JP5284228B2 - Exhaust purification device - Google Patents

Exhaust purification device Download PDF

Info

Publication number
JP5284228B2
JP5284228B2 JP2009206198A JP2009206198A JP5284228B2 JP 5284228 B2 JP5284228 B2 JP 5284228B2 JP 2009206198 A JP2009206198 A JP 2009206198A JP 2009206198 A JP2009206198 A JP 2009206198A JP 5284228 B2 JP5284228 B2 JP 5284228B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
flow rate
exhaust
idle
exhaust gas
limit value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2009206198A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2011058379A (en
Inventor
文浩 水掫
啓太 石崎
勝治 和田
寛 雨池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Priority to JP2009206198A priority Critical patent/JP5284228B2/en
Publication of JP2011058379A publication Critical patent/JP2011058379A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5284228B2 publication Critical patent/JP5284228B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine management systems

Landscapes

  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Description

本発明は、排気浄化装置に関する。より詳しくは、内燃機関の排気に含まれる粒子状物質(PM(Particulate Matter))を捕集する排気浄化フィルタを備えた排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust emission control device. More specifically, the present invention relates to an exhaust emission control device including an exhaust emission purification filter that collects particulate matter (PM) contained in exhaust gas of an internal combustion engine.

内燃機関の排気系にPMを捕集する排気浄化フィルタを設け、PMの排出量を低減する技術は広く用いられている。この排気浄化フィルタが捕集できるPMの量には限界があるため、排気浄化フィルタに堆積したPMを燃焼させるフィルタ再生運転が適宜実行される。このフィルタ再生運転では、例えば、排気工程中での燃料噴射(以下、「ポスト噴射」という)を実行する。このようなポスト噴射を実行すると、排気浄化フィルタの上流側に設けられた酸化触媒における酸化反応が促進されるため、排気浄化フィルタに流入する排気の温度が上昇し、堆積したPMが燃焼する。   A technique of providing an exhaust gas purification filter for collecting PM in an exhaust system of an internal combustion engine to reduce the PM emission amount is widely used. Since there is a limit to the amount of PM that can be collected by the exhaust purification filter, a filter regeneration operation for burning the PM accumulated on the exhaust purification filter is appropriately executed. In this filter regeneration operation, for example, fuel injection in the exhaust process (hereinafter referred to as “post injection”) is performed. When such post injection is executed, the oxidation reaction in the oxidation catalyst provided on the upstream side of the exhaust purification filter is promoted, so the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter rises and the accumulated PM burns.

しかしながら、PMが燃焼することで発生した熱により、排気浄化フィルタが溶損してしまう場合がある。このような排気浄化フィルタの溶損は、堆積したPMが燃焼することで発生する熱量に対し、排気を介して排気浄化フィルタから持ち去られる熱量が少ない場合に生じると考えられる。そこで従来、排気流量を増大させることにより、排気浄化フィルタからの放熱を促進し、排気浄化フィルタの溶損を防止する技術が提案されている。   However, the exhaust purification filter may be melted by heat generated by burning PM. Such a melting loss of the exhaust purification filter is considered to occur when the amount of heat taken away from the exhaust purification filter via the exhaust is smaller than the amount of heat generated by the accumulated PM burning. Therefore, conventionally, a technique has been proposed in which the exhaust gas flow rate is increased to promote heat dissipation from the exhaust gas purification filter and prevent the exhaust gas purification filter from being melted.

例えば特許文献1には、排気浄化フィルタの再生運転中に排気浄化フィルタの温度が所定値以上となった場合には、アイドル回転数を高くすることにより、排気流量が過度に減少しないようにする技術が示されている。   For example, in Patent Document 1, when the temperature of the exhaust purification filter becomes equal to or higher than a predetermined value during the regeneration operation of the exhaust purification filter, the exhaust flow rate is prevented from excessively decreasing by increasing the idle speed. Technology is shown.

また、例えば特許文献2には、内燃機関の運転状態に基づいて排気浄化フィルタに堆積したPMが急速燃焼する可能性があると判断した場合には、吸気スロットル弁を通常時よりも開き側に制御する技術が示されている。これにより、排気浄化フィルタを流通する排気の流量を増大させて、排気浄化フィルタからの放熱を促進することができる。   Further, for example, in Patent Document 2, when it is determined that there is a possibility that PM accumulated on the exhaust purification filter may rapidly burn based on the operating state of the internal combustion engine, the intake throttle valve is set to the opening side more than normal. The technology to control is shown. As a result, the flow rate of the exhaust gas flowing through the exhaust purification filter can be increased, and the heat radiation from the exhaust purification filter can be promoted.

特開昭60−206923号公報JP 60-206923 A 特開2007−211788号公報JP 2007-2111788 A

以上のように、排気流量の増加により排気浄化フィルタの溶損を防止する技術としては、アイドル回転数を上昇させることと、スロットル弁を開き側に制御することとの2つが知られている。これら2つの技術について、フィルタ再生運転中に内燃機関がアイドル運転状態となった状況を想定し、より詳細に検討する。   As described above, there are two known techniques for preventing the exhaust purification filter from being melted by increasing the exhaust flow rate: increasing the idle speed and controlling the throttle valve to the open side. These two techniques will be discussed in more detail assuming a situation where the internal combustion engine is in an idling operation state during the filter regeneration operation.

特許文献1の技術を適用した場合、アイドル回転数を高くすることで燃焼サイクルが速まるため、アイドル運転時における排気流量および排気温度ともに上昇するので、PMの燃焼と排気浄化フィルタからの放熱との両方を促進することができると考えられる。しかしながら、アイドル回転数を高くしすぎると、始動時における急発進や、大きな騒音の原因となるため、特許文献1の技術のようにアイドル回転数を高くするのみでは、商品性を損ねてしまうおそれがある。   When the technique of Patent Document 1 is applied, the combustion cycle is accelerated by increasing the idling speed, so that both the exhaust flow rate and the exhaust temperature during idling increase, so the PM combustion and the heat dissipation from the exhaust purification filter It is thought that both can be promoted. However, if the idling speed is increased too much, sudden start at the time of start-up and large noise may be caused. Therefore, increasing the idling speed as in the technique of Patent Document 1 may impair the merchantability. There is.

これに対して特許文献2の技術を適用した場合、スロットル弁を開き側に制御することで排気流量は増加するものの、上述のようにアイドル回転数を高くすることで対応した場合と比較して排気の温度が低くなる。このため、スロットル弁を開き側に制御した場合、PMの燃焼と排気浄化フィルタからの放熱との両方を促進するには、例えばポスト噴射量を多くすることにより排気の温度を高くする必要がある。しかしながら、ポスト噴射量を多くすると、オイルダイリューションによりオイル性能が低下したり、燃費が悪化したりするおそれがある。   On the other hand, when the technique of Patent Document 2 is applied, the exhaust flow rate is increased by controlling the throttle valve to the open side, but as compared with the case where the idling speed is increased as described above. The exhaust temperature is lowered. For this reason, when the throttle valve is controlled to open, in order to promote both PM combustion and heat release from the exhaust purification filter, for example, it is necessary to increase the temperature of the exhaust by increasing the post injection amount. . However, when the post-injection amount is increased, there is a risk that the oil performance may be reduced or the fuel efficiency may be deteriorated due to oil dilution.

本発明は、始動時における急発進、騒音、オイル性能の低下、あるいは燃費の悪化などの排気流量の増加に伴って発生する課題を抑制しながら排気浄化フィルタの溶損を防止することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。   The present invention provides an exhaust that can prevent the exhaust purification filter from being melted while suppressing problems that occur with an increase in the exhaust flow rate, such as sudden start-up at startup, noise, a decrease in oil performance, or a deterioration in fuel consumption. An object is to provide a purification device.

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関(例えば、後述のエンジン2)の排気系(例えば、後述の排気管4)に設けられ、排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタ(例えば、後述のDPF45)と、当該排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段(例えば、後述のECU7)と、当該排気浄化フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生運転を実行するフィルタ再生手段(例えば、後述のインジェクタ22、スロットル弁32、ECU7、および図2のステップS2の実行に係る手段)と、前記内燃機関のアイドル運転時における回転数であるアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御手段(例えば、後述のインジェクタ22、スロットル弁32、ECU7、および図2のステップS5の実行に係る手段)と、当該アイドル回転数制御手段とは別の手段であり、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を制御する排気流量制御手段(例えば、後述のスロットル弁32、ECU7、および図2のステップS7の実行に係る手段)と、を備える排気浄化装置(例えば、後述の排気浄化装置1)を提供する。前記排気浄化装置は、前記内燃機関がアイドル運転状態でありかつ前記フィルタ再生運転の実行中において、前記堆積量が所定の第1判定量(例えば、後述の第1判定量M1)よりも多い場合には、前記アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を通常アイドル運転時の回転数よりも高くし、前記堆積量が前記第1判定量より大きな所定の第2判定量(例えば、後述の第2判定量M2)よりも多い場合には、前記アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を前記通常アイドル運転時の回転数よりも高くすることに加えて、前記排気流量制御手段により前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する制御を行う。   In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification filter that is provided in an exhaust system (for example, an exhaust pipe 4 described later) of an internal combustion engine (for example, an engine 2 described later) and collects particulate matter contained in the exhaust gas. (For example, DPF 45 described later), accumulation amount estimation means (for example, ECU 7 described later) for estimating the accumulation amount of particulate matter in the exhaust purification filter, and particulate matter deposited on the exhaust purification filter is burned and removed. Filter regeneration means for executing the filter regeneration operation (for example, an injector 22, a throttle valve 32, an ECU 7, and a means for executing step S2 in FIG. 2), and an idle that is the number of revolutions during idle operation of the internal combustion engine Idle rotation speed control means for controlling the rotation speed (for example, an injector 22, a throttle valve 32, an ECU 7, which will be described later, and FIG. (Means relating to execution of step S5) and the idling engine speed control means are different means, and an exhaust flow rate control means for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter (for example, a throttle valve 32 described later, An exhaust purification device (for example, an exhaust purification device 1 to be described later) provided with an ECU 7 and means for executing step S7 in FIG. 2 is provided. In the exhaust purification apparatus, when the internal combustion engine is in an idling operation state and the filter regeneration operation is being performed, the accumulation amount is larger than a predetermined first determination amount (for example, a first determination amount M1 described later). The idle rotation speed control means makes the idle rotation speed higher than the rotation speed during normal idle operation, and the accumulation amount is a predetermined second determination amount (for example, a second determination amount described later) larger than the first determination amount. If it is larger than the judgment amount M2), the idle speed control means makes the idle speed higher than the speed during the normal idle operation, and the exhaust flow rate control means causes the exhaust purification filter to Control to increase the flow rate of inflowing exhaust gas.

