排出された排気は、DPF30の多孔性の隔壁を通過しながら下流へ流れ、その間にパティキュレート(粒子性物質、PM)が捕集されて次第に堆積する。   A diesel particulate filter (DPF) 30 is installed in the exhaust passage 51 of the engine 10, and an oxidation catalyst (DOC) 20 is installed upstream thereof. The DPF 30 is a ceramic filter having a known structure. For example, a heat-resistant ceramic such as cordierite is formed into a honeycomb structure so that a large number of cells serving as gas flow paths are staggered on the inlet side or the outlet side. It ’s sealed. The exhaust discharged from the engine 10 flows downstream while passing through the porous partition wall of the DPF 30, and particulates (particulate matter, PM) are collected and gradually accumulated therebetween.

そして、DPF30で捕集されたPMの捕集量が多くなると、DPF30のPMの捕集能力が落ちてくる。そこで、定期的に(又は不定期にPM捕集量に応じて)昇温処理が実行されて、捕集されたPMが燃焼し、酸化され、無害化した炭酸ガスとして排出されるようになっている。すなわち、DPF30が再生する。この昇温処理は、例えばエンジン10の動力を得る(出力トルクを生成する)ためになされるメインの燃料噴射(主噴射)から所定時間遅れた時期に1回又は多段噴射のポスト噴射を実行することによって行われる。詳しくは、このポスト噴射により、排気温度を上昇させるとともに、後述するDOC20に対して未燃燃料(炭化水素、HC)を添加してその反応熱で捕集PMの燃焼、ひいてはDPF30の再生を行うようにしている。   When the amount of PM collected by the DPF 30 increases, the PM collection capability of the DPF 30 decreases. Therefore, the temperature rise process is executed regularly (or irregularly according to the amount of collected PM), and the collected PM is burned, oxidized, and discharged as harmless carbon dioxide. ing. That is, the DPF 30 is regenerated. In this temperature raising process, for example, post injection of one time or multistage injection is executed at a time delayed by a predetermined time from the main fuel injection (main injection) which is performed to obtain power of the engine 10 (generate output torque). Is done by. Specifically, the exhaust temperature is raised by this post-injection, and unburned fuel (hydrocarbon, HC) is added to the DOC 20, which will be described later, and the collected PM is burned by the reaction heat, and the DPF 30 is regenerated. I am doing so.

DOC20は公知の構造で、コーディエライトハニカム構造体等よりなるセラミック製担体の表面に酸化触媒を担持してなる。DOC20は、排気通路51に供給される炭化水素(HC)を触媒反応により燃焼させて排気温度を上昇させ、DPF30を昇温する。なお、DPF30には酸化触媒が担持されていても、担持されていなくてもよい。本実施形態では、DPF30に酸化触媒が担持されていないものとして説明する。あるいは、酸化触媒が担持されたDPF30を用い、その上流にDOC20を設置しないシステム構成とすることもできる。   The DOC 20 has a known structure and is formed by supporting an oxidation catalyst on the surface of a ceramic carrier made of a cordierite honeycomb structure or the like. The DOC 20 burns hydrocarbons (HC) supplied to the exhaust passage 51 by a catalytic reaction to increase the exhaust temperature, and raises the DPF 30 temperature. The DPF 30 may or may not carry an oxidation catalyst. In the present embodiment, description will be made assuming that the oxidation catalyst is not supported on the DPF 30. Alternatively, a system configuration in which the DPF 30 supporting the oxidation catalyst is used and the DOC 20 is not installed upstream thereof can be used.

排気通路51のDOC20の上流側には、温度センサとしての排気温センサ61が設置される。排気温センサ61はECU70に接続されており、DOC20の入ガス温度を検出して、ECU70に出力する。ECU70は排気温センサ61の出力に基づいて例えばDPF30の温度(中心温度)を推定する。なお、DPF30の下流側にDPF30の出ガス温度を検出する排気温センサを設けて、その出ガス温度と排気温センサ61が検出する入ガス温度とに基づいて、DPF30の温度を推定してもよい。   An exhaust temperature sensor 61 as a temperature sensor is installed on the upstream side of the DOC 20 in the exhaust passage 51. The exhaust temperature sensor 61 is connected to the ECU 70, detects the inlet gas temperature of the DOC 20, and outputs it to the ECU 70. For example, the ECU 70 estimates the temperature (center temperature) of the DPF 30 based on the output of the exhaust temperature sensor 61. Even if an exhaust temperature sensor for detecting the outlet gas temperature of the DPF 30 is provided downstream of the DPF 30 and the temperature of the DPF 30 is estimated based on the outlet gas temperature and the inlet gas temperature detected by the exhaust temperature sensor 61. Good.

また、排気通路51には、DPF30にて捕集されたPM捕集量を知るために、DPF30の前後差圧を検出する差圧センサ67が接続される。差圧センサ67の一端側はDPF30上流の排気通路51に、他端側はDPF30下流の排気通路51にそれぞれ接続されており、DPF30の前後差圧に応じた信号をECU70に出力する。   In addition, a differential pressure sensor 67 that detects a differential pressure across the DPF 30 is connected to the exhaust passage 51 in order to know the amount of PM collected by the DPF 30. One end of the differential pressure sensor 67 is connected to the exhaust passage 51 upstream of the DPF 30, and the other end is connected to the exhaust passage 51 downstream of the DPF 30, and outputs a signal corresponding to the differential pressure across the DPF 30 to the ECU 70.

また、排気通路51にはA/Fセンサ62(空燃比センサ)が配置され、同センサ62により計測されたA/F値の数値がECU70へと送られる。このA/Fセンサ62は、例えば、吸蔵還元型NOx触媒(図示外)で吸蔵されたNOxを還元するために、排気のA/F値を制御するために用いられたり、後述するEGR制御に用いられたりする。   Further, an A / F sensor 62 (air-fuel ratio sensor) is disposed in the exhaust passage 51, and the numerical value of the A / F value measured by the sensor 62 is sent to the ECU 70. The A / F sensor 62 is used, for example, to control the A / F value of exhaust gas in order to reduce NOx occluded by an occlusion reduction type NOx catalyst (not shown) or for EGR control described later. Or used.

さらに排気還流系として、排気通路51から吸気通路52へ、排気を再循環するためのEGR通路41が設けられている。EGR通路41上には、EGRバルブ42が配置され、ECU70からの指令でその開度が制御されることにより、排気の還流量であるEGR量が調節される。また必要に応じて、EGRガスを冷却するEGRクーラ等も、EGR通路41に対して設けられる。こうした構成に基づき、EGR通路41を通じて排気ガスの一部を吸気系に再循環することにより燃焼温度を下げてNOxの発生を低減している。   Further, an EGR passage 41 for recirculating exhaust gas from the exhaust passage 51 to the intake passage 52 is provided as an exhaust gas recirculation system. An EGR valve 42 is disposed on the EGR passage 41, and its opening degree is controlled by a command from the ECU 70, thereby adjusting an EGR amount that is an exhaust gas recirculation amount. Further, an EGR cooler for cooling the EGR gas or the like is also provided for the EGR passage 41 as necessary. Based on such a configuration, a part of the exhaust gas is recirculated to the intake system through the EGR passage 41, thereby lowering the combustion temperature and reducing the generation of NOx.

エンジン10の吸気通路52には、吸気温を検出する吸気温センサ63と新気量を検出するエアフロメータ64が設置されて、吸気温、新気量をECU70に出力するようになっている。また、エアフロメータ64下流の吸気通路52には、エンジン10に取り込まれる新気量の増減を調整するスロットル弁65(吸気絞り弁)が設置されており、ECU70の指令で新気量を増減する。   An intake air temperature sensor 63 for detecting the intake air temperature and an air flow meter 64 for detecting the fresh air amount are installed in the intake passage 52 of the engine 10 so as to output the intake air temperature and the fresh air amount to the ECU 70. The intake passage 52 downstream of the air flow meter 64 is provided with a throttle valve 65 (intake throttle valve) that adjusts the increase / decrease in the amount of fresh air taken into the engine 10, and the amount of fresh air is increased / decreased by a command from the ECU 70. .

さらに、本実施形態では、スロットル弁65の上流の吸気通路52に、圧縮した新気をエンジン10に送り込む圧縮機66が設けられている。この圧縮機66は、排気のエネルギーを利用して高速回転されたタービン(図示外)のその回転力で駆動され、新気を圧縮して、すなわち吸気圧を増加して新気をエンジン10に送り込むものである。これによって、見かけ上の排気量を超える出力を得ることができる。なお、これらタービンや圧縮機66からなる構成は、いわゆるターボチャージャーと称されるものであって、タービンや圧縮機66は、ECU70に接続され、ECU70の指令に基づいて新気を圧縮する。   Further, in the present embodiment, a compressor 66 for sending compressed fresh air to the engine 10 is provided in the intake passage 52 upstream of the throttle valve 65. The compressor 66 is driven by the rotational force of a turbine (not shown) rotated at high speed using the energy of the exhaust, and compresses fresh air, that is, increases intake air pressure to bring the fresh air into the engine 10. It is what you send in. As a result, an output exceeding the apparent displacement can be obtained. In addition, the structure which consists of these turbines and the compressor 66 is what is called what is called a turbocharger, Comprising: A turbine and the compressor 66 are connected to ECU70, and compress fresh air based on the instruction | command of ECU70.

またECU70には、エンジン回転数NEを検出する回転数センサ81が接続されている。その回転数センサ81は、例えばエンジン10から連結されたクランク(図示外)の回転角度を計測するクランク角センサとすればよい。そしてクランク角センサの検出値がECU70へ送られてECU70がエンジン10の回転数NEを算出している。   The ECU 70 is connected to a rotation speed sensor 81 that detects the engine rotation speed NE. The rotation speed sensor 81 may be a crank angle sensor that measures the rotation angle of a crank (not shown) connected from the engine 10, for example. Then, the detected value of the crank angle sensor is sent to the ECU 70, and the ECU 70 calculates the rotational speed NE of the engine 10.

さらにECU70には、運転者の要求トルクを車両側に知らせるための運転操作部に相当するアクセルペダルの状態(変位量)を検出するアクセルセンサ82が接続されている。これら、回転数センサ81やアクセルセンサ82は、例えば、エンジン10の運転状態(加速状態、減速状態等)を検出するために用いられる。   Further, the ECU 70 is connected to an accelerator sensor 82 that detects the state (displacement amount) of an accelerator pedal corresponding to a driving operation unit for notifying the vehicle side of the driver's required torque. These rotational speed sensor 81 and accelerator sensor 82 are used, for example, to detect the operating state (acceleration state, deceleration state, etc.) of engine 10.

ECU70は、通常のコンピュータの構造を有するとし、各種演算をおこなうCPU(図示外)や各種情報の記憶を行うメモリ(図示外)を備えている。そのECU70は、上記各種センサからの検出信号を基に運転状態を検出し、運転状態に応じた最適な燃料噴射量、噴射時期、噴射圧等を算出して、エンジン10への燃料噴射を制御する。また、スロットル弁65の開度を制御して新気量を調整したり、EGRバルブ42の開度を制御してEGR量を調整したりする。さらに、ECU70は、上記DPF30の昇温処理を実行して、DPF30を再生させる。   The ECU 70 has a normal computer structure, and includes a CPU (not shown) for performing various calculations and a memory (not shown) for storing various information. The ECU 70 detects an operating state based on detection signals from the various sensors, calculates an optimal fuel injection amount, injection timing, injection pressure, etc. according to the operating state, and controls fuel injection to the engine 10. To do. Further, the amount of fresh air is adjusted by controlling the opening of the throttle valve 65, or the amount of EGR is adjusted by controlling the opening of the EGR valve 42. Further, the ECU 70 performs a temperature increasing process for the DPF 30 to regenerate the DPF 30.

また、ECU70は、本発明の「DPFの過昇温防止装置」として機能し、上記昇温処理などが原因でDPF30が過昇温となるのを防止するための所定の冷却処理を実行する。具体的には、冷却処理として、DPF30での熱を持ち去るために、スロットル弁65の開度、EGRバルブ42の開度(排気量調整パラメーター)を制御することによってDPF30へ流入する排気量を増量させる排気冷却処理を実行する。また、別の冷却処理として、DPF30での発熱を抑えるために、スロットル弁65の開度、EGRバルブ42の開度、燃料噴射量及び燃料噴射時期(酸素調整パラメーター)を制御して、DPF30周辺の酸素濃度を減少させる酸欠冷却処理を実行する。そして、これら排気冷却処理と酸欠冷却処理は、エンジン10の運転状態等によって使い分けている。なお、排気冷却処理と酸欠冷却処理の詳細や実行時期等は、フローチャートを参照して後述する。   Further, the ECU 70 functions as a “DPF excessive temperature rise prevention device” of the present invention, and executes a predetermined cooling process for preventing the DPF 30 from being excessively heated due to the temperature increase process or the like. Specifically, as a cooling process, in order to take away heat in the DPF 30, the amount of exhaust flowing into the DPF 30 is increased by controlling the opening of the throttle valve 65 and the opening of the EGR valve 42 (displacement adjustment parameter). Exhaust cooling processing is executed. Further, as another cooling process, in order to suppress heat generation in the DPF 30, the opening of the throttle valve 65, the opening of the EGR valve 42, the fuel injection amount, and the fuel injection timing (oxygen adjustment parameter) are controlled, and the vicinity of the DPF 30 is controlled. An oxygen deficient cooling process is performed to reduce the oxygen concentration of the water. The exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process are selectively used depending on the operating state of the engine 10 and the like. Details and timing of the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process will be described later with reference to flowcharts.