本発明によれば、排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する。そして、内燃機関がアイドル運転状態でありかつフィルタ再生運転の実行中において、堆積量が第1判定量よりも多い場合には、アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を通常アイドル運転時の回転数よりも高くし、排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する。また、堆積量がこの第1判定量よりさらに大きな第2判定量よりも多い場合には、アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を高くすることに加えて、排気流量制御手段により排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する制御を行い、排気浄化フィルタに流入する排気の流量をさらに増加する。これにより、排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量に応じて排気浄化フィルタに流入する排気の流量を適切にし、この排気浄化フィルタの溶損を防止することができる。
このように、堆積量が第2判定量よりも多くなるまでは、アイドル回転数制御手段によるアイドル回転数の上昇のみで排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加するので、上述のように排気の温度を高く保つためにポスト噴射量を多くする必要も無いことから、オイルダイリューションの発生や燃費の悪化を抑制することができる。また、堆積量が第2判定量よりも多くなってからは、アイドル回転数制御手段によるアイドル回転数の上昇に加えて、排気流量制御手段により排気の流量を増加することでアイドル回転数を過度に高くすることなく排気浄化フィルタを保護できるので、上述のように商品性を損ねることもない。
以上のように、アイドル回転数制御手段によるアイドル回転数の制御を優先しつつ、必要に応じて排気流量制御手段による排気の流量の制御を併用することにより、始動時における急発進、騒音、オイル性能の低下、あるいは燃費の悪化などの排気流量の増加に伴って発生する課題を抑制しながら排気浄化フィルタの溶損を防止することができる。
According to the present invention, the amount of particulate matter deposited on the exhaust purification filter is estimated. Then, when the internal combustion engine is in the idling operation state and the filter regeneration operation is being performed and the accumulation amount is larger than the first determination amount, the idling engine speed control means sets the idling engine speed to the engine speed during normal idling operation. And increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter. Further, when the accumulation amount is larger than the second determination amount that is larger than the first determination amount, in addition to increasing the idle rotation speed by the idle rotation speed control means, the exhaust flow rate control means causes the exhaust purification filter to Control is performed to increase the flow rate of the inflowing exhaust gas, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter is further increased. As a result, the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter can be made appropriate in accordance with the amount of particulate matter accumulated in the exhaust gas purification filter, and the exhaust gas purification filter can be prevented from being melted.
Thus, until the accumulation amount becomes larger than the second determination amount, the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter is increased only by the increase of the idle rotation speed by the idle rotation speed control means. Since it is not necessary to increase the post-injection amount in order to keep the temperature at a high level, the occurrence of oil dilution and the deterioration of fuel consumption can be suppressed. Further, after the accumulation amount becomes larger than the second determination amount, in addition to the increase in the idle rotation speed by the idle rotation speed control means, the exhaust flow rate control means increases the exhaust flow rate so that the idle rotation speed becomes excessive. Since the exhaust purification filter can be protected without increasing the height, the merchantability is not impaired as described above.
As described above, priority is given to the control of the idle speed by the idle speed control means, and the exhaust flow rate control by the exhaust flow rate control means is used together as necessary, so that sudden start, noise, oil at the start It is possible to prevent the exhaust purification filter from being melted while suppressing problems that occur with an increase in the exhaust flow rate, such as a decrease in performance or a deterioration in fuel consumption.

この場合、前記内燃機関がアイドル運転状態でありかつ前記フィルタ再生運転の実行中において、前記堆積量が前記第2判定量よりも多い場合には、前記アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を所定の上限値に制御することが好ましい。   In this case, when the internal combustion engine is in the idling operation state and the accumulation amount is larger than the second determination amount during the execution of the filter regeneration operation, the idling engine speed control means sets the idling engine speed to a predetermined value. It is preferable to control to the upper limit value.

上述のように、フィルタ再生運転の実行中に、アイドル回転数の上昇以外の手段により排気の流量を増加させた場合、排気の温度を高く保つためにポスト噴射量を多くする必要が生じる場合があるため、オイルダイリューションが発生したり燃費が悪化したりするおそれがある。本発明によれば、堆積量が第2判定量よりも多い場合には、アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を上限値に制御する。すなわち、アイドル回転数を可能な限り上昇させることにより、排気流量制御手段により排気の流量を増加させる分を少なくできるので、オイルダイリューションの発生や燃費の悪化を抑制することができる。   As described above, when the exhaust gas flow rate is increased by means other than an increase in the idle speed during the filter regeneration operation, it may be necessary to increase the post injection amount in order to keep the exhaust gas temperature high. Therefore, there is a risk that oil dilution may occur or fuel consumption may deteriorate. According to the present invention, when the accumulation amount is larger than the second determination amount, the idle rotation speed control means controls the idle rotation speed to the upper limit value. That is, by increasing the idle speed as much as possible, the amount of increase in the exhaust gas flow rate by the exhaust gas flow rate control means can be reduced, so that the occurrence of oil dilution and the deterioration of fuel consumption can be suppressed.

上記目的を達成するため本発明は、内燃機関(例えば、後述のエンジン2)の排気系(例えば、後述の排気管4)に設けられ、排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタ(例えば、後述のDPF45)と、当該排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段(例えば、後述のECU7)と、当該排気浄化フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生運転を実行するフィルタ再生手段(例えば、後述のインジェクタ22、スロットル弁32、ECU7、および図7のステップS12の実行に係る手段)と、前記内燃機関のアイドル運転時における回転数であるアイドル回転数を制御するアイドル回転数制御手段(例えば、後述のインジェクタ22、スロットル弁32、ECU7、および図7のステップS16の実行に係る手段)と、当該アイドル回転数制御手段とは別の手段であり、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を制御する排気流量制御手段(例えば、後述のスロットル弁32、ECU7、および図7のステップS19の実行に係る手段)と、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を検出又は推定する排気流量検出手段(例えば、後述のECU7)と、を備える排気浄化装置(例えば、後述の排気浄化装置1)を提供する。前記排気浄化装置は、前記フィルタ再生運転を実行している間における排気浄化フィルタが過昇温に至らない排気の流量に対する流量下限値(例えば、後述の流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT)を、前記堆積量に基づいて算出する流量下限値算出手段(例えば、後述のECU7、および図7のステップS14の実行に係る手段)をさらに備える。前記排気浄化装置は、前記内燃機関がアイドル運転状態でありかつ前記フィルタ再生運転の実行中において、前記排気の流量の検出値又は推定値が前記流量下限値より小さい場合には、前記アイドル回転数制御手段により前記検出値又は推定値が前記流量下限値以上となるように、前記アイドル回転数を所定の上限値へ向けて増加する制御を行い、当該アイドル回転数が前記上限値に達しても前記検出値又は推定値が前記流量下限値よりも小さい場合には、前記排気流量制御手段により前記検出値又は推定値が前記流量下限値以上となるように、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する制御を行う。   In order to achieve the above object, the present invention provides an exhaust purification filter that is provided in an exhaust system (for example, an exhaust pipe 4 described later) of an internal combustion engine (for example, an engine 2 described later) and collects particulate matter contained in the exhaust gas. (For example, DPF 45 described later), accumulation amount estimation means (for example, ECU 7 described later) for estimating the accumulation amount of particulate matter in the exhaust purification filter, and particulate matter deposited on the exhaust purification filter is burned and removed. Filter regeneration means for executing the filter regeneration operation (for example, an injector 22, a throttle valve 32, an ECU 7, and a means for executing step S12 in FIG. 7), and an idling speed that is the number of revolutions during idle operation of the internal combustion engine Idle rotation speed control means for controlling the rotation speed (for example, an injector 22, a throttle valve 32, an ECU 7 described later, and a diagram) (Means related to execution of step S16) and the idling engine speed control means are different means, and an exhaust flow rate control means (for example, a throttle valve 32 described later) for controlling the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter. , ECU 7 and means relating to execution of step S19 in FIG. 7) and exhaust gas flow detection means (for example, ECU 7 described later) for detecting or estimating the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter. (For example, an exhaust purification device 1 described later) is provided. The exhaust gas purification device obtains a flow rate lower limit value (for example, an inflow exhaust gas flow rate target lower limit value QEIN_TRGT, which will be described later) with respect to an exhaust flow rate at which the exhaust gas purification filter does not reach an excessive temperature while the filter regeneration operation is being performed. Flow rate lower limit value calculation means (for example, ECU 7 to be described later, and means related to execution of step S14 in FIG. 7) for calculating based on the accumulation amount is further provided. The exhaust emission control device is configured such that when the internal combustion engine is in an idle operation state and the detected value or estimated value of the exhaust gas flow rate is smaller than the lower flow rate lower limit value while the filter regeneration operation is being executed, Control is performed to increase the idle speed toward a predetermined upper limit value so that the detected value or the estimated value is equal to or higher than the lower limit value by the control means, and even if the idle speed reaches the upper limit value. When the detected value or the estimated value is smaller than the flow rate lower limit value, the exhaust gas flow control means controls the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter so that the detected value or the estimated value is equal to or higher than the flow rate lower limit value. Control to increase the flow rate.

本発明によれば、フィルタ再生運転を実行している間における排気浄化フィルタが過昇温に至らない排気の流量に対する流量下限値を粒子状物質の堆積量に基づいて算出する。そして、内燃機関がアイドル運転状態でありかつフィルタ再生運転の実行中において、排気の流量の検出値又は推定値が流量下限値よりも小さい場合、すなわち排気浄化フィルタが過昇温に至ると判断される場合には、上記検出値又は推定値が流量下限値以上となるように、アイドル回転数制御手段によりアイドル回転数を所定の上限値に向けて増加する制御を行う。これにより、排気浄化フィルタに流入する排気の流量を適切にし、この排気浄化フィルタの溶損を防止することができる。またこの場合、アイドル回転数制御手段とは別の排気流量制御手段により排気の流量を増加する制御を行う必要も無いので、上述のように、排気の温度を高く保つためにポスト噴射量を多くする必要もない。このため、オイルダイリューションの発生や燃費の悪化を抑制することができる。
また、アイドル回転数が上限値に達しても上記検出値又は推定値が流量下限値よりも小さい場合には、上記検出値又は推定値が流量下限値以上となるように、排気流量制御手段により排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する制御を行う。これにより、排気浄化フィルタに流入する排気の流量を適切にし、この排気浄化フィルタの溶損を防止することができる。ここで、アイドル回転数の制御に加えて排気流量制御手段により排気の流量を制御することにより、アイドル回転数を過度に高くすることなく排気浄化フィルタを保護できるので、上述のように商品性を損ねることもない。
以上のように、アイドル回転数制御手段によるアイドル回転数の制御を優先しつつ、アイドル回転数を上限値まで上昇させても排気浄化フィルタが過昇温に至ると判断されたときのみ排気流量制御手段で排気の流量を制御することにより、始動時における急発進、騒音、オイル性能の低下、あるいは燃費の悪化などの排気流量の増加に伴って発生する課題を抑制しながら排気浄化フィルタの溶損を防止することができる。
また、上記検出値又は推定値が流量下限値以上となるようにアイドル回転数制御手段および排気流量制御手段により排気の流量を制御することにより、排気浄化フィルタの溶損をより確実に防止することができる。
According to the present invention, the flow rate lower limit value for the exhaust gas flow rate at which the exhaust purification filter does not reach an excessive temperature rise during the filter regeneration operation is calculated based on the accumulation amount of the particulate matter. Then, when the internal combustion engine is in the idling operation state and the filter regeneration operation is being performed, it is determined that the detected value or the estimated value of the exhaust flow rate is smaller than the lower limit value of the flow rate, that is, the exhaust purification filter reaches an excessive temperature rise. In this case, the idle rotation speed control means performs control to increase the idle rotation speed toward a predetermined upper limit value so that the detected value or the estimated value is equal to or higher than the flow rate lower limit value. Thereby, the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter can be made appropriate, and the exhaust purification filter can be prevented from being melted. Further, in this case, there is no need to perform control for increasing the exhaust flow rate by means of an exhaust flow rate control means different from the idle speed control means, so as described above, the post injection amount is increased in order to keep the exhaust temperature high. There is no need to do. For this reason, generation | occurrence | production of oil dilution and deterioration of a fuel consumption can be suppressed.
Further, if the detected value or estimated value is smaller than the lower limit of flow rate even when the idle speed reaches the upper limit value, the exhaust flow control means controls the detected value or estimated value to be equal to or higher than the lower limit of flow rate. Control is performed to increase the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter. Thereby, the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust purification filter can be made appropriate, and the exhaust purification filter can be prevented from being melted. Here, by controlling the exhaust flow rate by the exhaust flow rate control means in addition to the control of the idle rotational speed, the exhaust purification filter can be protected without excessively increasing the idle rotational speed. There is no loss.
As described above, priority is given to the control of the idling engine speed by the idling engine speed control means, and the exhaust gas flow rate control is performed only when it is determined that the exhaust purification filter reaches the excessive temperature even if the idling engine speed is increased to the upper limit value. By controlling the exhaust flow rate by means, it is possible to prevent the exhaust purification filter from being melted while suppressing problems that occur due to an increase in the exhaust flow rate, such as sudden start-up, noise, deterioration of oil performance, or deterioration of fuel consumption. Can be prevented.
Further, by controlling the flow rate of the exhaust gas by the idle speed control means and the exhaust flow rate control means so that the detected value or the estimated value is not less than the lower limit value of the flow rate, the exhaust purification filter can be more reliably prevented from being melted. Can do.

本発明の第1実施形態に係る排気浄化装置、およびこれを適用したエンジンの構成を示す模式図である。1 is a schematic diagram illustrating an exhaust emission control device according to a first embodiment of the present invention and a configuration of an engine to which the exhaust purification device is applied. FIG. 上記実施形態に係るDPF再生制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the DPF regeneration control process which concerns on the said embodiment. DPF再生運転実行中のDPFにおけるPM堆積量とDPFの最高温度との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between PM accumulation amount in DPF during DPF regeneration operation execution, and the maximum temperature of DPF. 再生時アイドル回転数とPM堆積量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the idle rotation speed at the time of reproduction | regeneration, and PM deposition amount. 再生時スロットル開度とPM堆積量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the throttle opening at the time of reproduction | regeneration, and PM accumulation amount. 本発明の第2実施形態に係るDPF再生制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the DPF regeneration control process which concerns on 2nd Embodiment of this invention. 上記実施形態に係るDPF再生制御処理の手順を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the procedure of the DPF regeneration control process which concerns on the said embodiment. 流入排気流量目標下限値とPM堆積量との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between inflow exhaust gas flow target lower limit and PM deposition amount.

以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、第2実施形態以後の説明において、第1実施形態と共通する構成については説明を省略する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the description after the second embodiment, the description of the configuration common to the first embodiment is omitted.

[第1実施形態]
図1は、第1実施形態に係る排気浄化装置1、およびこれを適用した内燃機関(以下「エンジン」という)2の構成を示す模式図である。エンジン2は、各気筒21の燃焼室内に燃料を直接噴射するディーゼルエンジンである。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an exhaust purification device 1 according to a first embodiment and an internal combustion engine (hereinafter referred to as “engine”) 2 to which the exhaust purification device 1 is applied. The engine 2 is a diesel engine that directly injects fuel into the combustion chamber of each cylinder 21.

エンジン2に燃料を供給する燃料供給系は、燃料タンク23に貯留された燃料を加圧する燃料ポンプ24と、この燃料ポンプ24により加圧された燃料をエンジン2の気筒21ごとに設けられたインジェクタ22に供給するコモンレール25と、を含んで構成される。   A fuel supply system that supplies fuel to the engine 2 includes a fuel pump 24 that pressurizes the fuel stored in the fuel tank 23, and an injector that is provided for each cylinder 21 of the engine 2 with the fuel pressurized by the fuel pump 24. And a common rail 25 to be supplied to 22.

インジェクタ22からの燃料噴射量QINJは、後述する電子制御ユニット(以下、「ECU」という)7によって設定される。また、このインジェクタ22の開弁時間は、設定された燃料噴射量QINJが得られるように、ECU7からの駆動信号により制御される。   The fuel injection amount QINJ from the injector 22 is set by an electronic control unit (hereinafter referred to as “ECU”) 7 described later. Further, the valve opening time of the injector 22 is controlled by a drive signal from the ECU 7 so as to obtain the set fuel injection amount QINJ.

エンジン2には、吸気が流通する吸気管3と、排気が流通する排気管4と、排気管4内の排気の一部を吸気管3に還流するEGR通路5と、吸気管3に吸気を圧送する過給機6とが設けられている。   The engine 2 includes an intake pipe 3 through which intake air flows, an exhaust pipe 4 through which exhaust flows, an EGR passage 5 that recirculates part of the exhaust gas in the exhaust pipe 4 to the intake pipe 3, and intake air into the intake pipe 3. A supercharger 6 for pumping is provided.

吸気管3は、吸気マニホールド31の複数の分岐部を介してエンジン2の各気筒21の吸気ポートに接続されている。排気管4は、排気マニホールド41の複数の分岐部を介してエンジン2の各気筒21の排気ポートに接続されている。EGR通路5は、排気マニホールド41から分岐し吸気マニホールド31に至る。   The intake pipe 3 is connected to the intake port of each cylinder 21 of the engine 2 through a plurality of branch portions of the intake manifold 31. The exhaust pipe 4 is connected to the exhaust port of each cylinder 21 of the engine 2 through a plurality of branch portions of the exhaust manifold 41. The EGR passage 5 branches from the exhaust manifold 41 and reaches the intake manifold 31.

過給機6は、排気管4に設けられた図示しないタービンと、吸気管3に設けられた図示しないコンプレッサと、を備える。タービンは、排気管4を流通する排気の運動エネルギにより駆動される。コンプレッサは、タービンにより回転駆動され、吸気を加圧し吸気管3内へ圧送する。また、タービンは、図示しない複数の可変ベーンを備えており、可変ベーンの開度を変化させることにより、タービン回転数(回転速度)を変更できるように構成されている。タービンのベーン開度は、ECU7により電磁的に制御される。   The supercharger 6 includes a turbine (not shown) provided in the exhaust pipe 4 and a compressor (not shown) provided in the intake pipe 3. The turbine is driven by the kinetic energy of the exhaust flowing through the exhaust pipe 4. The compressor is rotationally driven by the turbine, pressurizes the intake air, and pumps it into the intake pipe 3. The turbine includes a plurality of variable vanes (not shown), and is configured to change the turbine rotation speed (rotational speed) by changing the opening of the variable vanes. The vane opening of the turbine is electromagnetically controlled by the ECU 7.

吸気管3のうち過給機6の上流側には、エンジン2に吸入される新気の流量(以下、「吸入空気量」という)を制御するスロットル弁32が設けられている。このスロットル弁32は、アクチュエータを介してECU7に接続されており、その開度はECU7により電磁的に制御される。また、吸気管3のうち過給機6の下流側には、過給機6により加圧された吸気を冷却するためのインタークーラ33が設けられている。   A throttle valve 32 for controlling the flow rate of fresh air sucked into the engine 2 (hereinafter referred to as “intake air amount”) is provided on the upstream side of the supercharger 6 in the intake pipe 3. The throttle valve 32 is connected to the ECU 7 via an actuator, and the opening degree thereof is electromagnetically controlled by the ECU 7. Further, an intercooler 33 for cooling the intake air pressurized by the supercharger 6 is provided on the downstream side of the supercharger 6 in the intake pipe 3.

EGR通路5は、排気マニホールド41と吸気マニホールド31とを接続し、エンジン2から排出された排気の一部をエンジン2の吸気に還流する。なお、以下では、このEGR通路5を介して吸気に還流されるガスをEGRガスという。EGR通路5には、EGRガスを冷却するEGRクーラ51と、EGRガスの流量を制御するEGR弁52と、が設けられている。このEGR弁52は、アクチュエータを介してECU7に接続されており、その弁開度はECU7により電磁的に制御される。   The EGR passage 5 connects the exhaust manifold 41 and the intake manifold 31, and returns a part of the exhaust discharged from the engine 2 to the intake air of the engine 2. Hereinafter, the gas recirculated to the intake air through the EGR passage 5 is referred to as EGR gas. The EGR passage 5 is provided with an EGR cooler 51 that cools the EGR gas and an EGR valve 52 that controls the flow rate of the EGR gas. The EGR valve 52 is connected to the ECU 7 via an actuator, and the valve opening degree is electromagnetically controlled by the ECU 7.

排気管4のうち過給機6の下流側には、排気を浄化する触媒コンバータ43および排気浄化フィルタとしてのディーゼルパティキュレートフィルタ(以下、「DPF(Diesel Particulacte Filter)」という)45が、上流側からこの順で設けられている。   A catalytic converter 43 for purifying exhaust gas and a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF (Diesel Particulate Filter)”) 45 as an exhaust purification filter are disposed on the downstream side of the supercharger 6 in the exhaust pipe 4. It is provided in this order.

触媒コンバータ43は、例えば、酸化触媒を内蔵し、この触媒と排気との反応により排気を浄化するとともに、排気と触媒の反応により発生する熱で排気を昇温する。より具体的には、触媒コンバータ43には、例えば、触媒として作用する白金(Pt)をアルミナ(Al)担体に担持させたものに、HCの吸着作用に優れたゼオライトや、HCの水蒸気改質作用に優れたロジウム(Rh)を加えたものが用いられる。 The catalytic converter 43 includes, for example, an oxidation catalyst, purifies the exhaust gas by a reaction between the catalyst and the exhaust gas, and raises the temperature of the exhaust gas with heat generated by the reaction between the exhaust gas and the catalyst. More specifically, in the catalytic converter 43, for example, platinum (Pt) acting as a catalyst is supported on an alumina (Al 2 O 3 ) carrier, zeolite having excellent HC adsorption action, HC What added rhodium (Rh) excellent in the steam reforming action is used.