さらに本実施形態では、ECU70は、冷却処理として、上記排気冷却処理と酸欠冷却処理とは別の、DPF30へ流入する排気量を排気冷却処理における排気量よりもさらに増量させて、DPF30での熱を持ち去る増量強化冷却処理を実行する。この増量強化冷却処理は、排気冷却処理と酸欠冷却処理のいずれによってもDPF30の過昇温が防止できないと判断される場合に実行される。そして、これら冷却処理は、具体的には、図2のフローチャートにしたがって実行される。   Further, in the present embodiment, the ECU 70 increases the exhaust amount flowing into the DPF 30 as a cooling process, which is different from the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process, further than the exhaust amount in the exhaust cooling process, and in the DPF 30 Execute the enhanced cooling process to remove heat. This increase-intensified cooling process is executed when it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process. These cooling processes are specifically executed according to the flowchart of FIG.

ここで、図2は、ECU70が実行するDPF30の過昇温を防止する過昇温防止処理の手順を示したフローチャートである。この過昇温防止処理は、例えば、一定間隔で繰り返し実行される。以下、図2を参照しながら、この過昇温防止処理について説明する。   Here, FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of an excessive temperature rise prevention process for preventing the excessive temperature rise of the DPF 30 executed by the ECU 70. This excessive temperature rise prevention process is repeatedly executed at regular intervals, for example. Hereinafter, the excessive temperature rise prevention process will be described with reference to FIG.

先ず、ステップS10では、DPF30の温度、DPF30に捕集されたPM捕集量及びエンジン10の運転状態(加速減速状態)をそれぞれ取得する。具体的には、DPF30の温度は、排気温センサ61が検出する排気温を取得する。また、排気温とDPF30の温度(中心温度)との関係を予め実験等で求めて、その関係を定めたマップをECU70内のメモリ等に記憶しておく。そして、取得した排気温と記憶されたマップとに基づいて、DPF30の温度を推定する。   First, in step S10, the temperature of the DPF 30, the amount of PM trapped in the DPF 30, and the operating state (acceleration / deceleration state) of the engine 10 are acquired. Specifically, the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 61 is acquired as the temperature of the DPF 30. Further, a relationship between the exhaust temperature and the temperature (center temperature) of the DPF 30 is obtained in advance by experiments or the like, and a map defining the relationship is stored in a memory or the like in the ECU 70. Then, based on the acquired exhaust temperature and the stored map, the temperature of the DPF 30 is estimated.

また、PM捕集量は、差圧センサ67が検出するDPF30の前後差圧を取得する。ここで、DPF30で捕集されたPM捕集量が多くなってDPF30が詰まってくるほど、DPF30の前後差圧が大きくなってくると考えられる。そこで、DPF30の前後差圧とPM捕集量との関係を予め実験等で求めて、その関係を定めたマップをECU70内のメモリ等に記憶しておく。そして、取得したDPF30の前後差圧と記憶されたマップとに基づいて、PM捕集量を推定する。   Further, the amount of PM collected is the differential pressure across the DPF 30 detected by the differential pressure sensor 67. Here, it is considered that as the amount of PM collected by the DPF 30 increases and the DPF 30 becomes clogged, the differential pressure across the DPF 30 increases. Therefore, the relationship between the differential pressure across the DPF 30 and the amount of PM trapped is obtained in advance through experiments or the like, and a map defining the relationship is stored in a memory or the like in the ECU 70. Then, the PM trap amount is estimated based on the acquired differential pressure across the DPF 30 and the stored map.

また、エンジン10の運転状態(加速減速状態)は、回転数センサ81が検出するエンジン回転数NEと、アクセルセンサ82が検出するアクセルペダルの操作量とをそれぞれ取得する。これらエンジン回転数NEとアクセルペダルの操作量は、エンジン10の運転状態(加速減速状態)に相当する情報となる。すなわち、例えば、エンジン回転数NEが大きいほどエンジン10は加速状態にあると言え、アクセルペダルの操作量が大きいほどエンジン10は加速状態であると言える。   Further, as the operating state (acceleration / deceleration state) of the engine 10, the engine speed NE detected by the speed sensor 81 and the operation amount of the accelerator pedal detected by the accelerator sensor 82 are acquired. The engine speed NE and the amount of operation of the accelerator pedal are information corresponding to the operating state (acceleration / deceleration state) of the engine 10. That is, for example, it can be said that the engine 10 is in an accelerated state as the engine speed NE is large, and the engine 10 is in an accelerated state as the operation amount of the accelerator pedal is large.

続くステップS20では、ステップS10で取得したDPF30の温度、PM捕集量及びエンジン10の運転状態に基づいて、DPF30の過昇温を防止するための冷却処理の実行が必要か否かを判断する。具体的には、例えば上記特許文献1(特開2008−38821号公報)に記載の方法と同様にして判断する。すなわち、(1)PM捕集量が所定閾値(例えば「10g」、必要に応じて可変値)よりも多い(PM捕集量>閾値)、(2)DPF30の温度が所定閾値T0(例えば「600℃」、必要に応じて可変値)よりも高い(DPF温度>閾値T0)、(3)エンジン10が減速状態にある、の3つの条件を同時に満たすか否かを判断する。そして、全ての条件を同時に満たす場合には、DPF30の冷却処理の実行が必要であると判断し、3つの条件のうち一つでも満たさない場合には、冷却処理の実行は必要でないと判断する。   In the subsequent step S20, it is determined whether or not it is necessary to execute a cooling process for preventing an excessive temperature rise of the DPF 30 based on the temperature of the DPF 30 acquired in step S10, the amount of collected PM, and the operating state of the engine 10. . Specifically, for example, the determination is made in the same manner as the method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-38821). That is, (1) the amount of collected PM is greater than a predetermined threshold (for example, “10 g”, a variable value if necessary) (PM collected amount> threshold), and (2) the temperature of the DPF 30 is a predetermined threshold T0 (for example, “ It is determined whether or not three conditions of “600 ° C.” (variable value as necessary) (DPF temperature> threshold value T0) and (3) the engine 10 is in a decelerating state are satisfied simultaneously. If all the conditions are satisfied at the same time, it is determined that the cooling process of the DPF 30 is necessary. If one of the three conditions is not satisfied, it is determined that the cooling process is not necessary. .

このように、PM捕集量を考慮して冷却処理の実行の必要性を判断しているのは、PM捕集量が少なければ昇温処理の際にDPF30で燃焼するPMが少ないことになり、DPF30が過昇温となる可能性は低いからである。また、DPF30の温度を考慮して冷却処理の実行の必要性を判断しているのは、DPF30の温度がもともと低ければ、昇温処理が実行されても、DPF30が過昇温となる可能性は低いからである。また、エンジン10の運転状態を考慮して冷却処理の実行の必要性を判断しているのは、エンジン10が加速状態になる場合には、排気量が多いために、昇温処理が実行されても熱がいつまでもDPF30に留まることがなく、DPF30が過昇温となる可能性は低いからである。このように、3つの条件によって、冷却処理の実行が必要か否かを判断することにより、適切な時期に冷却処理を実行することができる。なお、ステップS20を実行するECU70が本発明の「実行要否判断手段」に相当する。   As described above, the necessity of performing the cooling process is determined in consideration of the amount of collected PM. If the amount of collected PM is small, the amount of PM burned in the DPF 30 during the temperature raising process is small. This is because the possibility that the DPF 30 will be overheated is low. Further, the necessity of executing the cooling process is determined in consideration of the temperature of the DPF 30. If the temperature of the DPF 30 is originally low, the DPF 30 may be excessively heated even if the temperature increasing process is executed. Because it is low. In addition, the necessity of executing the cooling process is determined in consideration of the operation state of the engine 10 because the engine 10 is in the acceleration state, because the exhaust amount is large, the temperature increasing process is executed. However, heat does not stay in the DPF 30 indefinitely, and the possibility that the DPF 30 will be overheated is low. As described above, it is possible to execute the cooling process at an appropriate time by determining whether or not the cooling process needs to be executed according to the three conditions. The ECU 70 that executes step S20 corresponds to the “execution necessity determination unit” of the present invention.

ここで、ステップS20において、上記(1)〜(3)の条件を一つでも満たさない場合には、処理をステップS100に進める。そして、ステップS100において、冷却処理の実行は必要ないとして、現在冷却処理を実行している場合にはその冷却処理の実行を終了し、現在冷却処理を実行していない場合にはその状態を維持する。その後、図2の過昇温防止処理を終了する。このように、必要でないときには冷却処理を実行しないことにより、後述するように強制的に排気量を増量させたり、酸欠状態にしたりすることがないので、ドライバビリティが変わること等を防ぐことができる。   Here, in step S20, when even one of the conditions (1) to (3) is not satisfied, the process proceeds to step S100. In step S100, the cooling process is not required to be executed. If the cooling process is currently being executed, the cooling process is terminated. If the cooling process is not currently being executed, the state is maintained. To do. Thereafter, the excessive temperature rise prevention process of FIG. In this way, by not performing the cooling process when it is not necessary, it is not possible to forcibly increase the exhaust amount or to be in an oxygen deficient state as will be described later, thereby preventing a change in drivability and the like. it can.

一方、ステップS20において、上記(1)〜(3)の条件の全てを満たす場合には、冷却処理が必要であるとして、処理をステップS30以下に進める。この場合、冷却処理として、排気冷却処理、酸欠冷却処理又は増量強化冷却処理を実行することになる。そこで、先ずステップS30では、排気冷却処理を実行した場合にDPF30の過昇温の防止を図れるか否かを判断する排気冷却可否判定を実行する。図3は、この排気冷却可否判定の手順の詳細を示したフローチャートである。なお、この排気冷却可否判定は、基本的には上記特許文献1(特開2008−38821号公報)に記載の方法と同じである。   On the other hand, if all of the above conditions (1) to (3) are satisfied in step S20, it is determined that the cooling process is necessary, and the process proceeds to step S30 and subsequent steps. In this case, an exhaust cooling process, an oxygen deficient cooling process, or an increased amount enhanced cooling process is executed as the cooling process. In step S30, therefore, an exhaust cooling permission determination is performed to determine whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented when the exhaust cooling processing is executed. FIG. 3 is a flowchart showing details of the procedure for determining whether or not exhaust cooling is possible. The determination of whether or not exhaust cooling is possible is basically the same as the method described in Patent Document 1 (Japanese Patent Laid-Open No. 2008-38821).

すなわち、先ずステップS31では、排気冷却処理の実行時に、排気によってDPF30の熱を持ち去って過昇温を防止するために、DPF30の過昇温が防止できる必要排気量Q0を算出する。ここで、この必要排気量Q0を、DPF30の温度をDPF30が過昇温しない安全な所定温度T1まで減少させるのに必要な排気量としたときに、PM捕集量が多いほど、昇温処理で燃焼するPMが多くなりDPF30の温度が上昇しやすくなる。つまり、PM捕集量が多いほど、DPF30の温度が減少しにくくなるので、多くの必要排気量Q0が必要であると考えられる。また、DPF30の温度が高いほど、上記所定温度T1まで減少させるときの温度の下げ幅が大きくなるので、多くの必要排気量Q0が必要であると考えられる。つまり、必要排気量Q0は、PM捕集量とDPF30の温度とに基づいて定めることができる。   That is, first, in step S31, when exhaust cooling processing is performed, in order to remove the heat of the DPF 30 by exhaust and prevent excessive temperature rise, a necessary exhaust amount Q0 that can prevent excessive temperature rise of the DPF 30 is calculated. Here, when the required exhaust amount Q0 is set to the exhaust amount necessary for reducing the temperature of the DPF 30 to a safe predetermined temperature T1 at which the DPF 30 does not overheat, the higher the PM collection amount, the higher the temperature increasing process. As a result, the amount of PM that burns increases and the temperature of the DPF 30 tends to rise. That is, as the amount of collected PM increases, the temperature of the DPF 30 is less likely to decrease, so it is considered that a larger required displacement Q0 is necessary. In addition, the higher the temperature of the DPF 30, the greater the amount of temperature decrease when the temperature is decreased to the predetermined temperature T1, so that it is considered that a larger required displacement Q0 is necessary. That is, the necessary exhaust amount Q0 can be determined based on the amount of PM trapped and the temperature of the DPF 30.