DPF45は、排気がフィルタ壁の微細な孔を通過する際、排気中の炭素を主成分とするPMを、フィルタ壁の表面およびフィルタ壁中の孔に堆積させることによって捕集する。フィルタ壁の構成材料としては、例えば、チタン酸アルミニウムやコージェライトなどを材料とした多孔質体が使用される。   When the exhaust gas passes through fine holes in the filter wall, the DPF 45 collects PM mainly composed of carbon in the exhaust gas by depositing it on the surface of the filter wall and the holes in the filter wall. As a constituent material of the filter wall, for example, a porous body made of aluminum titanate or cordierite is used.

DPF45の捕集能力の限界、すなわち堆積限界までPMを捕集すると、圧損が大きくなるので、DPF45に堆積したPMを燃焼し、DPF45を再生するDPF再生運転を適宜実行する必要がある。このDPF再生処理は、例えば、ポスト噴射を実行し、触媒コンバータ43における酸化反応を促進することでDPF45に流入する排気を昇温し、PMを燃焼させることで行われる。このDPF再生運転を実行する手順については、後に図2を参照して詳述する。   When PM is collected to the limit of the collection capability of the DPF 45, that is, the accumulation limit, the pressure loss increases. Therefore, it is necessary to appropriately execute the DPF regeneration operation for burning the PM accumulated on the DPF 45 and regenerating the DPF 45. This DPF regeneration process is performed, for example, by performing post injection, increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 45 by promoting the oxidation reaction in the catalytic converter 43, and burning PM. The procedure for executing this DPF regeneration operation will be described in detail later with reference to FIG.

ECU7には、排気温度センサ82、およびエアフローセンサ83が接続されている。排気温度センサ82は、排気管4のうちDPF45の下流側の排気の温度TEを検出し、検出値に略比例した信号をECU7に送信する。エアフローセンサ83は、エンジン2の吸入空気量QAIRを検出し、検出値に略比例した信号をECU7に送信する。   An exhaust temperature sensor 82 and an air flow sensor 83 are connected to the ECU 7. The exhaust temperature sensor 82 detects the temperature TE of the exhaust gas downstream of the DPF 45 in the exhaust pipe 4 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 7. The air flow sensor 83 detects the intake air amount QAIR of the engine 2 and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 7.

この他、ECU7には、クランク角センサ84、アクセル開度センサ85、およびイグニッションスイッチ86が接続されている。クランク角センサ84は、エンジン2のクランクシャフトの回転に伴い、パルス信号であるCRK信号をECU7に送信する。このCRK信号は、所定のクランク角(例えば30°)ごとに送信される。アクセル開度センサ85は、図示しないアクセルペダルの踏み込み量(以下、「アクセル開度」という)APを検出し、検出値に略比例した信号をECU7に送信する。イグニッションスイッチ86は、図示しない車両の運転席に設けられ、車両の起動又は停止を指令する信号をECU7に送信する。   In addition, a crank angle sensor 84, an accelerator opening sensor 85, and an ignition switch 86 are connected to the ECU 7. The crank angle sensor 84 transmits a CRK signal, which is a pulse signal, to the ECU 7 as the crankshaft of the engine 2 rotates. The CRK signal is transmitted every predetermined crank angle (for example, 30 °). The accelerator opening sensor 85 detects a depression amount (hereinafter referred to as “accelerator opening”) AP of an accelerator pedal (not shown), and transmits a signal substantially proportional to the detected value to the ECU 7. The ignition switch 86 is provided in a driver's seat of a vehicle (not shown), and transmits a signal for instructing start or stop of the vehicle to the ECU 7.

ここで、エンジン2の回転数(以下、「エンジン回転数」という)NEは、クランク角センサ84から送信されたCRK信号に基づいて、ECU7により算出される。上述のインジェクタ22からの燃料噴射量QINJは、エンジン回転数NEおよびアクセル開度APに応じ、所定のマップ(図示せず)を検索することによって、ECU7により算出される。また、エンジン2から排出され、DPF45に流入する排気の流量の推定値(以下、単に「流入排気流量」という)QEINは、吸入空気量QAIR、燃料噴射量QINJ、およびエンジン回転数NEに基づいて、ECU7により算出される。   Here, the rotational speed NE (hereinafter referred to as “engine rotational speed”) NE of the engine 2 is calculated by the ECU 7 based on the CRK signal transmitted from the crank angle sensor 84. The fuel injection amount QINJ from the injector 22 described above is calculated by the ECU 7 by searching a predetermined map (not shown) according to the engine speed NE and the accelerator pedal opening AP. Further, the estimated value (hereinafter simply referred to as “inflow exhaust flow rate”) QEIN of the exhaust gas discharged from the engine 2 and flowing into the DPF 45 is based on the intake air amount QAIR, the fuel injection amount QINJ, and the engine speed NE. , Calculated by the ECU 7.

ECU7は、各種センサからの入力信号波形を整形し、電圧レベルを所定のレベルに修正し、アナログ信号値をデジタル信号値に変換するなどの機能を有する入力回路と、中央演算処理ユニット(以下「CPU」という)とを備える。この他、ECU7は、CPUで実行される各種演算プログラムおよび演算結果などを記憶する記憶回路と、インジェクタ22やスロットル弁32などに制御信号を出力する出力回路と、を備える。以上のようなハードウェア構成により、ECU7には、以下に示すDPF再生制御処理(図2参照)を実行するモジュールが構成される。   The ECU 7 shapes input signal waveforms from various sensors, corrects a voltage level to a predetermined level, converts an analog signal value into a digital signal value, and a central processing unit (hereinafter referred to as “a processing unit”). CPU ”). In addition, the ECU 7 includes a storage circuit that stores various calculation programs executed by the CPU, calculation results, and the like, and an output circuit that outputs control signals to the injector 22, the throttle valve 32, and the like. With the hardware configuration as described above, the ECU 7 includes a module that executes the following DPF regeneration control process (see FIG. 2).

図2〜図6を参照して、本実施形態のDPF再生制御処理について説明する。
図2は、DPFに堆積したPMを燃焼除去し、DPFを再生するDPF再生制御処理の手順を示すフローチャートである。
図3は、DPF再生運転実行中のDPFにおけるPM堆積量とDPFの最高温度との関係を示す図である。図3には、上記PM堆積量とDPF最高温度との関係を、異なる流入排気流量Q1,Q2,Q3ごとに示す。ここで、DPFの最高温度とは、DPFのうち最も温度が高い部分の温度をいう。
The DPF regeneration control process according to this embodiment will be described with reference to FIGS.
FIG. 2 is a flowchart showing a procedure of a DPF regeneration control process in which PM deposited on the DPF is burned and removed to regenerate the DPF.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between the PM accumulation amount in the DPF during execution of the DPF regeneration operation and the maximum temperature of the DPF. FIG. 3 shows the relationship between the PM accumulation amount and the maximum DPF temperature for different inflow exhaust flow rates Q1, Q2, and Q3. Here, the maximum temperature of the DPF refers to the temperature of the highest temperature portion of the DPF.

図3においてQ1は、通常アイドル運転時における流入排気流量、すなわちエンジンを所定の通常アイドル回転数でアイドル運転したときにおける流入排気流量を示す。
Q2は、アイドル回転数を上記通常アイドル回転数よりも高くしてアイドル運転したときにおける流入排気流量を示し、上記Q1よりも大きくなっている。
Q3は、アイドル回転数を上記通常アイドル回転数よりも高くしてアイドル運転するとともに、スロットル弁の開度を全開にしたときにおける流入排気流量を示し、上記Q2よりも大きくなっている。
In FIG. 3, Q1 indicates the inflow exhaust flow rate during normal idling operation, that is, the inflow exhaust flow rate when the engine is idling at a predetermined normal idling speed.
Q2 indicates the inflow exhaust gas flow rate when the idling operation is performed with the idling speed higher than the normal idling speed, and is larger than Q1.
Q3 indicates the inflow exhaust flow rate when the idling speed is set higher than the normal idling speed and the throttle valve is fully opened, and is larger than Q2.

図3に示すように、一定の流入排気流量の下でPM堆積量を多くすると、DPF最高温度は高くなる。これは、PM堆積量が多くなるとPMが燃焼したときに発生する熱量が増えるためである。また、一定のPM堆積量の下で流入排気流量を大きくすると、DPF最高温度は低くなる。これは、流入排気流量を大きくするとDPFからの放熱が促進されるためである。   As shown in FIG. 3, when the PM accumulation amount is increased under a constant inflow exhaust flow rate, the DPF maximum temperature increases. This is because the amount of heat generated when PM burns increases as the amount of accumulated PM increases. Further, when the inflow exhaust gas flow rate is increased under a certain amount of accumulated PM, the DPF maximum temperature is lowered. This is because increasing the inflow exhaust flow rate promotes heat dissipation from the DPF.

一方、図3において破線で示すように、DPFには使用する材料に応じて限界温度が存在する。このため、DPF再生運転を実行している間は、DPFが過昇温となりこの限界温度を超えないようにする必要がある。そこで、本実施形態のDPF再生制御処理では、DPF再生運転の実行に併せて、DPFの状態に応じて流入排気流量を適切に制御することにより、DPFが限界温度を上回らないようにする。以下では、このような概念に基づく本実施形態のDPF再生制御処理の具体的な手順について、図2を参照して説明する。   On the other hand, as shown by a broken line in FIG. 3, the DPF has a limit temperature depending on the material used. For this reason, while the DPF regeneration operation is being executed, it is necessary to prevent the DPF from exceeding the limit temperature due to excessive temperature rise. Therefore, in the DPF regeneration control process of the present embodiment, the DPF regeneration operation is appropriately controlled in accordance with the state of the DPF together with the execution of the DPF regeneration operation so that the DPF does not exceed the limit temperature. Hereinafter, a specific procedure of the DPF regeneration control process of the present embodiment based on such a concept will be described with reference to FIG.

図2に示すように、このDPF再生制御処理では、DPF昇温制御(ステップS2)の実行に併せて、アイドルアップ制御(ステップS5)と排気流量増量制御(ステップS7)とを必要に応じて実行することにより、DPFの流入排気流量を増加し過昇温を防止する。このDPF再生制御処理は、エンジンを始動してから所定の制御周期ごとに繰り返し実行される。   As shown in FIG. 2, in this DPF regeneration control process, idle up control (step S5) and exhaust flow rate increase control (step S7) are performed as necessary in conjunction with the execution of DPF temperature increase control (step S2). By executing this, the inflow exhaust flow rate of the DPF is increased to prevent overheating. This DPF regeneration control process is repeatedly executed every predetermined control period after the engine is started.

ステップS1では、DPF再生運転フラグFDPFREGが「1」であるか否かを判別する。このDPF再生運転フラグFDPFREGは、DPF再生運転中であること、すなわち、DPF昇温制御(後述のステップS2参照)の実行を指令している期間であることを示すフラグであり、図示しない処理により逐次更新される。ステップS1の判別がYESであり、DPF再生運転の実行中である場合には、ステップS2に移る。ステップS1の判別がNOである場合には、この処理を直ちに終了する。   In step S1, it is determined whether or not a DPF regeneration operation flag FDPFREG is “1”. The DPF regeneration operation flag FDPFREG is a flag indicating that the DPF regeneration operation is being performed, that is, a period in which execution of DPF temperature increase control (see step S2 described later) is instructed. Updated sequentially. If the determination in step S1 is YES and the DPF regeneration operation is being executed, the process proceeds to step S2. If the determination in step S1 is NO, this process is immediately terminated.

DPF再生運転フラグFDPFREGを更新する処理では、DPFにおけるPM堆積量の推定値(以下、単に「PM堆積量」という)QPMを適宜算出しており、このPM堆積量QPMが所定の開始判定量REGSTARTを超えた場合には、DPF再生運転を開始するべくDPF再生運転フラグFDPFREGに「1」をセットする。そして、PM堆積量QPMが所定の終了判定量REGENDを下回った場合には、DPF再生運転を終了するべくDPF再生運転フラグFDPFREGを「0」にリセットする。   In the process of updating the DPF regeneration operation flag FDPFREG, an estimated value (hereinafter simply referred to as “PM accumulation amount”) QPM of the DPF in the DPF is appropriately calculated, and this PM accumulation amount QPM is a predetermined start determination amount REGSTART. Is exceeded, the DPF regeneration operation flag FDPFREG is set to “1” to start the DPF regeneration operation. When the PM accumulation amount QPM falls below the predetermined end determination amount REGEND, the DPF regeneration operation flag FDPFREG is reset to “0” to end the DPF regeneration operation.

DPF再生運転を行っていない間におけるPM堆積量QPMは、前回の制御サイクル時におけるPM堆積量の値に、今回の制御サイクル時にDPFに新たに捕集されたPM量ΔPMを加算することにより算出される。今回制御時においてエンジンから排出されDPFに捕集されたPM量ΔPMは、例えば、燃料噴射量QINJおよびエンジン回転数NEに基づいて算出された基本値に、エンジンの冷却水温度や吸入空気量QAIRなどに基づいて算出された補正項を加算することで算出される。
一方、DPF再生運転を行っている間におけるPM堆積量QPMは、前回の制御サイクル時におけるPM堆積量の値から、今回の制御サイクル時にDPFで燃焼除去されたPM量ΔPMを減算することにより算出される。今回制御時において燃焼除去されたPM量ΔPMは、例えば、流入排気流量QEINおよび排気温度TEに基づいて算出される。
The PM accumulation amount QPM while the DPF regeneration operation is not performed is calculated by adding the PM amount ΔPM newly collected in the DPF during the current control cycle to the value of the PM accumulation amount during the previous control cycle. Is done. The PM amount ΔPM discharged from the engine and collected in the DPF at the time of the control at this time is, for example, a basic value calculated based on the fuel injection amount QINJ and the engine speed NE, and the engine coolant temperature and the intake air amount QAIR. It is calculated by adding a correction term calculated based on the above.
On the other hand, the PM accumulation amount QPM during the DPF regeneration operation is calculated by subtracting the PM amount ΔPM burned and removed by the DPF during the current control cycle from the value of the PM accumulation amount during the previous control cycle. Is done. The PM amount ΔPM burned and removed during the control this time is calculated based on, for example, the inflow exhaust gas flow rate QEIN and the exhaust gas temperature TE.

ステップS2では、DPF昇温制御を実行し、ステップS3に移る。より具体的には、このDPF昇温制御では、例えば、スロットル弁の開度を所定の開度にし、吸入空気量を絞るとともに、ポスト噴射を実行して触媒コンバータでの酸化反応を促進することにより、DPFに流入する排気の温度を上昇させる。これにより、DPFに堆積したPMが燃焼除去される。   In step S2, DPF temperature increase control is executed, and the process proceeds to step S3. More specifically, in this DPF temperature increase control, for example, the throttle valve opening is set to a predetermined opening, the intake air amount is reduced, and post-injection is executed to promote the oxidation reaction in the catalytic converter. As a result, the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF is raised. Thereby, PM deposited on the DPF is removed by combustion.

ステップS3では、アイドル運転状態であるか否かを判別する。具体的には、例えば、アクセル開度が「0」であること、エンジン回転数NEが所定値より小さいこと、並びに、車速が「0」であること、の3つの条件を満たす場合に、エンジンの運転状態はアイドル運転状態であると判断する。この判別がYESの場合にはステップS4に移り、NOの場合にはこの処理を直ちに終了する。   In step S3, it is determined whether or not the engine is in an idle operation state. Specifically, for example, when the three conditions of the accelerator opening is “0”, the engine speed NE is smaller than a predetermined value, and the vehicle speed is “0”, the engine is satisfied. It is determined that the operation state is an idle operation state. If this determination is YES, the process proceeds to step S4, and if this determination is NO, this process is immediately terminated.

ステップS4では、PM堆積量QPMが所定の第1判定量M1以下であるか否かを判別する。この判別がYESの場合には、DPFが過昇温に至る程のPMが堆積していないと判断し、この処理を直ちに終了する。この判別がNOの場合には、DPFの過昇温を防ぐべくステップS5に移る。   In step S4, it is determined whether or not the PM accumulation amount QPM is equal to or less than a predetermined first determination amount M1. If this determination is YES, it is determined that no PM has accumulated to the extent that the DPF reaches an excessive temperature rise, and this processing is immediately terminated. If this determination is NO, the process proceeds to step S5 in order to prevent overheating of the DPF.

ステップS5では、エンジンのアイドル回転数を、通常アイドル運転時の回転数よりも高く設定された再生時アイドル回転数NE_IDLUPまで上昇させるアイドルアップ制御を実行することにより、DPFの流入排気流量を増加し、ステップS6に移る。より具体的には、DPFのPM堆積量QPMに適した再生時アイドル回転数NE_IDLUPを算出し、この再生時アイドル回転数NE_IDLUPに応じて吸入空気量と燃料噴射量とを、通常アイドル運転時よりも増量することにより、アイドル回転数を上記再生時アイドル回転数NE_IDLUPまで上昇させる。   In step S5, the inflow exhaust gas flow rate of the DPF is increased by executing idle-up control for increasing the engine idle speed to the regeneration idle speed NE_IDLUP that is set higher than the engine speed during normal idle operation. The process proceeds to step S6. More specifically, the regeneration idle speed NE_IDLUP suitable for the PM accumulation amount QPM of the DPF is calculated, and the intake air amount and the fuel injection amount are calculated according to the regeneration idle speed NE_IDLUP from the normal idle operation. Is also increased to increase the idle speed to the idle speed NE_IDLUP during reproduction.

この再生時アイドル回転数NE_IDLUPは、DPF再生運転を実行している間におけるDPFに適したアイドル回転数、すなわちDPF再生運転中におけるDPFが過昇温に至らない流量の排気を安定してDPFに供給できるアイドル回転数の最小値であり、通常アイドル運転時における回転数以上の値に設定される。   The idling engine speed NE_IDLUP during regeneration is an idling engine speed suitable for the DPF during the DPF regeneration operation, that is, the exhaust gas at a flow rate at which the DPF does not reach an excessive temperature during the DPF regeneration operation. This is the minimum value of the idle speed that can be supplied, and is set to a value that is equal to or higher than the speed during normal idle operation.

図4は、再生時アイドル回転数NE_IDLUPとPM堆積量QPMとの関係を示す図であり、再生時アイドル回転数NE_IDLUPを算出する際に参照される制御マップの例を示す。
PM堆積量QPMが第1判定量M1より多い場合には、再生時アイドル回転数NE_IDLUPは、PM堆積量QPMに比例して通常アイドル運転時における回転数よりも高くなるように設定される。また、アイドル回転数には所定の上限値が設定されており、再生時アイドル回転数NE_IDLUPは、この上限値以下の値に制限される。つまり、再生時アイドル回転数NE_IDLUPは、PM堆積量QPMが第1判定量M1と第1判定量M1よりも大きな第2判定量M2との間にある場合には、PM堆積量QPMに略比例して大きくなるように設定され、PM堆積量QPMが第2判定量M2よりも多い場合には上限値に設定される。
なお、このアイドル回転数の上限値は、アイドル回転数として許容できる回転数の最大値を示すものである。アイドル回転数を高くしすぎると、始動時に急発進したりエンジンに騒音が発生したりするおそれがある。そこで、このような上限値を適切な値に設定することにより、アイドル回転数を高くしすぎることによる商品性の低下を防止できる。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between the regeneration idle speed NE_IDLUP and the PM accumulation amount QPM, and shows an example of a control map referred to when calculating the regeneration idle speed NE_IDLUP.
When the PM accumulation amount QPM is larger than the first determination amount M1, the regeneration idle rotation speed NE_IDLUP is set to be higher than the rotation speed during normal idle operation in proportion to the PM accumulation amount QPM. Further, a predetermined upper limit value is set for the idle rotation speed, and the idle rotation speed NE_IDLUP at the time of reproduction is limited to a value equal to or less than this upper limit value. That is, the regeneration idle speed NE_IDLUP is substantially proportional to the PM accumulation amount QPM when the PM accumulation amount QPM is between the first determination amount M1 and the second determination amount M2 larger than the first determination amount M1. When the PM accumulation amount QPM is larger than the second determination amount M2, the upper limit value is set.
The upper limit value of the idling engine speed indicates the maximum value of the engine speed that can be accepted as the idling engine speed. If the idling speed is set too high, there is a risk of sudden start at the start or noise in the engine. Therefore, by setting such an upper limit value to an appropriate value, it is possible to prevent a decrease in merchantability due to an excessive increase in the idle speed.

図2に戻って、ステップS6では、PM堆積量QPMが上述の第2判定量M2以下であるか否かを判別する。この判別がYESの場合には、アイドルアップ制御の実行のみでDPFが過昇温に至るのを防止できると判断し、この処理を直ちに終了する。この判別がNOの場合には、アイドルアップ制御の実行のみではDPFが過昇温に至るおそれがあると判断し、上述のアイドルアップ制御に加えて排気流量増量制御を実行するべくステップS7に移る。   Returning to FIG. 2, in step S6, it is determined whether or not the PM accumulation amount QPM is equal to or less than the second determination amount M2. If this determination is YES, it is determined that the DPF can be prevented from being overheated only by executing the idle-up control, and this process is immediately terminated. When this determination is NO, it is determined that the DPF may reach an excessive temperature rise only by performing the idle up control, and the process proceeds to step S7 to execute the exhaust flow rate increasing control in addition to the above-described idle up control. .

ステップS7では、スロットル弁の開度が、通常のDPF再生運転時の開度よりも大きく設定された再生時スロットル開度TO_REGになるまでスロットル弁を開く排気流量増量制御を実行することにより、DPFの流入排気流量をさらに増加し、この処理を終了する。   In step S7, the exhaust gas flow rate increase control is performed to open the throttle valve until the throttle valve opening reaches a regeneration throttle opening TO_REG that is set larger than the opening during normal DPF regeneration operation. The inflow exhaust gas flow rate is further increased, and this process is terminated.