ここで図4は、PM捕集量、DPF30の温度に対する必要排気量Q0としての適合値のマップの一例を示した図である。図4中、曲線L1〜L4は、各異なるPM捕集量の場合(PM捕集量は「L1>L2>L3>L4」)について、それぞれ必要排気量Q0とDPF30の温度との関係を示している。すなわち、このマップによれば、DPF30の温度が高いほど、またPM捕集量が多いほど、必要排気量Q0として大きな値が対応付けられている。そして、ステップS31では、PM捕集量、DPF30の温度と、このマップとに基づいて、必要排気量Q0を算出する。なお、図4のマップは、実験等によって予め求めて、ECU70内のメモリ等に記憶しておけばよい。なお、ステップS31を実行するECU70が本発明の「必要排気量算出手段」に相当する。   Here, FIG. 4 is a diagram showing an example of a map of conformity values as the necessary exhaust amount Q0 with respect to the PM collection amount and the temperature of the DPF 30. FIG. In FIG. 4, curves L <b> 1 to L <b> 4 indicate the relationship between the required displacement Q0 and the temperature of the DPF 30 for each different PM collection amount (PM collection amount is “L1> L2> L3> L4”). ing. That is, according to this map, as the temperature of the DPF 30 is higher and the amount of collected PM is larger, a larger value is associated with the required exhaust amount Q0. In step S31, the required exhaust amount Q0 is calculated based on the amount of collected PM, the temperature of the DPF 30, and this map. Note that the map of FIG. 4 may be obtained in advance by experiments or the like and stored in a memory or the like in the ECU 70. The ECU 70 that executes step S31 corresponds to the “necessary exhaust amount calculation means” of the present invention.

続くステップS32では、排気冷却処理を実行した場合における増量後排気量Quをエンジン10の運転条件に基づいて推定する。具体的には、本実施形態では、排気冷却処理における排気量UP操作の一例として、スロットル弁65を全開にするとともに、EGRバルブ42を全閉にして、エンジン10の吸気系に取り込まれる新気量を増量するとともに、エンジン10の排気通路51から吸気通路52へ再循環されるEGR量を減量することとする。したがって、このステップS32では、スロットル弁65を全開、かつ、EGRバルブ42を全閉にした時に得られる排気量(=増量後排気量Qu)を、エンジン10の運転状態に基づいて算出することになる。なおこの際、増量後排気量Quは、例えばエアフロメータ64が検出する現在の新気量に基づいて算出することができる。なお、ステップS32を実行するECU70が本発明の「増量後排気量推定手段」に相当する。   In the subsequent step S32, the post-increase exhaust amount Qu when the exhaust cooling process is executed is estimated based on the operating conditions of the engine 10. Specifically, in the present embodiment, as an example of the exhaust amount increase operation in the exhaust cooling process, the throttle valve 65 is fully opened and the EGR valve 42 is fully closed so that fresh air taken into the intake system of the engine 10 is taken. The amount is increased, and the amount of EGR recirculated from the exhaust passage 51 of the engine 10 to the intake passage 52 is reduced. Therefore, in this step S32, the exhaust amount (= the increased exhaust amount Qu) obtained when the throttle valve 65 is fully opened and the EGR valve 42 is fully closed is calculated based on the operating state of the engine 10. Become. At this time, the increased exhaust amount Qu can be calculated based on the current fresh air amount detected by the air flow meter 64, for example. The ECU 70 that executes step S32 corresponds to the “post-increase exhaust amount estimation means” of the present invention.

続くステップS33では、必要排気量Q0と増量後排気量Quとを比較して、増量後排気量Quが必要排気量Q0よりも大きいか否かを判断する。そして、大きい場合には(S33:YES)、排気冷却処理でDPF30の過昇温を防止できるとして、ステップS34で、排気冷却処理の実行可能を示す冷却可否判定フラグF1をオンにし(F1=1)、この冷却可否判定フラグF1をECU70内のメモリ等に記憶しておく。その後、図3の処理を抜けて、図2の処理に戻る。一方、ステップ33において、増量後排気量Quが必要排気量Q0よりも小さい場合には(S33:NO)、ステップS35で、冷却可否判定フラグF1をオフ(F1=0)にし、この冷却可否判定フラグF1をECU70内のメモリ等に記憶しておく。その後、図3の処理を抜けて、図2の処理に戻る。なお、ステップS33〜S35を実行するECU70が本発明の「可否決定手段」に相当する。また図2のステップS30(=図3のS31〜S35)を実行するECU70が本発明の「第一の可否判断手段」に相当する。   In the subsequent step S33, the required exhaust amount Q0 and the increased exhaust amount Qu are compared to determine whether or not the increased exhaust amount Qu is larger than the required exhaust amount Q0. If it is larger (S33: YES), it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process, and in step S34, the cooling availability determination flag F1 indicating that the exhaust cooling process can be performed is turned on (F1 = 1). ), This cooling availability determination flag F1 is stored in a memory or the like in the ECU 70. Thereafter, the process of FIG. 3 is exited and the process returns to the process of FIG. On the other hand, if the increased exhaust amount Qu is smaller than the required exhaust amount Q0 in step 33 (S33: NO), the cooling permission determination flag F1 is turned off (F1 = 0) in step S35, and this cooling permission determination is made. The flag F1 is stored in a memory or the like in the ECU 70. Thereafter, the process of FIG. 3 is exited and the process returns to the process of FIG. Note that the ECU 70 that executes steps S33 to S35 corresponds to “availability determination unit” of the present invention. Moreover, ECU70 which performs step S30 (= S31-S35 of FIG. 3) of FIG. 2 is equivalent to the "first availability determination means" of the present invention.

図2の説明に戻り、ステップS30の判定が終わると、処理をステップS40に進める。そして、ステップS40では、ステップS30の判定結果が、排気冷却実行可能、不能のどちらであるかを先の冷却可否判定フラグF1に基づいて判断する。ここで、冷却可否判定フラグF1がオンされており、排気冷却処理が実行可能である場合には、処理をステップS50に進める。   Returning to the description of FIG. 2, when the determination in step S <b> 30 ends, the process proceeds to step S <b> 40. In step S40, it is determined based on the previous cooling enable / disable determination flag F1 whether the determination result in step S30 is whether or not exhaust cooling can be performed. Here, if the coolability determination flag F1 is turned on and the exhaust cooling process can be executed, the process proceeds to step S50.

ステップS50では、排気冷却処理として、スロットル弁65を全開、かつ、EGRバルブ42を全閉にして、排気量を増量させる。これによって、必要排気量Q0より大きな排気量(=増量後排気量Qu)に増量されて、DPF30の熱を持ち去ることができる。よって、DPF30の過昇温を防止できる。なお、スロットル弁65の開度及びEGRバルブ42の開度が本発明の「排気量調整パラメーター」に相当する。また、ステップS50を実行するECU70が本発明の「排気冷却手段」に相当する。その後、ステップS10の処理に戻る。   In step S50, as the exhaust cooling process, the throttle valve 65 is fully opened and the EGR valve 42 is fully closed to increase the exhaust amount. As a result, the exhaust amount is increased to a larger exhaust amount than the necessary exhaust amount Q0 (= the increased exhaust amount Qu), and the heat of the DPF 30 can be taken away. Therefore, excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented. The opening of the throttle valve 65 and the opening of the EGR valve 42 correspond to the “displacement adjustment parameter” of the present invention. Further, the ECU 70 that executes step S50 corresponds to the “exhaust cooling means” of the present invention. Thereafter, the process returns to step S10.

このように、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるのであれば、後述する酸欠冷却処理よりも優先して排気冷却処理を実行することになる。これは、酸欠冷却処理は強制的に酸欠状態にするため、ドライバビリティが悪化する恐れがあるので、排気冷却処理を優先したものである。   As described above, if the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process, the exhaust cooling process is executed in preference to the oxygen deficient cooling process described later. Since the oxygen deficiency cooling process is forced to be in an oxygen deficient state, drivability may be deteriorated. Therefore, the exhaust cooling process is prioritized.

一方、ステップS40において、排気冷却処理が実行不能である場合には、処理をステップS60に進める。そして、ステップS60では、酸素濃度を効果的に減少できるか否かを判断することによって、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止を図れるか否かを判断する酸欠冷却可否判定を実行する。図5は、この酸欠冷却可否判定の手順の詳細を示したフローチャートである。   On the other hand, if the exhaust cooling process cannot be performed in step S40, the process proceeds to step S60. Then, in step S60, it is determined whether or not oxygen concentration can be effectively reduced, thereby performing oxygen deficiency cooling availability determination that determines whether or not excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficiency cooling processing. To do. FIG. 5 is a flowchart showing details of the procedure for determining whether or not oxygen deficiency cooling is possible.

先ず、ステップS61では、吸気温センサ63から吸気温Taを、排気温センサ61から排気温Teを取得するとともに、燃料の着火のし易さの指標として、筒内で燃焼させる燃料(軽油)のセタン価Cを取得する。このセタン価Cは、例えば、エンジン10の筒内での筒内圧を筒内圧センサ66で計測して、その筒内圧から求める。そのために筒内圧とセタン価Cとの間の関係を予め実験等により求めておいてECU70内のメモリ等に記憶しておけばよい。エンジン10の筒内圧は、例えば上死点近傍での主噴射による圧力変化値とすれば熱発生率が高いので精度よくセタン価Cが推定できる。なお、燃料の着火性は、燃料燃焼時の筒内圧の圧力上昇の速度、燃焼時の筒内圧の最高値、燃料が噴射されてから着火するまでの期間、のいずれかに相当するものとしてもよい。なお、ステップS61を実行するECU70が本発明の「吸気温取得手段」、「排気温取得手段」及び「セタン価取得手段」に相当する。   First, in step S61, the intake air temperature Ta is obtained from the intake air temperature sensor 63, the exhaust gas temperature Te is obtained from the exhaust gas temperature sensor 61, and the fuel (light oil) to be combusted in the cylinder is used as an index of the ease of ignition of the fuel. Get cetane number C. The cetane number C is obtained, for example, by measuring the in-cylinder pressure in the cylinder of the engine 10 with the in-cylinder pressure sensor 66 and determining the in-cylinder pressure. For this purpose, the relationship between the in-cylinder pressure and the cetane number C may be obtained in advance by experiments or the like and stored in a memory or the like in the ECU 70. If the in-cylinder pressure of the engine 10 is, for example, a pressure change value due to main injection near the top dead center, the heat generation rate is high, and therefore the cetane number C can be estimated with high accuracy. Note that the ignitability of the fuel may correspond to any of the rate of pressure increase of the in-cylinder pressure at the time of fuel combustion, the maximum value of the in-cylinder pressure at the time of combustion, and the period from when fuel is injected until ignition occurs. Good. The ECU 70 that executes step S61 corresponds to the “intake temperature acquisition means”, “exhaust temperature acquisition means”, and “cetane number acquisition means” of the present invention.

続くステップS62では、(4)吸気温Taが所定の基準吸気温Ta0よりも大きい(Ta>Ta0)、(5)排気温Teが所定の基準排気温Te0より大きい(Te>Te0)、(6)セタン価Cが所定の基準セタン価C0よりも大きい、の3つの条件を同時に満たすか否かを判断することによって、酸欠冷却処理を実行した場合に酸素濃度を効果的に減少させることができるか否かを判断する。すなわち、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温を防止できるか否かを判断する。そして、全ての条件を同時に満たす場合には、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温を防止できると判断し、3つの条件のうち一つでも満たさない場合には、酸欠冷却処理ではDPF30の過昇温を防止できないと判断する。   In the following step S62, (4) the intake air temperature Ta is higher than a predetermined reference intake air temperature Ta0 (Ta> Ta0), (5) the exhaust air temperature Te is higher than a predetermined reference exhaust air temperature Te0 (Te> Te0), (6 ) By determining whether or not the three conditions of cetane number C being greater than a predetermined reference cetane number C0 are satisfied at the same time, the oxygen concentration can be effectively reduced when the oxygen-deficient cooling process is performed. Determine if you can. That is, it is determined whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficient cooling process. If all the conditions are satisfied at the same time, it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficiency cooling process. If one of the three conditions is not satisfied, the deficiency cooling process determines that the DPF 30 It is judged that overheating cannot be prevented.

このように、吸気温Taを考慮して判断しているのは、吸気温Taが大きいほど筒内での燃焼が促進され、筒内で消費される酸素量が多くなるためである。つまり、吸気温Taが所定値以上であればDPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることと考えることができるためである。   As described above, the determination is made in consideration of the intake air temperature Ta because the larger the intake air temperature Ta is, the more the combustion in the cylinder is promoted and the more oxygen is consumed in the cylinder. That is, if the intake air temperature Ta is equal to or higher than a predetermined value, it can be considered that the oxygen concentration around the DPF 30 is effectively reduced.

また、排気温Teを考慮して酸素濃度を効果的に減少させるか否かを判断しているのは、排気温Teが大きければ、筒内での燃焼が効果的になされたと考えられ、筒内で消費される酸素量が多くなるためである。つまり、排気温Teが所定値以上であればDPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができると考えることができるためである。   In addition, it is considered that whether or not the oxygen concentration is effectively reduced in consideration of the exhaust temperature Te is considered to be that combustion in the cylinder is effectively performed if the exhaust temperature Te is large. This is because the amount of oxygen consumed in the inside increases. That is, if the exhaust temperature Te is equal to or higher than a predetermined value, it can be considered that the oxygen concentration around the DPF 30 can be effectively reduced.

また、セタン価Cを考慮して酸素濃度を効果的に減少させるか否かを判断しているのは、セタン価Cが大きければ、燃料が着火しやすいので、筒内での燃焼が効果的になされると考えられ、筒内で消費される酸素量が多くなるためである。つまり、セタン価Cが所定値以上であればDPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができると考えることができるためである。   In addition, it is determined whether or not the oxygen concentration is effectively reduced in consideration of the cetane number C. If the cetane number C is large, the fuel is easily ignited, so that combustion in the cylinder is effective. This is because the amount of oxygen consumed in the cylinder increases. That is, if the cetane number C is greater than or equal to a predetermined value, it can be considered that the oxygen concentration around the DPF 30 can be effectively reduced.

このように、筒内での燃焼で効果的に酸素を消費できるか否かを判断することによって、DPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができるか否か、つまり酸欠冷却処理でDPF30の過昇温を防止できるか否かを判断している。したがって、上記基準吸気温Ta0、基準排気温Te0及び基準セタン価C0は、筒内での燃焼が効果的になされるか否かの閾値として定められる。なお、セタン価Cは酸欠冷却処理の実行前に検出可能な検出値であり、吸気温Ta、排気温Teは酸欠冷却処理の実行中に適宜検出する検出値である。   As described above, whether or not the oxygen concentration around the DPF 30 can be effectively reduced by determining whether or not oxygen can be effectively consumed by combustion in the cylinder, that is, in the oxygen-deficient cooling process. It is determined whether or not excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented. Therefore, the reference intake air temperature Ta0, the reference exhaust gas temperature Te0, and the reference cetane number C0 are determined as threshold values as to whether combustion in the cylinder is effectively performed. The cetane number C is a detection value that can be detected before the execution of the oxygen deficiency cooling process, and the intake air temperature Ta and the exhaust gas temperature Te are detection values that are appropriately detected during the execution of the oxygen deficiency cooling process.

そして、ステップS62において、上記(4)〜(6)の条件を全て満たす場合には(S62:YES)、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温を防止できるとして、ステップS63で、酸欠冷却処理の実行可能を示す冷却可否判定フラグF2をオンにし(F2=1)、この冷却可否判定フラグF2をECU70内のメモリ等に記憶しておく。その後、図5の処理を抜けて、図2の処理に戻る。一方、ステップS62において、上記(4)〜(6)の条件を一つでも満たさない場合には(S62:NO)、酸欠冷却処理ではDPF30の過昇温を防止できないとして、ステップS64で、冷却可否判定フラグF2をオフ(F2=0)にし、この冷却可否判定フラグF2をECU70内のメモリ等に記憶しておく。その後、図5の処理を抜けて、図2の処理に戻る。なお、図2のステップS60(=図5のS61〜64)を実行するECU70が本発明の「第二の可否判断手段」に相当する。   In step S62, if all of the above conditions (4) to (6) are satisfied (S62: YES), it is possible to prevent excessive temperature rise of the DPF 30 by the oxygen deficient cooling process. A cooling availability determination flag F2 indicating that processing can be performed is turned on (F2 = 1), and the cooling availability determination flag F2 is stored in a memory or the like in the ECU 70. Thereafter, the process of FIG. 5 is exited and the process returns to the process of FIG. On the other hand, if at least one of the above conditions (4) to (6) is not satisfied in step S62 (S62: NO), it is assumed that excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the oxygen deficient cooling process. The cooling permission determination flag F2 is turned off (F2 = 0), and the cooling permission determination flag F2 is stored in a memory or the like in the ECU 70. Thereafter, the process of FIG. 5 is exited and the process returns to the process of FIG. Note that the ECU 70 that executes step S60 of FIG. 2 (= S61 to 64 of FIG. 5) corresponds to the “second availability determination unit” of the present invention.

図2の説明に戻り、ステップS60の判定が終わると、処理をステップS70に進める。そして、ステップS70では、ステップS60の判定結果が、酸欠冷却実行可能、不能のどちらであるかを先の冷却可否判定フラグF2に基づいて判断する。ここで、冷却可否判定フラグF2がオンされており、酸欠冷却処理が実行可能である場合には、処理をステップS80に進める。   Returning to the description of FIG. 2, when the determination in step S <b> 60 ends, the process proceeds to step S <b> 70. In step S70, it is determined based on the previous cooling availability determination flag F2 whether the determination result in step S60 indicates whether or not the lack of oxygen cooling can be performed. Here, when the cooling availability determination flag F2 is turned on and the oxygen deficient cooling process can be executed, the process proceeds to step S80.

そして、ステップS80では、酸欠冷却処理として、DPF周辺の酸素濃度を減少させる酸欠操作を実行する。具体的には、主噴射に後続するポスト噴射を実行して、筒内における余剰酸素を消費させる。なお、ポスト噴射における燃焼噴射時期(以下「ポスト噴射時期」という)、燃料噴射量(以下「ポスト噴射量」という)は、例えば、エンジン10の運転状態等に応じて適宜定めたり、主噴射の燃料噴射時期や燃料噴射量を基準として定めたりすることができる。さらに、ステップS80では、酸欠冷却処理として、EGRバルブ42を開く、スロットル弁65を絞る、という操作の少なくとも一方を実行することで、エンジン10に取り込まれる新気量を減量させて、エンジン10に取り込まれる酸素量自体を減量させる。酸素量自体を減量させれば、排気される酸素量も減量され、DPF30周辺の酸素濃度を減少させることができるからである。なお、EGRバルブ42を全開すると、吸気系に再循環されるEGR量が増えるので、結果として新気量を減量させることができる。   In step S80, an oxygen deficiency operation for reducing the oxygen concentration around the DPF is executed as an oxygen deficiency cooling process. Specifically, post injection subsequent to main injection is executed to consume surplus oxygen in the cylinder. Note that the combustion injection timing (hereinafter referred to as “post injection timing”) and the fuel injection amount (hereinafter referred to as “post injection amount”) in the post injection are appropriately determined according to the operating state of the engine 10 or the like. The fuel injection timing and the fuel injection amount can be set as a reference. Further, in step S80, at least one of opening the EGR valve 42 and throttle the throttle valve 65 is executed as an oxygen deficiency cooling process, thereby reducing the amount of fresh air taken into the engine 10 and reducing the engine 10 The amount of oxygen taken in is reduced. This is because if the amount of oxygen itself is reduced, the amount of oxygen exhausted is also reduced, and the oxygen concentration around the DPF 30 can be reduced. When the EGR valve 42 is fully opened, the amount of EGR recirculated to the intake system increases, and as a result, the amount of fresh air can be reduced.

このように、酸欠冷却処理を実行することにより、DPF30周辺の酸素濃度を減少させることができ、DPF30での発熱を抑えることができる。よって、DPF30の過昇温を防止できる。また、排気冷却処理でDPF30の過昇温を防止できなくても、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温を防止できる。なお、酸欠冷却処理時に制御されるポスト噴射時期、ポスト噴射量、EGRバルブ42の開度及びスロットル弁65の開度が本発明の「酸素調整パラメーター」に相当する。また、ステップS80を実行するECU70が本発明の「酸欠冷却手段」に相当する。ステップS80の処理を実行したら、ステップS10の処理に戻る。   As described above, by performing the oxygen deficient cooling process, the oxygen concentration around the DPF 30 can be reduced, and heat generation in the DPF 30 can be suppressed. Therefore, excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented. Further, even if the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the exhaust cooling process, the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficient cooling process. The post-injection timing, post-injection amount, opening degree of the EGR valve 42 and opening degree of the throttle valve 65 that are controlled during the oxygen deficient cooling process correspond to the “oxygen adjustment parameter” of the present invention. The ECU 70 that executes step S80 corresponds to the “oxygen deficient cooling means” of the present invention. If the process of step S80 is performed, it will return to the process of step S10.

一方、ステップS70において、冷却可否判定フラグF2がオフとされており、酸欠冷却処理が実行不能である場合には、処理をステップS90に進める。この場合、ポスト噴射を実行しても燃焼が効果的になされないために、効果的に酸素を消費できないことになる。また、EGRバルブ42やスロットル弁65を制御して新気量を減量させたとしても、筒内での燃焼が効果的になされないために、その新気に含まれている酸素が消費されない割合が多くなる。つまり、排気冷却処理だけでなく酸欠冷却処理によってもDPF30の過昇温を防止できないことになる。   On the other hand, if it is determined in step S70 that the cooling availability determination flag F2 is off and the oxygen deficiency cooling process cannot be performed, the process proceeds to step S90. In this case, even if post injection is performed, combustion is not effectively performed, so that oxygen cannot be consumed effectively. Further, even if the amount of fresh air is reduced by controlling the EGR valve 42 and the throttle valve 65, the combustion in the cylinder is not effectively performed, so that the oxygen contained in the fresh air is not consumed. Will increase. That is, the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented not only by the exhaust cooling process but also by the oxygen deficient cooling process.

そこで、ステップS90では、DPF30での熱を持ち去るために、DPF30へ流入する排気量を排気冷却処理における排気量よりもさらに増量させた増量強化冷却処理を実行する。具体的には、排気量調整パラメーター(スロットル弁65の開度、EGRバルブ42の開度)を制御して排気冷却処理時と同じように排気量を増量させつつ、さらに増量強化パラ−メーターとしてのエンジン回転数NE及び吸気圧を強制的に増加させることによって排気量をさらに増量させる。ここで、エンジン回転数NEは、例えば、主噴射における燃料噴射時期や燃料噴射量を制御することによって、増加させることができる。また、吸気圧は、圧縮機66を作動させて新気を圧縮させることによって、増加させることができる。そして、これらエンジン回転数NEや吸気圧をどの程度増加させるかは、上述の排気冷却可否判定で算出した必要排気量Q0と増量後排気量Quとの差分(図3のS31、S32)に応じて決定する。つまり、増量後排気量Quを基準として必要排気量Q0を確保できるように、エンジン回転数NEや吸気圧を増加させる。   Therefore, in step S90, in order to carry away the heat in the DPF 30, an increase-intensified cooling process in which the exhaust amount flowing into the DPF 30 is further increased from the exhaust amount in the exhaust cooling process is executed. Specifically, the exhaust amount adjustment parameters (the opening degree of the throttle valve 65 and the opening degree of the EGR valve 42) are controlled to increase the exhaust amount in the same manner as during the exhaust cooling process, and as an increase enhancement parameter. The engine displacement NE and the intake pressure are forcibly increased to further increase the displacement. Here, the engine speed NE can be increased, for example, by controlling the fuel injection timing and the fuel injection amount in the main injection. The intake pressure can be increased by operating the compressor 66 to compress fresh air. The extent to which the engine speed NE and the intake pressure are increased depends on the difference (S31, S32 in FIG. 3) between the required exhaust amount Q0 calculated by the above-described determination of whether or not exhaust cooling is possible and the increased exhaust amount Qu. To decide. That is, the engine speed NE and the intake pressure are increased so that the required exhaust amount Q0 can be secured with the increased exhaust amount Qu as a reference.

この際、エンジン回転数NEを増加させることによってどの程度排気量を増量させることができるかを示したマップ及び吸気圧を増加させることによってどの程度排気量を増量させることができるかを示したマップを、予め実験等によって求めてECU70内のメモリ等に記憶しておく。そして、これらマップと必要排気量Q0及び増量後排気量Quとに基づいて、目標エンジン回転数NE及び目標吸気圧を決定し、その目標エンジン回転数NE、目標吸気圧となるように燃料噴射時期、燃料噴射量及び圧縮機66を制御する。   At this time, a map showing how much the exhaust amount can be increased by increasing the engine speed NE and a map showing how much the exhaust amount can be increased by increasing the intake pressure. Is obtained in advance by experiments or the like and stored in a memory or the like in the ECU 70. The target engine speed NE and the target intake pressure are determined on the basis of these maps, the required exhaust amount Q0 and the increased exhaust amount Qu, and the fuel injection timing is set so as to be the target engine speed NE and the target intake pressure. The fuel injection amount and the compressor 66 are controlled.

このように増量強化冷却処理を実行することによって、DPF30の過昇温を防止できる必要排気量Q0を確保することができるので、DPF30の過昇温を防止できる。ステップS90の処理を実行したら、ステップS10の処理に戻る。なお、ステップS90を実行するECU70が本発明の「増量強化冷却手段」に相当する。   By executing the increase-intensified cooling process in this way, the necessary exhaust amount Q0 that can prevent the excessive temperature rise of the DPF 30 can be secured, and therefore the excessive temperature increase of the DPF 30 can be prevented. If the process of step S90 is performed, it will return to the process of step S10. The ECU 70 that executes step S90 corresponds to the “increase-intensified cooling means” of the present invention.

ここで、図6は、増量強化冷却処理を実行する本発明の効果を説明するための図であり、同図(a)はエンジン回転数NE、アクセルペダルの操作量等に基づいて定まる車両の車速の時間変化を示した図、同図(b)は排気量の時間変化を示した図、同図(c)はDPF30周辺の酸素濃度の時間変化を示した図、同図(d)はDPF30の温度の時間変化を示した図である。そして、これら図6(a)〜(d)の時間軸は共通となっている。また、図6には、本発明と対比するために、従来発明の時間変化(一点鎖線)も示している。   Here, FIG. 6 is a diagram for explaining the effect of the present invention for executing the increase-intensification cooling process. FIG. 6A is a diagram of the vehicle determined based on the engine speed NE, the operation amount of the accelerator pedal, and the like. The figure which showed the time change of the vehicle speed, the figure (b) the figure which showed the time change of the displacement, the figure (c) the figure which showed the time change of the oxygen concentration around DPF30, the figure (d) It is the figure which showed the time change of the temperature of DPF30. And the time axis of these Fig.6 (a)-(d) is common. FIG. 6 also shows a time change (one-dot chain line) of the conventional invention for comparison with the present invention.