この再生時スロットル開度TO_REGは、DPF再生運転を実行している間におけるDPFに適したスロットル開度、すなわちDPF再生運転中におけるDPFが過昇温に至らない流量の排気を安定してDPFに供給できるスロットル弁の開度であり、通常のDPF再生運転時以上の開度に設定される。   The throttle opening during regeneration TO_REG is the throttle opening suitable for the DPF during the DPF regeneration operation, that is, the exhaust at a flow rate at which the DPF does not reach an excessive temperature during the DPF regeneration operation is stably converted to the DPF. This is the opening of the throttle valve that can be supplied, and is set to an opening that is greater than that during normal DPF regeneration operation.

図5は、再生時スロットル開度TO_REGとPM堆積量QPMとの関係を示す図であり、再生時スロットル開度TO_REGを算出する際に参照される制御マップの例を示す。
PM堆積量QPMが第2判定量M2より多い場合には、再生時スロットル開度TO_REGは、PM堆積量QPMに比例して通常のDPF再生運転時における開度よりも大きくなるように設定される。すなわち、PM堆積量QPMが第2判定量M2とこの第2判定量M2よりも大きな第3判定量M3との間では、再生時スロットル開度TO_REGは、通常のDPF再生運転時よりも大きな開度に、PM堆積量QPMに略比例して大きくなるように設定される。また、PM堆積量QPMが第3判定量M3よりも多い場合、再生時スロットル開度TO_REGは、全開開度に設定される。
FIG. 5 is a diagram showing the relationship between the throttle opening TO_REG during regeneration and the PM accumulation amount QPM, and shows an example of a control map that is referred to when calculating the throttle opening TO_REG during regeneration.
When the PM accumulation amount QPM is larger than the second determination amount M2, the regeneration throttle opening TO_REG is set to be larger than the opening during normal DPF regeneration operation in proportion to the PM accumulation amount QPM. . That is, when the PM accumulation amount QPM is between the second determination amount M2 and the third determination amount M3 larger than the second determination amount M2, the regeneration throttle opening TO_REG is larger than that during the normal DPF regeneration operation. Each time, it is set to become substantially proportional to the PM accumulation amount QPM. When the PM accumulation amount QPM is larger than the third determination amount M3, the regeneration throttle opening TO_REG is set to a fully open opening.

本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(1)本実施形態によれば、エンジンがアイドル運転状態でありかつDPF再生運転の実行中において、PM堆積量QPMが第1判定量M1よりも多い場合には、アイドルアップ制御を実行することによりアイドル回転数を通常アイドル運転時の回転数よりも高く設定された再生時アイドル回転数NE_IDLUPまで上昇させ、DPFの流入排気流量を増加する。また、PM堆積量QPMがこの第1判定量M1よりさらに大きな第2判定量M2よりも多い場合には、アイドルアップ制御によりアイドル回転数を高くすることに加えて、排気流量増量制御を実行することにより、DPFの流入排気流量をさらに増加する。これにより、DPFのPM堆積量QPMに応じてDPFの流入排気流量を適切にし、このDPFの溶損を防止することができる。
このように、PM堆積量QPMが第2判定量M2よりも多くなるまでは、アイドルアップ制御によるアイドル回転数の上昇のみでDPFの流入排気流量を増加するので、排気の温度を高く保つためにポスト噴射量を多くする必要も無いことから、オイルダイリューションの発生や燃費の悪化を抑制することができる。また、PM堆積量QPMが第2判定量M2よりも多くなってからは、アイドルアップ制御によるアイドル回転数の上昇に加えて、スロットル弁を開く排気流量増量制御を実行することにより流入排気流量を増加することで、アイドル回転数を過度に高くすることなくDPFを保護できるので、商品性を損ねることもない。
以上のように、アイドルアップ制御によるアイドル回転数の制御を優先しつつ、必要に応じて排気流量増量制御の実行による流入排気流量の制御を併用することにより、始動時における急発進、騒音、オイル性能の低下、あるいは燃費の悪化などの排気流量の増加に伴って発生する課題を抑制しながらDPFの溶損を防止することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) According to the present embodiment, when the engine is in the idle operation state and the DPF regeneration operation is being executed and the PM accumulation amount QPM is larger than the first determination amount M1, the idle up control is executed. As a result, the idling engine speed is increased to the regeneration idle engine speed NE_IDLUP which is set to be higher than the engine engine speed during normal idling operation, and the inflow exhaust gas flow rate of the DPF is increased. Further, when the PM accumulation amount QPM is larger than the second determination amount M2, which is larger than the first determination amount M1, in addition to increasing the idle speed by the idle up control, the exhaust flow rate increase control is executed. As a result, the inflow exhaust flow rate of the DPF is further increased. Thereby, the inflow exhaust flow rate of DPF can be made appropriate according to the PM accumulation amount QPM of DPF, and this DPF can be prevented from being melted.
As described above, until the PM accumulation amount QPM becomes larger than the second determination amount M2, the DPF inflow flow rate is increased only by the increase in the idling speed by the idle-up control, so that the exhaust temperature is kept high. Since there is no need to increase the post injection amount, the occurrence of oil dilution and the deterioration of fuel consumption can be suppressed. Further, after the PM accumulation amount QPM becomes larger than the second determination amount M2, in addition to the increase in the idle speed by the idle up control, the exhaust flow rate increase control for opening the throttle valve is executed to reduce the inflow exhaust flow rate. By increasing the DPF, the DPF can be protected without excessively increasing the idling speed, so that merchantability is not impaired.
As described above, priority is given to the control of the idling speed by the idle-up control, and if necessary, the control of the inflowing exhaust gas flow rate by the execution of the exhaust gas flow rate increasing control is used together, so that sudden start-up, noise, oil It is possible to prevent the DPF from being melted while suppressing problems that occur with an increase in the exhaust flow rate such as a decrease in performance or a deterioration in fuel consumption.

(2)本実施形態によれば、PM堆積量QPMが第2判定量M2よりも多い場合には、アイドルアップ制御を実行することによりアイドル回転数を上限値に制御する。すなわち、アイドル回転数を可能な限り上昇させることにより、排気流量増量制御を実行し、スロットル弁を開くことにより流入排気流量を増加させる分を少なくできるので、オイルダイリューションの発生や燃費の悪化を抑制することができる。   (2) According to the present embodiment, when the PM accumulation amount QPM is larger than the second determination amount M2, the idle speed is controlled to the upper limit value by executing the idle up control. That is, by increasing the idle speed as much as possible, the exhaust flow rate increase control is executed, and the amount of increase of the inflow exhaust flow rate can be reduced by opening the throttle valve, so that oil dilution occurs and fuel consumption deteriorates. Can be suppressed.

なおステップS7の排気流量増量制御では、スロットル弁を再生時スロットル開度TO_REGへ向けて開弁し、吸入空気流量を増加することによりDPFの流入排気流量を増加側に制御したが、DPFの流入排気流量を制御する手段はこれに限られるものではない。この排気流量増量制御では、スロットル弁の他、例えばEGR弁を所定の再生時EGR開度EO_REGへ向けて閉弁し、EGRガスの流量を少なくすることによりDPFの流入排気流量を増加側に制御することもできる。この他、排気流量増量制御では、スロットル弁とEGR弁とを併用してDPFの流入排気流量を増加側に制御してもよい。   In the exhaust flow rate increase control in step S7, the throttle valve is opened toward the throttle opening TO_REG during regeneration, and the intake air flow rate is increased to increase the DPF inflow exhaust flow rate. The means for controlling the exhaust flow rate is not limited to this. In this exhaust flow rate increase control, in addition to the throttle valve, for example, the EGR valve is closed toward the predetermined EGR opening degree EO_REG, and the DGR inflow exhaust flow rate is controlled to increase by decreasing the EGR gas flow rate. You can also In addition, in the exhaust gas flow rate increase control, the inflow exhaust gas flow rate of the DPF may be controlled to the increase side by using both the throttle valve and the EGR valve.

図6は、再生時EGR開度EO_REGとPM堆積量QPMとの関係を示す図であり、PM堆積量QPMに基づいて再生時EGR開度EO_REGを算出する際に参照される制御マップの例を示す。
図6に示すように、基本的には、PM堆積量QPMが大きくなるに従い再生時EGR開度EO_REGは小さな値に設定される。より具体的には、PM堆積量QPMが第2判定量M2と第3判定量M3との間では、再生時EGR開度EO_REGは、通常のDPF再生運転時よりも小さな開度に、PM堆積量QPMに略比例して小さくなるように設定される。また、PM堆積量QPMが第3判定量M3より大きい場合、再生時EGR開度EO_REGは全閉開度に設定される。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between the regeneration EGR opening EO_REG and the PM accumulation amount QPM, and an example of a control map referred to when calculating the regeneration EGR opening EO_REG based on the PM accumulation amount QPM. Show.
As shown in FIG. 6, basically, the regeneration EGR opening EO_REG is set to a smaller value as the PM accumulation amount QPM increases. More specifically, when the PM accumulation amount QPM is between the second determination amount M2 and the third determination amount M3, the regeneration EGR opening EO_REG is smaller than that during normal DPF regeneration operation. It is set so as to decrease substantially in proportion to the quantity QPM. When the PM accumulation amount QPM is larger than the third determination amount M3, the regeneration EGR opening EO_REG is set to a fully closed opening.

この他、例えば、排気管内のDPFの上流側にエンジンの排気とは別の気体を供給することにより、DPFの流入排気流量を増加側に制御してもよい。   In addition, for example, by supplying a gas different from the engine exhaust to the upstream side of the DPF in the exhaust pipe, the inflow exhaust gas flow rate of the DPF may be controlled to the increase side.

[第2実施形態]
以下、本発明の第2実施形態を、図面を参照して説明する。
図7は、本実施形態に係るDPF再生制御処理の手順を示すフローチャートである。
図7において、ステップS11からS13は、それぞれ、図2のステップS1からS3に相当するので、その詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Hereinafter, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 7 is a flowchart showing a procedure of DPF regeneration control processing according to the present embodiment.
In FIG. 7, steps S11 to S13 correspond to steps S1 to S3 of FIG. 2, respectively, and thus detailed description thereof is omitted.

ステップS14では、PM堆積量QPMに基づいて流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTを算出し、ステップS15に移る。この流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTは、DPFの流入排気流量に対する目標値であり、より具体的には、DPF再生運転を実行している間におけるDPFが過昇温に至らない流入排気流量に対する下限値である。   In step S14, an inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT is calculated based on the PM accumulation amount QPM, and the process proceeds to step S15. This inflow exhaust gas flow target lower limit value QEIN_TRGT is a target value for the inflow exhaust gas flow rate of the DPF. More specifically, the lower limit for the inflow exhaust gas flow rate at which the DPF does not reach an excessive temperature rise during the DPF regeneration operation. Value.