図6(a)に示すように、車速は、時間t1〜t2の区間では一定レベル以上となっているが、時間t2〜t3の区間で減速して、時間t4の時点で冷却処理が必要であると判断されたとする(図2のS20)。そのため、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かが判断されることになるが、図6(b)に示すように、時間t4の時点で、現在の排気量(実線)は必要排気量Q0よりも少なく、かつ、増量後排気量Quも必要排気量Q0より少ないとする。したがって、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できないと判断されることになる(図2のS30、S40)。   As shown in FIG. 6 (a), the vehicle speed is above a certain level in the section from time t1 to t2, but decelerates in the section from time t2 to t3, and cooling processing is necessary at the time t4. Suppose that it is determined (S20 in FIG. 2). Therefore, it is determined whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process, but as shown in FIG. 6B, the current exhaust amount (solid line) is the time t4. It is assumed that the required exhaust amount Q0 is smaller, and the increased exhaust amount Qu is also smaller than the required exhaust amount Q0. Therefore, it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the exhaust cooling process (S30 and S40 in FIG. 2).

この場合、従来では、冷却処理として酸欠冷却処理を実行することになるが、図6(c)に示すように、酸欠冷却処理を実行しても、燃料の着火性等の理由で、筒内で燃焼が効果的に行われず過昇温を防止できる酸素濃度レベルn0まで、酸素濃度を減少できない場合がある。この場合、DPF30の温度を効果的に減少させることができずに、図6(d)に示すように、酸欠冷却処理を実行する時間t4〜t5の区間で、DPF30の温度が、それが破損するおそれのある破損温度Txよりも大きくなってしまい、DPF30が過昇温となる。   In this case, conventionally, an oxygen deficiency cooling process is performed as the cooling process. However, as shown in FIG. 6C, even if the oxygen deficiency cooling process is performed, for reasons such as fuel ignitability, In some cases, the oxygen concentration cannot be reduced to an oxygen concentration level n0 where combustion is not effectively performed in the cylinder and overheating is prevented. In this case, the temperature of the DPF 30 cannot be effectively reduced, and as shown in FIG. 6D, the temperature of the DPF 30 is reduced during the period from time t4 to t5 when the oxygen deficient cooling process is performed. It becomes higher than the breakage temperature Tx that may break, and the DPF 30 is overheated.

これに対し、本発明では、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できないと判断された場合には、次に酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かが判断される(図2のS60)。そして、酸欠冷却処理でもDPF30の過昇温が防止できないと判断された場合(図2のS60、S70)には、排気冷却処理と酸欠冷却処理の代わりに、排気冷却処理における排気量よりもさらに排気量を増量させた増量強化冷却処理が実行される((図2のS90)。これによって、図6(b)に示すように、増量強化冷却処理を実行する時間t4〜t5の区間で、必要排気量Q0よりも多くの排気量を確保することができる。その結果、図6(d)に示すように、DPF30の温度を、破損温度Txより低くすることができ、DPF30の過昇温を防止できる。なお、増量強化冷却処理を実行したとしても、図6(c)に示すように、酸素濃度は、過昇温を防止できる酸素濃度レベルn0より依然として大きくなっているが、必要排気量Q0よりも多くの排気量を確保できているので、DPF30の過昇温を防止できると考えられる。   On the other hand, in the present invention, when it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the exhaust cooling process, it is next determined whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficient cooling process. (S60 in FIG. 2). If it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented even in the oxygen deficient cooling process (S60 and S70 in FIG. 2), instead of the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process, the exhaust amount in the exhaust cooling process is used. (Step S90 in FIG. 2), the interval between time t4 and t5 in which the increase-intensification cooling process is executed is executed as shown in FIG. 6 (b). As a result, the temperature of the DPF 30 can be made lower than the breakage temperature Tx as shown in FIG. Note that even if the increased amount enhanced cooling process is executed, as shown in FIG. 6C, the oxygen concentration is still higher than the oxygen concentration level n0 that can prevent overheating, Necessary exhaust Since secured many emissions than Q0, considered possible to prevent excessive temperature rise of the DPF 30.

図2の説明に戻り、冷却処理として、排気冷却処理(S50)、酸欠冷却処理(S80)、増量強化冷却処理(S90)のいずれかが実行された場合には、その後、ステップS10の処理に戻ることになる。そして、ステップS10において、現在のDPF30の温度等を取得して、ステップS20において、取得した現在のDPF30の温度等に基づいて、冷却処理の実行が必要か否かを判断する。この際、実行中の冷却処理によって、DPF30の温度が低下した場合には、ステップS20において、冷却処理の実行は不要と判断されることになる。この場合、処理をステップS100に進め、ステップS100において、実行中の冷却処理の実行を終了し、図2のフローチャートの処理を終了する。これによって、冷却処理が実行されてDPF30の温度が減少したにもかかわらず、不必要に冷却処理が継続されるのを防止できる。なお、ステップS20を実行するECU70が本発明の「継続要否判断手段」に相当する。また、ステップS100を実行するECU70が本発明の「冷却処理終了手段」に相当する。   Returning to the description of FIG. 2, when any of the exhaust cooling process (S50), the oxygen deficient cooling process (S80), and the increased amount enhanced cooling process (S90) is performed as the cooling process, the process of step S10 is performed thereafter. Will return. In step S10, the current temperature of the DPF 30 and the like are acquired. In step S20, it is determined whether or not it is necessary to execute a cooling process based on the acquired temperature of the DPF 30 and the like. At this time, if the temperature of the DPF 30 decreases due to the cooling process being executed, it is determined in step S20 that the cooling process is unnecessary. In this case, the process proceeds to step S100. In step S100, the execution of the cooling process being executed is terminated, and the process of the flowchart of FIG. 2 is terminated. Accordingly, it is possible to prevent the cooling process from being continued unnecessarily even though the cooling process is executed and the temperature of the DPF 30 is decreased. The ECU 70 that executes step S20 corresponds to the “continuation necessity determination unit” of the present invention. The ECU 70 that executes step S100 corresponds to the “cooling processing end means” of the present invention.

一方、ステップS20において、依然としてDPF30の温度が高くで、冷却処理の実行が必要であると判断された場合には、ステップS30以下の処理に進むことになる。この場合、冷却処理の実行が継続される。この際、実行中の冷却処理が排気冷却処理の場合には、再度、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かが判断される(S30)。そして、依然として排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できると判断された場合には(S40)、その排気冷却処理の実行が継続される(S50)。一方、その後のエンジン10の運転状態等の変化によって、排気冷却処理ではDPF30の過昇温が防止できないと判断された場合には(S40)、ステップS60以下の処理に進んで、排気冷却処理から、酸欠冷却処理と増量強化処理のいずれかに切り替わる(S80又はS90)。これによって、その後のエンジン10の運転状態等の変化によっても、DPF30の過昇温を防止できる。   On the other hand, if it is determined in step S20 that the temperature of the DPF 30 is still high and that the cooling process needs to be performed, the process proceeds to step S30 and subsequent steps. In this case, the execution of the cooling process is continued. At this time, if the cooling process being executed is the exhaust cooling process, it is determined again whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process (S30). If it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 can still be prevented by the exhaust cooling process (S40), the execution of the exhaust cooling process is continued (S50). On the other hand, if it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the exhaust cooling process due to a change in the operation state of the engine 10 or the like thereafter (S40), the process proceeds to step S60 and subsequent steps, and the exhaust cooling process starts. Then, the process is switched to either an oxygen deficient cooling process or an increase in quantity enhancement process (S80 or S90). Thereby, it is possible to prevent the excessive temperature rise of the DPF 30 even if the operating state of the engine 10 thereafter changes.

また、実行中の冷却処理が酸欠冷却処理の場合には、再度、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かが判断される(S30)。そして、その後のエンジン10の運転状態等の変化によって、排気冷却処理でDPF30の過昇温が防止できると判断された場合には(S40)、酸欠冷却処理から排気冷却処理に切り替わる(S50)。これによって、酸欠冷却処理は強制的に酸欠状態にするのでドライバビリティに悪影響を及ぼすおそれがあるところ、優先して排気冷却処理が実行されるので、ドライバビリティが悪くなるのを防止できる。一方、依然として排気冷却処理ではDPF30の過昇温が防止できないと判断された場合には(S40)、次に、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かが再度判断される(S60)。そして、依然として過昇温が防止できると判断された場合には(S70)、酸欠冷却処理の実行が継続される(S80)。一方、その後のエンジン10の運転状態等の変化によって、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できないと判断された場合には(S70)、酸欠冷却処理から増量強化冷却処理に切り替わる(S90)。これによって、その後のエンジン10の運転状態等の変化によって、排気冷却処理、酸欠冷却処理のいずれによっても過昇温を防止できなくなったとしても、増量強化冷却処理でDPF30の過昇温を防止できる。   When the cooling process being executed is the oxygen deficient cooling process, it is determined again whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process (S30). Then, when it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process due to a change in the operating state of the engine 10 thereafter (S40), the oxygen deficient cooling process is switched to the exhaust cooling process (S50). . As a result, the oxygen deficiency cooling process is forced into an oxygen deficient state, which may adversely affect drivability. However, since the exhaust cooling process is preferentially executed, it is possible to prevent the drivability from being deteriorated. On the other hand, when it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the exhaust cooling process (S40), it is determined again whether the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficient cooling process. (S60). When it is determined that the excessive temperature rise can still be prevented (S70), the execution of the oxygen deficiency cooling process is continued (S80). On the other hand, if it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the oxygen deficiency cooling process due to a change in the operating state of the engine 10 thereafter (S70), the oxygen deficient cooling process is switched to the increase-intensified cooling process ( S90). As a result, even if the excessive temperature rise cannot be prevented by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process due to subsequent changes in the operating state of the engine 10, the excessive temperature rise of the DPF 30 is prevented by the increase-intensified cooling process. it can.

また、実行中の冷却処理が増量強化冷却処理の場合には、再度、排気冷却処理又は酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かが判断される(S30、S60)。そして、その後のエンジン10の運転状態等の変化によって、排気冷却処理又は酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できると判断された場合には、増量強化冷却処理から排気冷却処理又は酸欠冷却処理に切り替わる(S50又はS80)。なお、依然として排気冷却処理と酸欠冷却処理のいずれによってもDPF30の過昇温が防止できないと判断された場合には、増量強化冷却処理の実行が継続される(S90)。   When the cooling process being executed is the increase-intensity cooling process, it is determined again whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process (S30, S60). If it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process due to a change in the operating state of the engine 10 or the like thereafter, the exhaust cooling process or the oxygen deficient process is increased from the increase in the enhanced cooling process. Switching to the cooling process (S50 or S80). If it is determined that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process, the increase-intensified cooling process is continued (S90).

以上説明したように、本実施形態では、排気冷却処理だけでなく、燃料の着火性等によって酸欠冷却処理によってもDPF30の過昇温を防止できない場合であっても、エンジン回転数NE等を強制的に増加させて必要排気量Q0を確保した増量強化冷却処理が実行されるので、DPF30の過昇温を防止できる。   As described above, in the present embodiment, the engine speed NE or the like is set even if the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented not only by the exhaust cooling process but also by the oxygen deficient cooling process due to the ignitability of the fuel. Since the increase-enhanced cooling process forcibly increasing the required exhaust amount Q0 is executed, it is possible to prevent an excessive temperature rise of the DPF 30.

また、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かの判断に関して、燃料のセタン価C等を考慮することによって、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することができる。そして、筒内での燃焼が効果的になされていない場合には、その燃焼で効果的に酸素を消費することができず、DPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができないと判断することができる。   Further, regarding the determination of whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficient cooling process, it is determined whether or not the combustion in the cylinder is effectively performed by taking the cetane number C of the fuel into consideration. can do. If the combustion in the cylinder is not effectively performed, it is determined that the combustion cannot effectively consume oxygen and the oxygen concentration around the DPF 30 cannot be effectively reduced. be able to.

(第二実施形態)
次に、本発明のDPFの過昇温防止装置の第二実施形態について、第一実施形態と異なる部分を中心にして説明する。なお、本実施形態は、請求項に係る発明のうち、排気冷却処理、酸欠冷却処理で過昇温が防止できない場合には補正酸欠冷却処理を実行する発明に係る実施形態である。
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the DPF overheat prevention device of the present invention will be described focusing on the differences from the first embodiment. In addition, this embodiment is an embodiment which concerns on the invention which performs a correction | amendment oxygen deficiency cooling process among the invention which concerns on a claim, when an excessive temperature rise cannot be prevented by an exhaust_gas | exhaustion cooling process and an oxygen deficiency cooling process.

本実施形態に係る発明の構成は、図1に示す第一実施形態のそれと同じである。また、本実施形態におけるDPF30の過昇温を防止する過昇温防止処理は、図2のフローチャートにおいてステップS90が他の処理ステップに置き換わったものである。ここで、図7は、ステップS90に代えて実行される補正酸欠冷却処理の手順を示したフローチャートである。つまり、図2のステップS70において、酸欠冷却処理ではDPF30の過昇温を防止できないと判断した場合には、図7の補正酸欠冷却処理に移行することになる。以下、この補正酸欠冷却処理について説明するが、その前に、酸欠冷却処理時におけるポスト噴射について説明する。   The configuration of the invention according to this embodiment is the same as that of the first embodiment shown in FIG. Further, the excessive temperature rise prevention process for preventing the excessive temperature rise of the DPF 30 in the present embodiment is obtained by replacing step S90 with another process step in the flowchart of FIG. Here, FIG. 7 is a flowchart showing the procedure of the corrected oxygen deficient cooling process executed in place of step S90. That is, if it is determined in step S70 of FIG. 2 that the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by the oxygen deficient cooling process, the process proceeds to the corrected oxygen deficient cooling process of FIG. Hereinafter, the corrected oxygen deficient cooling process will be described, but before that, post injection during the oxygen deficient cooling process will be described.

第一実施形態でも説明したように、酸欠冷却処理では、DPF30周辺の酸素濃度を減少させるために、主噴射に後続するポスト噴射を実行して、筒内における余剰酸素を消費させる。ここで、図8(a)は、そのポスト噴射のポスト噴射時期やポスト噴射量を説明するための図である。なお、図8(a)の横軸は、噴射時期としてのクランク角CAを示しており、各噴射を示した山の大きさは、各噴射における燃料量を示している。図8(a)に示すように、上死点TDC付近で主噴射が実行される。なお、主噴射における燃焼を促進するために、主噴射に先立ってプレ噴射が実行される。そして、酸欠冷却処理時では、主噴射に後続してポスト噴射が実行される。このポスト噴射のポスト噴射時期x1、ポスト噴射量y1は、例えば、エンジン10の運転状態等に応じて適宜定められ、又は主噴射の燃料噴射時期や燃料噴射量を基準として定められる。また、酸欠冷却処理では、EGRバルブ42を開く、スロットル弁65を絞る、という操作の少なくとも一方を実行することで、エンジン10に取り込まれる新気量を減量させている。そのときのEGRバルブ42の開度をZ1、スロットル弁65の開度をW1とする。   As described in the first embodiment, in the oxygen deficient cooling process, in order to reduce the oxygen concentration around the DPF 30, post injection following the main injection is executed to consume excess oxygen in the cylinder. Here, FIG. 8A is a diagram for explaining the post injection timing and the post injection amount of the post injection. In addition, the horizontal axis of Fig.8 (a) has shown the crank angle CA as an injection timing, and the magnitude | size of the peak which showed each injection has shown the fuel quantity in each injection. As shown in FIG. 8A, the main injection is performed near the top dead center TDC. Note that pre-injection is executed prior to main injection in order to promote combustion in main injection. And at the time of an oxygen deficient cooling process, post injection is performed following main injection. The post-injection timing x1 and post-injection amount y1 of this post-injection are appropriately determined according to, for example, the operating state of the engine 10, or are determined with reference to the fuel injection timing and fuel injection amount of the main injection. Further, in the oxygen deficient cooling process, the amount of fresh air taken into the engine 10 is reduced by executing at least one of the operations of opening the EGR valve 42 and throttle the throttle valve 65. At this time, the opening degree of the EGR valve 42 is Z1, and the opening degree of the throttle valve 65 is W1.

このような前提のもと、図7の補正酸欠冷却処理に移行すると、先ずステップS111では、酸欠冷却処理を実行したときにおけるポスト噴射のポスト噴射時期x1を所定角度xだけ進角側に補正した補正ポスト噴射時期x2を算出する。   Under such a premise, when the process shifts to the corrected oxygen deficient cooling process of FIG. 7, first, in step S111, the post injection timing x1 of the post injection when the oxygen deficient cooling process is executed is advanced by a predetermined angle x. A corrected post-injection timing x2 is calculated.

続くステップS112では、補正酸欠冷却処理として、主噴射に後続して、補正噴射時期x2で補正ポスト噴射を実行して、DPF30周辺の酸素濃度を減少させる。なお、このときの燃料噴射量は、酸欠冷却処理時におけるポスト噴射量y1とする。ここで、図8(b)は、補正ポスト噴射の噴射時期や噴射量を説明するための図である。図8(b)に示すように、補正ポスト噴射は、補正ポスト噴射時期x2で実行されているのがわかる。その補正ポスト噴射時期x2は、図8(a)のポスト噴射時期x1よりも主噴射よりの進角側となっており、それら差が所定角度xとなっている。このように、主噴射よりの補正ポスト噴射時期x2で実行される補正ポスト噴射は、通常のポスト噴射実行時よりも筒内圧が高い状態で燃焼がなされると考えられる。そのため、通常のポスト噴射実行時よりも、筒内で燃料が効果的に燃焼し多くの酸素を消費させることができ、ひいてはDPF30周辺の酸素濃度をより減少させることができる。   In subsequent step S112, as the corrected oxygen deficient cooling process, the corrected post injection is executed at the corrected injection timing x2 subsequent to the main injection to reduce the oxygen concentration around the DPF 30. The fuel injection amount at this time is the post injection amount y1 during the oxygen deficient cooling process. Here, FIG. 8B is a diagram for explaining the injection timing and the injection amount of the corrected post-injection. As shown in FIG. 8B, it can be seen that the corrected post-injection is executed at the corrected post-injection timing x2. The corrected post-injection timing x2 is on the advance side of the main injection with respect to the post-injection timing x1 in FIG. 8A, and the difference between them is a predetermined angle x. Thus, it is considered that the corrected post-injection executed at the correction post-injection timing x2 from the main injection is burned in a state where the in-cylinder pressure is higher than that at the time of normal post-injection execution. Therefore, the fuel can be effectively burned in the cylinder and consumed more oxygen than when normal post-injection is executed, and as a result, the oxygen concentration around the DPF 30 can be further reduced.

一方で、ポスト噴射の噴射時期を一定角度進角側に補正したとしても、燃料の着火性やエンジン10の運転状態によっては、依然として筒内での燃焼が効果的になされず、DPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができない場合もありうる。そこで、続くステップ113では、補正ポスト噴射によって、筒内での酸素の消費が十分なされるか否かを判断する。具体的には、例えば、排気温センサ61が検出する排気温や、筒内圧センサ66が検出する筒内圧に基づいて判断する。つまり、補正ポスト噴射で燃焼が効果的になされた場合には、排気温が高くなるため、その排気温が所定値以上であれば、燃焼が効果的になされたと判断することができる。また、補正ポスト噴射時における筒内圧が高ければ、その補正ポスト噴射における燃焼は効果的になされたと判断することができる。そして、燃焼が効果的になされていれば、酸素消費量が十分であると判断することができる。なお、酸素消費量が十分であるかは、DPF30の過昇温を防止できる酸素濃度まで減少できるか否かの観点で判断する。   On the other hand, even if the injection timing of the post injection is corrected to a fixed angle advance side, depending on the ignitability of the fuel and the operating state of the engine 10, combustion in the cylinder is still not effective, and oxygen around the DPF 30 There may be cases where the concentration cannot be effectively reduced. Therefore, in the following step 113, it is determined whether or not oxygen consumption in the cylinder is sufficient by the corrected post injection. Specifically, for example, the determination is made based on the exhaust temperature detected by the exhaust temperature sensor 61 or the in-cylinder pressure detected by the in-cylinder pressure sensor 66. That is, when the combustion is effectively performed by the corrected post-injection, the exhaust temperature becomes high. Therefore, if the exhaust temperature is equal to or higher than a predetermined value, it can be determined that the combustion is effectively performed. Further, if the in-cylinder pressure at the time of the corrected post injection is high, it can be determined that the combustion at the corrected post injection is effectively performed. And if combustion is made effectively, it can be judged that oxygen consumption is enough. Whether or not the oxygen consumption is sufficient is determined from the viewpoint of whether or not the oxygen concentration can be reduced to an excessive temperature rise of the DPF 30.

そして、ステップS113において、補正ポスト噴射における酸素消費量が十分であると判断した場合には(S113:YES)、図7の補正酸欠冷却処理を抜けて、図2の処理に戻る。この場合、その補正ポスト噴射による補正酸欠冷却処理が実行されることになる。   If it is determined in step S113 that the oxygen consumption in the corrected post-injection is sufficient (S113: YES), the corrected oxygen deficient cooling process in FIG. 7 is exited and the process returns to the process in FIG. In this case, the corrected oxygen deficient cooling process by the corrected post injection is executed.

一方、ステップS113において、補正ポスト噴射における酸素消費量が不十分であると判断した場合には(S113:NO)、ステップS114において、さらに噴射時期を所定角度進角側に補正するとともに、補正ポスト噴射のポスト噴射量y1を、所定量だけ増量させた補正ポスト噴射量y2に補正する。この際、増量させる量は、例えば、元のポスト噴射量y1の所定%としたり、元のポスト噴射量y1にかかわらず所定絶対量としたりする。これによって、図8(c)に示すように、補正ポスト噴射の燃焼規模が増大し、酸素消費量も増量する。   On the other hand, if it is determined in step S113 that the oxygen consumption in the corrected post-injection is insufficient (S113: NO), in step S114, the injection timing is further corrected to a predetermined angle advance side, and the correction post is corrected. The post injection amount y1 of the injection is corrected to a corrected post injection amount y2 that is increased by a predetermined amount. At this time, the amount to be increased is, for example, a predetermined percentage of the original post injection amount y1, or a predetermined absolute amount regardless of the original post injection amount y1. As a result, as shown in FIG. 8C, the combustion scale of the corrected post-injection increases and the oxygen consumption amount also increases.

さらに、ステップS114では、スロットル弁65の開度を酸欠冷却処理時の開度W1よりも大きな開度W2に補正する。これによって、新気量が酸欠冷却処理時のときよりも増量させるので、筒内での燃焼を促進することができる。その結果、新気に含まれている酸素の消費も促進でき、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができる。   Furthermore, in step S114, the opening degree of the throttle valve 65 is corrected to an opening degree W2 that is larger than the opening degree W1 in the oxygen deficient cooling process. Accordingly, the amount of fresh air is increased from that during the oxygen-deficient cooling process, so that combustion in the cylinder can be promoted. As a result, the consumption of oxygen contained in fresh air can be promoted, and the oxygen concentration around the DPF can be effectively reduced.

さらに、ステップS114では、EGRバルブ42の開度を酸欠冷却処理時の開度Z1よりも小さな開度Z2に補正する。これによって、EGR量を酸欠冷却処理時のときよりも減量させて新気量を増量させることができるので、筒内での燃焼を促進することができる。その結果、新気に含まれている酸素の消費も促進でき、DPF周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができる。   Furthermore, in step S114, the opening degree of the EGR valve 42 is corrected to an opening degree Z2 that is smaller than the opening degree Z1 during the oxygen deficient cooling process. Accordingly, the amount of fresh air can be increased by reducing the EGR amount as compared with the time of the oxygen-deficient cooling process, so that combustion in the cylinder can be promoted. As a result, the consumption of oxygen contained in fresh air can be promoted, and the oxygen concentration around the DPF can be effectively reduced.

なお、このときのスロットル弁65の開度W2、EGRバルブ42の開度Z2は、例えば、予め定められた開度とし、または、元の開度W1、Z1を基準として決定してもよい。   Note that the opening W2 of the throttle valve 65 and the opening Z2 of the EGR valve 42 at this time may be determined, for example, as a predetermined opening, or based on the original opening W1, Z1.

このように、ステップS114では、補正ポスト噴射時期x2だけでなく、補正ポスト噴射量y2、スロットル弁の開度W2、EGRバルブ42の開度Z2に補正して、補正ポスト噴射を実行する。したがって、筒内での燃焼を促進させることができ、DPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができる。   Thus, in step S114, not only the corrected post-injection timing x2, but also the corrected post-injection amount y2, the opening W2 of the throttle valve, and the opening Z2 of the EGR valve 42 are corrected to execute corrected post-injection. Therefore, combustion in the cylinder can be promoted, and the oxygen concentration around the DPF 30 can be effectively reduced.

その後、ステップS113の処理に戻り、再度、排気温Teや筒内圧等に基づいて、補正ポスト噴射における酸素消費量が十分であるか否かを判断する(S113)。そして、十分である場合には(S113:YES)、図7の補正酸欠冷却処理を抜けて図2の処理に戻る。   Thereafter, the process returns to step S113, and it is determined again whether or not the oxygen consumption amount in the corrected post-injection is sufficient based on the exhaust temperature Te, the in-cylinder pressure, and the like (S113). If it is sufficient (S113: YES), the correction oxygen deficient cooling process of FIG. 7 is exited and the process returns to the process of FIG.

一方、依然として、不十分である場合には(S113:NO)、再度、補正ポスト噴射量y2、スロットル弁の開度W2、EGRバルブ42の開度Z2を補正する。なお、その補正量は、絶対量として予め定めておいたり、元の値y2、W2、Z2の所定%としたりする。このように、ステップS113、S114の処理をループすることにより、最終的に、DPF30の過昇温を防止できる酸素濃度レベルn0まで減少させることができる。その結果、DPF30の過昇温を防止できる。なお、ステップS111〜S114を実行するECU70が本発明の「補正酸欠冷却手段」に相当する。   On the other hand, if it is still insufficient (S113: NO), the corrected post-injection amount y2, the opening W2 of the throttle valve, and the opening Z2 of the EGR valve 42 are corrected again. The correction amount is determined in advance as an absolute amount, or is set to a predetermined percentage of the original values y2, W2, and Z2. In this way, by looping the processing of steps S113 and S114, it is possible to finally reduce the oxygen concentration level to n0 that can prevent the excessive temperature rise of the DPF 30. As a result, excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented. The ECU 70 that executes steps S111 to S114 corresponds to the “corrected oxygen deficient cooling means” of the present invention.

ここで、図9は、補正酸欠冷却処理を実行する本発明の効果を説明するための図であり、同図(a)はエンジン回転数NE、アクセルペダルの操作量等に基づいて定まる車両の車速の時間変化を示した図、同図(b)は排気量の時間変化を示した図、同図(c)はDPF30周辺の酸素濃度の時間変化を示した図、同図(d)はDPF30の温度の時間変化を示した図である。そして、これら図9(a)〜(d)の時間軸は共通となっている。また、図9には、本発明と対比するために、従来発明の時間変化(一点鎖線)も示している。   Here, FIG. 9 is a diagram for explaining the effect of the present invention for executing the corrected oxygen deficient cooling process. FIG. 9 (a) is a vehicle determined based on the engine speed NE, the operation amount of the accelerator pedal, and the like. The figure which showed the time change of the vehicle speed of this, the figure (b) the figure which showed the time change of displacement, the figure (c) the figure which showed the time change of the oxygen concentration around DPF30, the figure (d) FIG. 6 is a diagram showing a change over time in the temperature of the DPF 30. The time axes of FIGS. 9A to 9D are common. In addition, FIG. 9 also shows a time change (one-dot chain line) of the conventional invention for comparison with the present invention.

先に説明した図6と同じように、図9の時間t4の時点で冷却処理の実行が必要であると判断されて、排気冷却処理、酸欠冷却処理のいずれによってもDPF30の過昇温を防止できないと判断された場合には、補正酸欠冷却処理が実行される(図8)。これにより、図9(c)に示すように、補正酸欠冷却処理が実行される時間t4〜t5の区間で、DPF30周辺の酸素濃度をDPF30の過昇温を防止できる酸素濃度レベルn0より下のレベルまで減少させることができる。その結果、図9(d)に示すように、DPF30の温度を破損温度Txより低くすることができるので、DPF30の過昇温を防止できる。   Similar to FIG. 6 described above, it is determined that the cooling process needs to be performed at time t4 in FIG. 9, and the DPF 30 is excessively heated by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process. If it is determined that it cannot be prevented, a corrected oxygen deficient cooling process is executed (FIG. 8). As a result, as shown in FIG. 9C, the oxygen concentration around the DPF 30 is lower than the oxygen concentration level n0 that can prevent the excessive temperature rise of the DPF 30 during the period from time t4 to t5 when the corrected oxygen deficient cooling process is executed. Can be reduced to levels of. As a result, as shown in FIG. 9D, the temperature of the DPF 30 can be made lower than the breakage temperature Tx, so that an excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented.

なお、従来では、排気量は必要排気量Q0より小さく、酸素濃度はDPF30の過昇温を防止できる酸素濃度レベルn0より大きいので、排気冷却処理、酸欠冷却処理のいずれを実行しても、DPF30の温度を効果的に減少させることができない。そのため、図9(d)に示すように、DPF30の温度が破損温度Txより高くなってしまう。   Conventionally, the exhaust amount is smaller than the required exhaust amount Q0, and the oxygen concentration is higher than the oxygen concentration level n0 that can prevent the excessive temperature rise of the DPF 30, so that either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process is executed. The temperature of the DPF 30 cannot be effectively reduced. Therefore, as shown in FIG. 9D, the temperature of the DPF 30 becomes higher than the breakage temperature Tx.

以上説明したように、本実施形態では、排気冷却処理、酸欠冷却処理のいずれによってもDPF30の過昇温を防止できない場合であっても、酸素調整パラメーター(ポスト噴射時期、ポスト噴射量、スロットル弁65の開度、EGRバルブ42の開度)の制御量を、酸欠冷却処理時における制御量から補正した補正酸欠冷却処理が実行される。したがって、燃料の着火性等にかかわらず、DPF30周辺の酸素濃度を効果的に減少させることができ、DPF30の過昇温を防止できる。   As described above, in the present embodiment, even when the excessive temperature rise of the DPF 30 cannot be prevented by either the exhaust cooling process or the oxygen deficient cooling process, the oxygen adjustment parameters (post injection timing, post injection amount, throttle) A corrected oxygen deficiency cooling process in which the control amounts of the opening degree of the valve 65 and the opening degree of the EGR valve 42 are corrected from the control amounts during the oxygen deficiency cooling process is executed. Therefore, regardless of the ignitability of the fuel and the like, the oxygen concentration around the DPF 30 can be effectively reduced, and the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented.

なお、本発明のDPFの過昇温防止装置は上記第一、第二実施形態に限定されず、特許請求の範囲の記載を逸脱しない範囲で種々変形することができる。例えば、上記実施形態では、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かを、燃料のセタン価C等を考慮することによって、筒内での燃焼が効果的になされているか否かの観点で判断していた。しかしこれに限定されず、例えば、酸欠冷却処理を仮実行し、そのときの筒内やDPF30周辺の酸素濃度を直接計測して、その酸素濃度の大きさに基づいて、酸欠冷却処理でDPF30の過昇温が防止できるか否かを判断してもよい。ただしこの場合、上記実施形態のように、筒内での燃焼が効果的になされているか否かは判断していないので、新気量やポスト噴射等をどのように補正すれば、酸素濃度を効果的に減少させることができるかの判断がしにくいという欠点がある。   Note that the DPF overheat prevention device of the present invention is not limited to the first and second embodiments, and can be variously modified without departing from the scope of the claims. For example, in the above-described embodiment, whether or not the excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented by the oxygen deficient cooling process is determined by considering the cetane number C of the fuel, etc., and whether combustion in the cylinder is effectively performed. Judging from the point of view. However, the present invention is not limited to this. For example, the oxygen deficiency cooling process is temporarily performed, and the oxygen concentration in the cylinder or around the DPF 30 at that time is directly measured, and the oxygen deficiency cooling process is performed based on the magnitude of the oxygen concentration. It may be determined whether or not excessive temperature rise of the DPF 30 can be prevented. However, in this case, as in the above embodiment, since it is not determined whether or not combustion in the cylinder is effectively performed, how to correct the amount of fresh air, post injection, etc. There is a drawback that it is difficult to determine whether it can be effectively reduced.

また、上記第二実施形態では、図7の補正酸欠冷却処理において、補正ポスト噴射として、最初にポスト噴射時期を所定時期xだけ補正し、その後、燃焼状態に応じて、ポスト噴射量やスロットル弁65の開度、EGRバルブ42の開度を適宜調整していた。しかし、DPF30の過昇温を防止できる酸素濃度レベルn0より下のレベルの酸素濃度に減少できるのであれば、これら酸素調整パラメーター(ポスト噴射時期、ポスト噴射量、スロットル弁65の開度、EGRバルブ42の開度)をどのように補正してもよい。   Further, in the second embodiment, in the corrected oxygen deficient cooling process of FIG. 7, as the corrected post-injection, first the post-injection time is corrected by a predetermined time x, and then the post-injection amount and the throttle according to the combustion state. The opening degree of the valve 65 and the opening degree of the EGR valve 42 were appropriately adjusted. However, these oxygen adjustment parameters (post injection timing, post injection amount, opening of the throttle valve 65, EGR valve, etc.) can be reduced to an oxygen concentration lower than the oxygen concentration level n0 that can prevent overheating of the DPF 30. 42) may be corrected in any way.

1 エンジンシステム
10 ディーゼルエンジン(内燃機関)
20 DOC
30 DPF
42 EGRバルブ
51 排気通路
52 吸気通路
61 排気温センサ
62 A/Fセンサ
63 吸気温センサ
64 エアフロメータ
65 スロットル弁
66 圧縮機
67 差圧センサ
70 ECU(DPFの過昇温防止装置)
81 回転数センサ
82 アクセルセンサ
S20 実行要否判断手段、継続要否判断手段
S30 第一の可否判断手段
S31 必要排気量算出手段
S32 増量後排気量推定手段
S33〜S35 可否決定手段
S50 排気冷却手段
S60 第二の可否判断手段
S61 吸気温取得手段、排気温取得手段、セタン価取得手段
S80 酸欠冷却手段
S90 増量強化冷却手段
S100 冷却処理終了手段
S111〜S114 補正酸欠冷却手段
1 Engine system 10 Diesel engine (internal combustion engine)
20 DOC
30 DPF
42 EGR valve 51 Exhaust passage 52 Intake passage 61 Exhaust temperature sensor 62 A / F sensor 63 Intake temperature sensor 64 Air flow meter 65 Throttle valve 66 Compressor 67 Differential pressure sensor 70 ECU (DPF excessive temperature rise prevention device)
81 Rotational speed sensor 82 Accelerator sensor S20 Execution necessity determination means, continuation necessity determination means S30 First availability determination means S31 Required exhaust amount calculation means S32 Increased exhaust amount estimation means S33 to S35 Availability determination means S50 Exhaust cooling means S60 Second availability determination means S61 Intake air temperature acquisition means, exhaust temperature acquisition means, cetane number acquisition means S80 Oxygen deficiency cooling means S90 Increase intensification cooling means S100 Cooling processing end means S111 to S114 Correction oxygen deficiency cooling means

Claims (21)