図8は、流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTとPM堆積量QPMとの関係を示す図であり、流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTを算出する際に参照される制御マップの例を示す。
図8に示すように、流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTは、PM堆積量QPMに略比例して大きくなるように設定される。
FIG. 8 is a diagram showing the relationship between the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT and the PM accumulation amount QPM, and shows an example of a control map referred to when calculating the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT.
As shown in FIG. 8, the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT is set to increase substantially in proportion to the PM accumulation amount QPM.

図7に戻って、ステップS15では、DPFの流入排気流量QEINが、上記ステップS14で算出された流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTよりも小さいか否かを判別する。この判別がYESの場合には、流入排気流量を増加する制御を実行する必要があると判断し、ステップS16に移る。この判別がNOの場合には、この処理を直ちに終了する。   Returning to FIG. 7, in step S15, it is determined whether or not the DPF inflow exhaust gas flow rate QEIN is smaller than the inflow exhaust gas flow rate target lower limit value QEIN_TRGT calculated in step S14. If this determination is YES, it is determined that it is necessary to execute control for increasing the inflow exhaust flow rate, and the process proceeds to step S16. If this determination is NO, this process is immediately terminated.

ステップS16では、アイドルアップ制御を実行し、ステップS17に移る。より具体的には、このアイドルアップ制御では、アイドル回転数のフィードバック制御、すなわち流入排気流量QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上となるように、アイドル回転数をアイドル回転数の上限値へ向けて増加する制御を実行する。このアイドル回転数の上限値は、第1実施形態と同様に、アイドル回転数として許容できる回転数の最大値を示すものである。   In step S16, idle-up control is executed, and the process proceeds to step S17. More specifically, in this idle-up control, the idling engine speed is set to the upper limit value of the idling engine speed so that the idling engine speed feedback control, that is, the inflowing exhaust gas flow rate QEIN is equal to or larger than the inflowing exhaust gas flow target lower limit value QEIN_TRGT. Control that increases. The upper limit value of the idle rotation speed indicates the maximum value of the rotation speed allowable as the idle rotation speed, as in the first embodiment.

ステップS17では、アイドルアップ制御を実行することにより、DPFの流入排気流量QEINが、流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上となったか否かを判別する。この判別がYESの場合には、流入排気流量を増加する制御は不要であると判断し、この処理を直ちに終了する。一方、この判別がNOの場合には、ステップS18に移る。   In step S17, it is determined whether or not the inflow exhaust gas flow rate QEIN of the DPF has become equal to or greater than the inflow exhaust gas flow rate target lower limit value QEIN_TRGT by executing the idle up control. If this determination is YES, it is determined that control for increasing the inflow exhaust flow rate is unnecessary, and this process is immediately terminated. On the other hand, if this determination is NO, the process proceeds to step S18.

ステップS18では、アイドル回転数は上記上限値より小さいか否かを判別する。この判別がYESの場合には、この処理を直ちに終了する。すなわち、アイドル回転数が上限値に達するまで、次ステップS19を実行せずにアイドルアップ制御を継続する。一方、この判別がNOの場合には、上限値に達するまでアイドル回転数を上昇させても、流入排気流量QEINを流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上にできないと判断し、ステップS19に移る。   In step S18, it is determined whether or not the idle speed is smaller than the upper limit value. If this determination is YES, this processing is immediately terminated. That is, the idle up control is continued without executing the next step S19 until the idle speed reaches the upper limit value. On the other hand, if this determination is NO, it is determined that the inflow exhaust gas flow rate QEIN cannot be made equal to or greater than the inflow exhaust gas flow rate target lower limit value QEIN_TRGT even if the idle speed is increased until the upper limit value is reached, and the process proceeds to step S19.

ステップS19では、排気流量増量制御を実行し、この処理を終了する。より具体的には、この排気流量増量制御では、スロットル弁のフィードバック制御、すなわち流入排気流量QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上となるように、スロットル弁の開度を開き側にし、DPFの流入排気流量を増加する制御を実行する。   In step S19, exhaust gas flow rate increase control is executed, and this process ends. More specifically, in this exhaust flow rate increase control, the throttle valve opening is set to the open side so that the inflow exhaust flow rate QEIN is equal to or greater than the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT. Control to increase the inflow exhaust flow rate is executed.

ここで、図8を参照して、第1実施形態と第2実施形態のDPF再生制御処理について比較する。
第1実施形態では、PM堆積量QPMが第1判定量M1より多い場合にアイドルアップ制御を実行する。そして、PM堆積量QPMが第2判定量M2より多い場合には、アイドルアップ制御に加えて排気流量増量制御を実行しスロットル弁を開き側に制御する。これに対して本実施形態では、流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTが上記第1判定量M1に応じたQE1より大きい場合にはアイドルアップ制御が実行される。さらに流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTが上記第2判定量M2に応じたQE2より大きい場合には、アイドルアップ制御のみではDPFの過昇温を防ぐことができないおそれがあると判断され、排気流量増量制御が実行される。
Here, referring to FIG. 8, the DPF regeneration control process of the first embodiment and the second embodiment will be compared.
In the first embodiment, the idle up control is executed when the PM accumulation amount QPM is larger than the first determination amount M1. When the PM accumulation amount QPM is larger than the second determination amount M2, the exhaust flow rate increase control is executed in addition to the idle up control to control the throttle valve to the open side. On the other hand, in the present embodiment, when the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT is larger than QE1 corresponding to the first determination amount M1, the idle up control is executed. Further, when the inflow exhaust flow target lower limit QEIN_TRGT is larger than QE2 corresponding to the second determination amount M2, it is determined that there is a possibility that the excessive temperature rise of the DPF cannot be prevented only by the idle up control, and the exhaust flow amount increase is increased. Control is executed.

以上詳述したように、本実施形態によれば、以下の効果を奏する。
(3)本実施形態によれば、DPF再生運転を実行している間におけるDPFが過昇温に至らない流入排気流量に対する下限値をPM堆積量QPMに基づいて算出し、これを流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTとする。そして、エンジンがアイドル運転状態でありかつDPF再生運転の実行中において、流入排気流量の推定値QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTよりも小さい場合、すなわちDPFが過昇温に至ると判断される場合には、上記流入排気流量QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上となるように、アイドルアップ制御を実行しアイドル回転数を所定の上限値に向けて増加する。これにより、DPFの流入排気流量を適切にし、このDPFの溶損を防止することができる。またこの場合、アイドルアップ制御とは別の排気流量増量制御により流入排気流量を増加する必要も無いので、排気の温度を高く保つためにポスト噴射量を多くする必要もない。このため、オイルダイリューションの発生や燃費の悪化を抑制することができる。
また、アイドルアップ制御を行いアイドル回転数が上限値に達しても流入排気流量QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGTよりも小さい場合には、上記流入排気流量QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上となるように、排気流量増量制御を実行しDPFの流入排気流量を増加する制御を行う。これにより、DPFの流入排気流量を適切にし、このDPFの溶損を防止することができる。ここで、アイドル回転数の制御に加えて排気流量増量制御を実行することにより、アイドル回転数を過度に高くすることなくDPFを保護できるので、上述のように商品性を損ねることもない。
以上のように、アイドルアップ制御によるアイドル回転数の制御を優先しつつ、アイドル回転数を上限値まで上昇させてもDPFが過昇温に至ると判断されたときのみ排気流量増量制御を実行し流入排気流量を制御することにより、始動時における急発進、騒音、オイル性能の低下、あるいは燃費の悪化などの排気流量の増加に伴って発生する課題を抑制しながらDPFの溶損を防止することができる。
また、上記流入排気流量QEINが流入排気流量目標下限値QEIN_TRGT以上となるようにアイドルアップ制御および排気流量増量制御により流入排気流量を制御することにより、DPFの溶損をより確実に防止することができる。
As described above in detail, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(3) According to the present embodiment, the lower limit value for the inflow exhaust gas flow rate at which the DPF does not reach an excessive temperature rise during the DPF regeneration operation is calculated based on the PM accumulation amount QPM, and this is calculated as the inflow exhaust gas flow rate. The target lower limit value is QEIN_TRGT. Then, when the engine is in an idle operation state and the DPF regeneration operation is being performed, it is determined that the estimated value QEIN of the inflow exhaust flow rate is smaller than the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT, that is, the DPF reaches an excessive temperature rise. In this case, the idle up control is executed so that the inflow exhaust flow rate QEIN is equal to or higher than the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT, and the idle speed is increased toward a predetermined upper limit value. Thereby, the inflow exhaust flow rate of the DPF can be made appropriate, and the DPF can be prevented from being melted. In this case, since it is not necessary to increase the inflow exhaust flow rate by the exhaust flow rate increase control different from the idle up control, it is not necessary to increase the post injection amount in order to keep the exhaust temperature high. For this reason, generation | occurrence | production of oil dilution and deterioration of a fuel consumption can be suppressed.
Further, if the inflow exhaust flow rate QEIN is smaller than the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT even when the idle speed reaches the upper limit value by performing idle up control, the inflow exhaust flow rate QEIN is equal to or greater than the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT. Thus, the exhaust gas flow rate increase control is executed to increase the inflow exhaust gas flow rate of the DPF. Thereby, the inflow exhaust flow rate of the DPF can be made appropriate, and the DPF can be prevented from being melted. Here, by executing the exhaust gas flow rate increase control in addition to the idling engine speed control, the DPF can be protected without excessively increasing the idling engine speed, so that the merchantability is not impaired as described above.
As described above, priority is given to the control of the idling speed by the idling up control, and the exhaust gas flow rate increasing control is executed only when it is determined that the DPF reaches an excessive temperature rise even if the idling speed is increased to the upper limit value. By controlling the inflow exhaust gas flow rate, it prevents the DPF from damaging while suppressing problems that occur due to an increase in the exhaust flow rate, such as sudden start-up, noise, reduced oil performance, or worsened fuel consumption at the start. Can do.
Further, by controlling the inflow exhaust flow rate by the idle-up control and the exhaust flow rate increase control so that the inflow exhaust flow rate QEIN is equal to or greater than the inflow exhaust flow rate target lower limit value QEIN_TRGT, it is possible to more reliably prevent the DPF from being damaged. it can.

なお本発明は上述した実施形態に限るものではなく、種々の変形が可能である。
上記実施形態では、DPFの流入排気流量QEINを、吸入空気量QAIR、燃料噴射量QINJ、およびエンジン回転数NEに基づいて推定したが、これに限られるものではない。DPFの流入排気流量は、流量センサにより直に検出してもよい。
The present invention is not limited to the embodiment described above, and various modifications can be made.
In the embodiment described above, the inflow exhaust flow rate QEIN of the DPF is estimated based on the intake air amount QAIR, the fuel injection amount QINJ, and the engine speed NE, but is not limited thereto. The inflow exhaust flow rate of the DPF may be directly detected by a flow rate sensor.