内燃機関の排気通路に設けられた排気中の粒子性物質を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)の過昇温を防止するための所定の冷却処理を実行するDPFの過昇温防止装置であり、
前記冷却処理として、前記DPFでの熱を持ち去るために、予め定められた排気量調整パラメーターを制御することによって前記DPFへ流入する排気量を増量させる排気冷却処理を実行する排気冷却手段と、
前記冷却処理として、前記DPFでの発熱を抑えるために、前記DPF周辺の酸素濃度を減少させる酸欠冷却処理を実行する酸欠冷却手段と、を備えるDPFの過昇温防止装置において、
排気量を効果的に増量できるか否かを判断することによって、前記排気冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第一の可否判断手段と、
酸素濃度を効果的に減少できるか否かを判断することによって、前記酸欠冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第二の可否判断手段と、
前記第一、第二の可否判断手段によって、前記排気冷却処理及び前記酸欠冷却処理では前記DPFの過昇温が防止できないと判断された場合に、それら排気冷却処理、酸欠冷却処理に代えて、前記DPFでの熱を持ち去るために、前記排気量調整パラメーター以外の所定の増量強化パラ−メーターを制御することによって、前記DPFへ流入する排気量を前記排気冷却処理における排気量よりもさらに増量させた増量強化冷却処理を実行する増量強化冷却手段と、を備えることを特徴とするDPFの過昇温防止装置。
An apparatus for preventing excessive temperature rise of a DPF that performs a predetermined cooling process for preventing excessive temperature rise of a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine Yes,
An exhaust cooling means for performing an exhaust cooling process for increasing an exhaust amount flowing into the DPF by controlling a predetermined exhaust amount adjustment parameter in order to take away heat in the DPF as the cooling process;
In the DPF overheating prevention device, comprising the oxygen deficiency cooling means for executing the oxygen deficiency cooling process for reducing the oxygen concentration around the DPF in order to suppress heat generation in the DPF as the cooling process,
A first determination unit for determining whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the exhaust cooling process by determining whether or not the exhaust amount can be increased effectively;
A second propriety judging means for judging whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the oxygen deficient cooling treatment by judging whether or not the oxygen concentration can be effectively reduced;
When it is determined by the first and second possibility determination means that the overheating of the DPF cannot be prevented by the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process, the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process are used instead. In order to take away the heat in the DPF, the exhaust amount flowing into the DPF is further controlled than the exhaust amount in the exhaust cooling process by controlling a predetermined increase parameter other than the exhaust amount adjustment parameter. A DPF overheating prevention device, comprising: an increase-enhanced cooling means for executing an increased-intensity-enhanced cooling process.
前記排気冷却手段は、内燃機関の吸気系に取り込まれる新気量を調整するスロットル弁の開度及び内燃機関の排気通路から吸気通路へ再循環されるEGR量を調整するEGRバルブの開度の少なくとも一つを前記排気量調整パラメーターとして制御して、新気量を増量させEGR量を減量させることによって、排気量を増量させるものであることを特徴とする請求項1に記載のDPFの過昇温防止装置。   The exhaust cooling means includes an opening of a throttle valve that adjusts the amount of fresh air taken into the intake system of the internal combustion engine and an opening of an EGR valve that adjusts the amount of EGR recirculated from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage. 2. The excess of the DPF according to claim 1, wherein at least one is controlled as the displacement adjustment parameter to increase the exhaust amount by increasing the fresh air amount and decreasing the EGR amount. Temperature rise prevention device. 前記増量強化冷却手段は、内燃機関の回転数及び吸気圧の少なくとも一つを前記増量強化パラメーターとして増加制御することによって、排気量を増量させるものであることを特徴とする請求項1又は2に記載のDPFの過昇温防止装置。   3. The engine according to claim 1, wherein the increase-enhancement cooling means is configured to increase the displacement by increasing control of at least one of the rotational speed and the intake pressure of the internal combustion engine as the increase-enhancement parameter. The overheat prevention device of DPF of description. 内燃機関の排気通路に設けられた排気中の粒子性物質を捕集するDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)の過昇温を防止するための所定の冷却処理を実行するDPFの過昇温防止装置であり、
前記冷却処理として、前記DPFでの熱を持ち去るために、前記DPFへ流入する排気量を増量させる排気冷却処理を実行する排気冷却手段と、
前記冷却処理として、前記DPFでの発熱を抑えるために、予め定められた酸素調整パラメーターを制御して、前記DPF周辺の酸素濃度を減少させる酸欠冷却処理を実行する酸欠冷却手段と、を備えるDPFの過昇温防止装置において、
排気量を効果的に増量できるか否かを判断することによって、前記排気冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第一の可否判断手段と、
酸素濃度を効果的に減少できるか否かを判断することによって、前記酸欠冷却処理で前記DPFの過昇温が防止できるか否かを判断する第二の可否判断手段と、
前記第一、第二の可否判断手段によって、前記排気冷却処理及び前記酸欠冷却処理では前記DPFの過昇温が防止できないと判断された場合に、それら排気冷却処理、酸欠冷却処理に代えて、前記酸素調整パラメーターの制御量を、酸素濃度を効果的に減少できるように補正して前記DPF周辺の酸素濃度を減少させる補正酸欠冷却処理を実行する補正酸欠冷却手段と、を備えることを特徴とするDPFの過昇温防止装置。
An apparatus for preventing excessive temperature rise of a DPF that performs a predetermined cooling process for preventing excessive temperature rise of a DPF (diesel particulate filter) that collects particulate matter in exhaust gas provided in an exhaust passage of an internal combustion engine Yes,
Exhaust cooling means for executing an exhaust cooling process for increasing the exhaust amount flowing into the DPF in order to carry away heat in the DPF as the cooling process;
As the cooling process, in order to suppress heat generation in the DPF, an oxygen-deficient cooling unit that executes a oxygen-deficient cooling process that controls a predetermined oxygen adjustment parameter to reduce the oxygen concentration around the DPF; In the DPF overheat prevention device provided,
A first determination unit for determining whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the exhaust cooling process by determining whether or not the exhaust amount can be increased effectively;
A second propriety judging means for judging whether or not an excessive temperature rise of the DPF can be prevented by the oxygen deficient cooling treatment by judging whether or not the oxygen concentration can be effectively reduced;
When it is determined by the first and second possibility determination means that the overheating of the DPF cannot be prevented by the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process, the exhaust cooling process and the oxygen deficient cooling process are used instead. Correction oxygen deficiency cooling means for correcting the control amount of the oxygen adjustment parameter so that the oxygen concentration can be effectively reduced to reduce the oxygen concentration around the DPF, An apparatus for preventing excessive temperature rise of a DPF, characterized in that
前記酸欠冷却手段は、内燃機関の吸気系に取り込まれる新気量を調整するスロットル弁の開度及び内燃機関の排気通路から吸気通路へ再循環されるEGR量を調整するEGRバルブの開度、燃料噴射量及び燃料噴射時期の少なくとも一つを前記酸素調整パラメーターとして制御することによって、前記酸欠冷却処理を実行するものであることを特徴とする請求項4に記載のDPFの過昇温防止装置。   The oxygen deficient cooling means includes an opening of a throttle valve for adjusting the amount of fresh air taken into the intake system of the internal combustion engine and an opening of an EGR valve for adjusting the amount of EGR recirculated from the exhaust passage of the internal combustion engine to the intake passage. 5. The DPF overheating according to claim 4, wherein the oxygen deficient cooling process is performed by controlling at least one of a fuel injection amount and a fuel injection timing as the oxygen adjustment parameter. Prevention device. 前記酸欠冷却手段は、燃料噴射量及び燃料噴射時期を前記酸素調整パラメーターとして、主噴射に後続するポスト噴射を実行して、前記ポスト噴射を筒内で燃焼させることで、筒内の酸素を消費させることによって、酸素濃度を減少させるものであり、
前記補正酸欠冷却手段は、前記補正酸欠冷却処理として、燃料噴射時期を、前記酸欠冷却処理時の前記ポスト噴射における燃料噴射時期よりも早い筒内圧が高い時期に補正した補正ポスト噴射を実行するものであることを特徴とする請求項5に記載のDPFの過昇温防止装置。
The oxygen deficient cooling means performs post injection following the main injection with the fuel injection amount and fuel injection timing as the oxygen adjustment parameters, and burns the post injection in the cylinder, thereby reducing oxygen in the cylinder. By reducing the oxygen concentration,
The corrected oxygen deficient cooling means performs corrected post injection as the corrected oxygen deficient cooling process in which the fuel injection timing is corrected to a time when the in-cylinder pressure is higher than the fuel injection timing in the post injection during the oxygen deficient cooling process. The apparatus for preventing excessive temperature rise of the DPF according to claim 5, wherein the apparatus is executed.
前記補正酸欠冷却手段は、前記補正ポスト噴射として、さらに、燃料噴射量を、前記酸欠冷却処理時の前記ポスト噴射における燃料噴射量よりも多い量に補正することを特徴とする請求項6に記載のDPFの過昇温防止装置。   The corrected oxygen deficient cooling means further corrects the fuel injection amount to an amount larger than the fuel injection amount in the post injection during the oxygen deficient cooling process as the corrected post injection. The overheat prevention device of DPF as described in 2. 前記補正酸欠冷却手段は、前記酸素調整パラメーターとしてのスロットル弁の開度を前記酸欠冷却処理時よりも大きな開度に補正して、前記補正酸欠冷却処理を実行するものであることを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。   The corrected oxygen deficient cooling means corrects the opening of the throttle valve as the oxygen adjustment parameter to an opening larger than that during the oxygen deficient cooling process, and executes the corrected oxygen deficient cooling process. The overheat prevention device for a DPF according to any one of claims 5 to 7, 前記補正酸欠冷却手段は、前記酸素調整パラメーターとしてのEGRバルブの開度が前記酸欠冷却処理時よりも小さな開度に補正して、前記補正酸欠冷却処理を実行するものであることを特徴とする請求項5〜8のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。   The corrected oxygen deficient cooling means executes the corrected oxygen deficient cooling process by correcting the opening of the EGR valve as the oxygen adjustment parameter to a smaller opening than that during the oxygen deficient cooling process. The apparatus for preventing excessive temperature rise of a DPF according to any one of claims 5 to 8. 前記第二の可否判断手段は、酸素濃度を効果的に減少できるか否かの判断として、筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することを特徴とする請求項1〜9のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。   The second availability determination means determines whether or not combustion in the cylinder is effectively performed as a determination as to whether or not the oxygen concentration can be effectively reduced. The overheat prevention device for a DPF as described in any one of 9 above. 吸気温を取得する吸気温取得手段を備え、
前記第二の可否判断手段は、前記吸気温取得手段によって取得された吸気温に基づいて筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することを特徴とする請求項10に記載のDPFの過昇温防止装置。
Intake temperature acquisition means to acquire intake temperature,
11. The second availability determination unit determines whether or not combustion in a cylinder is effectively performed based on the intake air temperature acquired by the intake air temperature acquisition unit. DPF overheat prevention device.
燃料の着火のし易さの指標として、筒内で燃焼させる燃料のセタン価を取得するセタン価取得手段を備え、
前記第二の可否判断手段は、前記セタン価取得手段によって取得されたセタン価に基づいて筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することを特徴とする請求項10又は11に記載のDPFの過昇温防止装置。
A cetane number acquisition means for acquiring the cetane number of the fuel burned in the cylinder as an index of ease of ignition of the fuel,
12. The second determination unit for determining whether or not combustion in a cylinder is effectively performed based on the cetane number acquired by the cetane number acquisition unit. The overheat prevention device of DPF as described in 2.
排気温を取得する排気温取得手段を備え、
前記第二の可否判断手段は、前記排気温取得手段によって取得された排気温に基づいて筒内での燃焼が効果的になされているか否かを判断することを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。
An exhaust temperature acquisition means for acquiring the exhaust temperature is provided,
The second possibility determination unit determines whether or not combustion in the cylinder is effectively performed based on the exhaust temperature acquired by the exhaust temperature acquisition unit. The overheating prevention apparatus of DPF of any one of these.
前記第一の可否判断手段による判断が可の場合には、前記排気冷却処理と前記酸欠冷却処理のうちの前記排気冷却処理を実行することを特徴とする請求項1〜13のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。   14. The exhaust gas cooling process of the exhaust gas cooling process and the oxygen deficient cooling process is executed when the determination by the first availability determination unit is possible. The overheat prevention device for DPF as described in the item. 前記第一の可否判断手段による判断が否で、前記第二の可否判断手段による判断が可の場合には、前記排気冷却処理と前記酸欠冷却処理のうちの前記酸欠冷却処理を実行することを特徴とする請求項1〜14のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。   If the determination by the first availability determination unit is negative and the determination by the second availability determination unit is possible, the oxygen deficiency cooling processing of the exhaust cooling processing and the oxygen deficiency cooling processing is executed. The overheat prevention device for a DPF according to any one of claims 1 to 14, wherein: 前記第一の可否判断手段は、
前記DPFの過昇温が防止できる必要排気量を算出する必要排気量算出手段と、
前記排気冷却処理を実行した場合における増量後排気量を内燃機関の運転条件に基づいて推定する増量後排気量推定手段と、
前記増量後排気量が前記必要排気量より小さいか否かを比較判断して、前記DPFの過昇温が防止できるか否かを決定する可否決定手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜15のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。
The first availability determination means includes:
A required exhaust amount calculating means for calculating a required exhaust amount capable of preventing an excessive temperature rise of the DPF;
A post-increase exhaust amount estimation means for estimating the post-increase exhaust amount in the case of performing the exhaust cooling process based on operating conditions of the internal combustion engine;
And a determination unit for determining whether or not an excessive increase in temperature of the DPF can be prevented by comparing and determining whether or not the exhaust amount after the increase is smaller than the necessary exhaust amount. The overheating prevention apparatus of DPF of any one of 1-15.
前記必要排気量算出手段は、前記DPFで捕集された粒子性物質の量であるPM捕集量に基づいて前記必要排気量を算出することを特徴とする請求項16に記載のDPFの過昇温防止装置。   The DPF excess amount according to claim 16, wherein the required exhaust amount calculating means calculates the required exhaust amount based on a PM trapped amount that is an amount of particulate matter trapped by the DPF. Temperature rise prevention device. 前記DPFで捕集された粒子性物質の量であるPM捕集量及び前記DPFの温度に基づいて、前記冷却処理の実行が必要か否かを判断する実行要否判断手段を備え、
その実行要否判断手段によって前記冷却処理の実行が必要と判断されたときのみ、前記冷却処理を実行することを特徴とする請求項1〜17のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。
Based on the amount of particulate matter collected by the DPF and the amount of PM collected and the temperature of the DPF, an execution necessity determination unit is provided that determines whether or not the cooling process is necessary.
The overheating temperature of the DPF according to any one of claims 1 to 17, wherein the cooling process is executed only when it is determined by the execution necessity determination means that the cooling process is necessary. Prevention device.
前記実行要否判断手段は、前記PM捕集量、前記DPFの温度に加えて、内燃機関が、前記DPFの過昇温が起こりやすい所定の運転状態であるか否かに基づいて、前記冷却処理の実行が必要か否かを判断することを特徴とする請求項18に記載のDPFの過昇温防止装置。   The execution necessity determination unit is configured to determine whether the internal combustion engine is in a predetermined operation state in which excessive temperature rise of the DPF is likely to occur, in addition to the amount of collected PM and the temperature of the DPF. The apparatus for preventing excessive temperature rise of the DPF according to claim 18, wherein it is determined whether or not execution of processing is necessary. 前記所定の運転状態は、減速状態であることを特徴とする請求項19に記載のDPFの過昇温防止装置。   20. The DPF overheat prevention device according to claim 19, wherein the predetermined operation state is a deceleration state. 前記前記冷却処理の実行中に、前記DPFの温度に基づいて実行中の冷却処理の継続が必要か否かを判断する継続要否判断手段と、
前記継続要否判断手段によって継続が不要と判断された場合には、実行中の冷却処理を終了する冷却処理終了手段と、を備えることを特徴とする請求項1〜20のいずれか1項に記載のDPFの過昇温防止装置。
Continuation necessity determination means for determining whether or not the continuation of the cooling process being executed is necessary based on the temperature of the DPF during the execution of the cooling process;
21. A cooling process ending unit for ending a cooling process being executed when the continuation necessity determining unit determines that continuation is unnecessary. The overheat prevention device of DPF of description.
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