1…排気浄化装置
2…エンジン(内燃機関)
22…インジェクタ(フィルタ再生手段)
32…スロットル弁(フィルタ再生手段)
4…排気管(排気系)
45…DPF(排気浄化フィルタ)
7…ECU(フィルタ再生手段、アイドル回転数制御手段、排気流量制御手段、堆積量推定手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Exhaust gas purification device 2 ... Engine (internal combustion engine)
22 ... Injector (filter regeneration means)
32. Throttle valve (filter regeneration means)
4 ... Exhaust pipe (exhaust system)
45 ... DPF (exhaust gas purification filter)
7. ECU (filter regeneration means, idle speed control means, exhaust flow rate control means, accumulation amount estimation means)

Claims (2)

内燃機関の排気系に設けられ、排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタと、
前記内燃機関の吸気系に設けられ、前記内燃機関に吸入される新気の流量を制御するスロットル弁と、
前記排気系と前記吸気系とを接続するEGR通路に設けられ、当該EGR通路を介して吸気に還流される排気の流量を制御するEGR弁と、
当該排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段と、
当該排気浄化フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生運転を実行するフィルタ再生手段と、
前記内燃機関のアイドル運転時における回転数であるアイドル回転数を、通常アイドル運転時の回転数より上昇させるアイドルアップ制御手段と、
当該アイドルアップ制御手段とは別の手段であり、前記スロットル弁及び前記EGR弁のうち少なくとも何れかの開度を所定のアイドル運転時の開度より排気流量の増量側へ操作し、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加させる排気流量増量制御手段と、を備える排気浄化装置であって、
前記内燃機関がアイドル運転状態でありかつ前記フィルタ再生運転の実行中において、
前記堆積量が所定の第1判定量よりも多くかつ所定の第2判定量よりも少ない場合には、前記排気流量増量制御手段によって排気流量を増加させずに、前記アイドルアップ制御手段によりアイドル回転数を前記通常アイドル運転時の回転数から所定の上限値の間に設定された所定の再生時アイドル回転数になるまで高くし、
前記堆積量が前記第1判定量より大きな所定の第2判定量よりも多い場合には、前記アイドルアップ制御手段によりアイドル回転数を前記上限値まで上昇させることに加えて、前記排気流量増量制御手段により前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する制御を行うことを特徴とする排気浄化装置。
An exhaust purification filter provided in an exhaust system of an internal combustion engine for collecting particulate matter contained in the exhaust;
A throttle valve provided in an intake system of the internal combustion engine for controlling a flow rate of fresh air sucked into the internal combustion engine;
An EGR valve that is provided in an EGR passage that connects the exhaust system and the intake system, and that controls a flow rate of exhaust gas recirculated to the intake air through the EGR passage;
A deposition amount estimating means for estimating a deposition amount of particulate matter in the exhaust purification filter;
Filter regeneration means for performing filter regeneration operation for burning and removing particulate matter deposited on the exhaust purification filter;
Idle up control means for increasing the idle rotational speed that is the rotational speed during idle operation of the internal combustion engine from the rotational speed during normal idle operation ;
It is a means different from the idle- up control means, and operates at least one of the throttle valve and the EGR valve to increase the exhaust flow rate from the opening at the time of a predetermined idle operation. An exhaust gas flow rate increase control means for increasing the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter,
When the internal combustion engine is in an idle operation state and the filter regeneration operation is being executed,
When the amount of the deposit is less than the second determination amount of multi KuKatsu given than a predetermined first threshold quantity, without increasing the exhaust flow rate by the exhaust gas flow amount increase control means, idle by the idle-up control means the rotational speed was the higher the speed during normal idle operation until a predetermined reproduction idle speed set between the predetermined upper limit value,
When the accumulation amount is larger than a predetermined second determination amount larger than the first determination amount, the exhaust flow rate increase control is performed in addition to increasing the idle speed to the upper limit value by the idle up control means. An exhaust gas purification apparatus characterized by performing control to increase the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter by means.
内燃機関の排気系に設けられ、排気に含まれる粒子状物質を捕集する排気浄化フィルタと、
前記内燃機関の吸気系に設けられ、前記内燃機関に吸入される新気の流量を制御するスロットル弁と、
前記排気系と前記吸気系とを接続するEGR通路に設けられ、当該EGR通路を介して吸気に還流される排気の流量を制御するEGR弁と、
当該排気浄化フィルタにおける粒子状物質の堆積量を推定する堆積量推定手段と、
当該排気浄化フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼除去するフィルタ再生運転を実行するフィルタ再生手段と、
前記内燃機関のアイドル運転時における回転数であるアイドル回転数を、通常アイドル運転時の回転数より上昇させるアイドルアップ制御手段と、
当該アイドルアップ制御手段とは別の手段であり、前記スロットル弁及び前記EGR弁のうち少なくとも何れかの開度を所定のアイドル運転時の開度より排気流量の増量側へ操作し、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加させる排気流量増量制御手段と、
前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を検出又は推定する排気流量検出手段と、を備える排気浄化装置であって、
前記フィルタ再生運転を実行している間における排気浄化フィルタが過昇温に至らない排気の流量に対する流量下限値を、前記堆積量に基づいて算出する流量下限値算出手段をさらに備え、
前記内燃機関がアイドル運転状態でありかつ前記フィルタ再生運転の実行中において、
前記排気の流量の検出値又は推定値が前記流量下限値より小さい場合には、前記排気流量増量制御手段によって排気流量を増加させずに、前記アイドルアップ制御手段により前記検出値又は推定値が前記流量下限値以上となるように、前記アイドル回転数を所定の上限値へ向けて増加する制御を行い、
当該アイドル回転数が前記上限値に達しても前記検出値又は推定値が前記流量下限値よりも小さい場合には、前記アイドル回転数を前記上限値に維持したまま前記排気流量増量制御手段により前記検出値又は推定値が前記流量下限値以上となるように、前記排気浄化フィルタに流入する排気の流量を増加する制御を行うことを特徴とする排気浄化装置。
An exhaust purification filter provided in an exhaust system of an internal combustion engine for collecting particulate matter contained in the exhaust;
A throttle valve provided in an intake system of the internal combustion engine for controlling a flow rate of fresh air sucked into the internal combustion engine;
An EGR valve that is provided in an EGR passage that connects the exhaust system and the intake system, and that controls a flow rate of exhaust gas recirculated to the intake air through the EGR passage;
A deposition amount estimating means for estimating a deposition amount of particulate matter in the exhaust purification filter;
Filter regeneration means for performing filter regeneration operation for burning and removing particulate matter deposited on the exhaust purification filter;
Idle up control means for increasing the idle rotational speed that is the rotational speed during idle operation of the internal combustion engine from the rotational speed during normal idle operation ;
It is a means different from the idle- up control means, and operates at least one of the throttle valve and the EGR valve to increase the exhaust flow rate from the opening at the time of a predetermined idle operation. Exhaust flow rate increase control means for increasing the flow rate of the exhaust gas flowing into the filter;
An exhaust gas flow rate detecting means for detecting or estimating the flow rate of the exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter,
A flow rate lower limit value calculating means for calculating a flow rate lower limit value for the flow rate of the exhaust gas that does not reach an excessive temperature rise during the filter regeneration operation based on the accumulation amount;
When the internal combustion engine is in an idle operation state and the filter regeneration operation is being executed,
If the detected value or estimated value of the flow rate of the exhaust gas is smaller than the lower limit value of the flow rate, the detected value or estimated value is not increased by the exhaust flow rate increasing control unit and the detected value or estimated value is increased by the idle up control unit. Control is performed to increase the idle rotation speed toward a predetermined upper limit value so that the flow rate is lower than the lower limit value,
If the detected value or estimated value is smaller than the flow rate lower limit value even when the idle speed reaches the upper limit value, the exhaust flow rate increase control means maintains the idle speed at the upper limit value by the exhaust flow rate increase control means. An exhaust gas purification apparatus that performs control to increase the flow rate of exhaust gas flowing into the exhaust gas purification filter so that a detected value or an estimated value is equal to or higher than the lower limit value of the flow rate.
JP2009206198A 2009-09-07 2009-09-07 Exhaust purification device Expired - Fee Related JP5284228B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009206198A JP5284228B2 (en) 2009-09-07 2009-09-07 Exhaust purification device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009206198A JP5284228B2 (en) 2009-09-07 2009-09-07 Exhaust purification device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011058379A JP2011058379A (en) 2011-03-24
JP5284228B2 true JP5284228B2 (en) 2013-09-11

Family

ID=43946300

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009206198A Expired - Fee Related JP5284228B2 (en) 2009-09-07 2009-09-07 Exhaust purification device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5284228B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016133226A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 Torque control system for dpf regeneration

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019100323A (en) * 2017-12-08 2019-06-24 マツダ株式会社 Control device for engine
JP6705439B2 (en) * 2017-12-12 2020-06-03 マツダ株式会社 Engine controller
JP7257759B2 (en) * 2018-09-10 2023-04-14 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 Control device, engine and engine control method
CN113090367B (en) * 2021-03-31 2022-07-05 东风商用车有限公司 Control method and system for rapidly realizing DPF active regeneration

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3879833B2 (en) * 2002-03-04 2007-02-14 三菱自動車工業株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2006029239A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Toyota Motor Corp Exhaust emission control filter overheat prevention device
JP4003768B2 (en) * 2004-09-14 2007-11-07 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine
JP4193801B2 (en) * 2005-01-13 2008-12-10 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016133226A1 (en) * 2015-02-16 2016-08-25 볼보 컨스트럭션 이큅먼트 에이비 Torque control system for dpf regeneration
US10358960B2 (en) 2015-02-16 2019-07-23 Volvo Construction Equipment Ab Torque control system for DPF regeneration

Also Published As

Publication number Publication date
JP2011058379A (en) 2011-03-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5609828B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5862292B2 (en) Diesel engine control device
JP4845762B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5210995B2 (en) Diesel engine exhaust treatment equipment
JP4816739B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2006029239A (en) Exhaust emission control filter overheat prevention device
JP5316041B2 (en) Engine exhaust purification system
JP5284228B2 (en) Exhaust purification device
JP2016148259A (en) Exhaust emission control device
JP4305402B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
WO2018088341A1 (en) Regeneration control device for exhaust purification device
JP4447510B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP4883104B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP5370252B2 (en) Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2008144726A (en) Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP5990094B2 (en) Diesel engine exhaust treatment equipment
JP2010090875A (en) Exhaust gas control device for internal combustion engine
JP2006274980A (en) Exhaust emission control device
JP5544758B2 (en) Diesel engine control system
JP2005307878A (en) Exhaust emission control device
JP2009197718A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP2020204306A (en) diesel engine
JP2020204308A (en) diesel engine
JP2006214311A (en) Exhaust emission control device of internal combustion engine
JP4356583B2 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20111125

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120522

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20121011

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20121016

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20121214

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20130507

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20130529

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees