JP5332664B2 - Engine exhaust purification system - Google Patents

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Description

本発明は、エンジンから排出される排気を浄化する排気浄化装置に関する。   The present invention relates to an exhaust purification device that purifies exhaust exhausted from an engine.

従来から、ディーゼルエンジンの排気に含まれる粒子状物質(Particulate Matter;以下「PM」という)を捕集して、排気を浄化するディーゼルパティキュレートフィルタ(Diesel Particulate Filter;以下「DPF」という)を備えた排気浄化装置が知られている(例えば、特許文献1)。   Conventionally, a diesel particulate filter (Diesel Particulate Filter; hereinafter referred to as “DPF”) that collects particulate matter (Particulate Matter; hereinafter referred to as “PM”) contained in diesel engine exhaust and purifies the exhaust is provided. Exhaust gas purification apparatuses are known (for example, Patent Document 1).

特開平9−53442号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-53442

DPFを備えた排気浄化装置においては、DPFに所定量のPMが堆積した時に、排気温度を上昇させ、DPF温度をPMが自己着火し始める600℃程度に維持することで、DPFの機能を強制的に再生するDPF強制再生制御を行う。しかしながら、特許文献1のようにDPFの下流側の排気通路にNOx触媒コンバータを備えた排気浄化装置では、DPF強制再生制御による熱負荷に起因して、NOx触媒コンバータのNOx触媒が熱劣化しやすいという問題がある。   In an exhaust purification device equipped with a DPF, when a predetermined amount of PM is deposited on the DPF, the exhaust temperature is raised, and the DPF temperature is maintained at about 600 ° C. at which the PM starts to self-ignite, thereby forcing the DPF function. DPF forced regeneration control for performing regeneration is performed. However, in the exhaust gas purification apparatus provided with the NOx catalytic converter in the exhaust passage downstream of the DPF as in Patent Document 1, the NOx catalyst of the NOx catalytic converter is likely to be thermally deteriorated due to the thermal load by the DPF forced regeneration control. There is a problem.

そこで、本発明は、このような問題点に着目してなされたものであり、NOx触媒の熱劣化を抑制しつつ、排気を浄化することができるエンジンの排気浄化装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been made paying attention to such problems, and an object thereof is to provide an engine exhaust purification device capable of purifying exhaust gas while suppressing thermal deterioration of the NOx catalyst. To do.

本発明は以下のような解決手段によって前記課題を解決する The present invention solves the above problems by the following means .

本発明は、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備えるエンジンの排気浄化装置であって、フィルタよりも上流側の排気通路に設けられ、空燃比に応じてNOxを捕集、脱離、浄化するNOx触媒を有するNOx触媒コンバータと、フィルタの温度が、NOx中のNO によってフィルタに堆積した粒子状物質が燃焼する燃焼温度範囲内にあるか否かを判定するフィルタ温度判定手段と、フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が、堆積限界量である第1所定値より大きいか否か及び第1所定値よりも小さく設定された第2所定値よりも大きいか否かを判定する堆積量判定手段と、NOx中のNO によってフィルタに堆積した粒子状物質が燃焼するように、空燃比をNOx触媒が捕集したNOxを脱離する脱離空燃比に制御する空燃比制御手段と、排気温度を上昇させることでフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるフィルタ強制再生手段と、を備え、フィルタ温度が燃焼温度範囲内にあって、堆積量が第2所定値よりも大きい場合に、空燃比制御手段によって空燃比を脱離空燃比に制御し、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させ、フィルタ温度が燃焼温度範囲内になく、堆積量が第1所定値よりも大きい場合に、フィルタ強制再生手段によって排気温度を上昇させ、フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる、ことを特徴とする。 The present invention is an engine exhaust purification device that includes a filter that collects particulate matter in exhaust gas, and is provided in an exhaust passage upstream of the filter to collect and desorb NOx in accordance with the air-fuel ratio. , a NOx catalytic converter having NOx catalyst for purifying the temperature of the filter, the filter temperature determination means for determining whether the particulate matter deposited in the filter is in the combustion temperature range for burning by NO 2 in NOx And determining whether the amount of particulate matter deposited on the filter is larger than a first predetermined value which is a deposition limit amount and larger than a second predetermined value set smaller than the first predetermined value. a deposition amount determining means for, as the particulate matter deposited on the filter by NO 2 in NOx is burned, the air-fuel to control the air-fuel ratio to the desorption air to desorb the NOx NOx catalyst is collected Control means and filter forced regeneration means for burning particulate matter deposited on the filter by raising the exhaust gas temperature, the filter temperature is within the combustion temperature range, and the accumulation amount is less than the second predetermined value. If it is larger, the air-fuel ratio control means controls the air-fuel ratio to the desorption air-fuel ratio, the particulate matter deposited on the filter is combusted, the filter temperature is not within the combustion temperature range, and the deposition amount is greater than the first predetermined value. When it is large, the exhaust gas temperature is raised by the filter forced regeneration means, and the particulate matter deposited on the filter is burned .

本発明によれば、NOx触媒から脱離したNOx中のNO2によってフィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるので、フィルタ温度を高めて粒子状物質を燃焼させるフィルタ強制再生制御の頻度を低減することができる。これにより、NOx触媒の熱劣化を抑制しつつ、排気を浄化することが可能となる。 According to the present invention, particulate matter deposited on the filter is burned by NO 2 in NOx desorbed from the NOx catalyst, so the frequency of filter forced regeneration control for raising the filter temperature and burning particulate matter is reduced. be able to. This makes it possible to purify the exhaust gas while suppressing thermal deterioration of the NOx catalyst.

車両用ディーゼルエンジンの排気浄化装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the exhaust emission control device of the diesel engine for vehicles. DPF温度と、NO2によるPMの酸化速度との関係を示す図である。And DPF temperature is a diagram showing the relationship between the oxidation rate of the PM by NO 2. コントローラが実行するメインルーチンについて説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the main routine which a controller performs.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、車両用ディーゼルエンジンの排気浄化装置100の概略構成図である。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust emission control device 100 for a vehicle diesel engine.

図1を参照すると、排気浄化装置100は、エンジン10と、外部からの新気をエンジン10へ流す吸気通路20と、エンジン10からの排気を外部に流す排気通路30と、コントローラ40とを備える。   Referring to FIG. 1, the exhaust purification device 100 includes an engine 10, an intake passage 20 through which fresh air from the outside flows into the engine 10, an exhaust passage 30 through which exhaust from the engine 10 flows outside, and a controller 40. .

吸気通路20には、吸気絞り弁21が設けられる。   An intake throttle valve 21 is provided in the intake passage 20.

吸気絞り弁21は、吸気通路20の吸気流通面積を変化させることで、エンジン10に供給される吸気量を調整する。吸気絞り弁21を通過した吸気は、吸気コレクタを介してエンジン10の各気筒に分配される。   The intake throttle valve 21 adjusts the amount of intake air supplied to the engine 10 by changing the intake flow area of the intake passage 20. The intake air that has passed through the intake throttle valve 21 is distributed to each cylinder of the engine 10 via an intake collector.

エンジン10は、気筒毎にインジェクタ11を備える。   The engine 10 includes an injector 11 for each cylinder.

インジェクタ11は、エンジン10の各気筒の燃焼室に臨むように設けられ、燃焼室内に燃料を噴射する。噴射された燃料は、燃焼室内で高圧縮化されて高温になった吸気によって燃焼する。燃焼により生じた排気は、エンジン10から排気通路30に排出される。   The injector 11 is provided so as to face the combustion chamber of each cylinder of the engine 10 and injects fuel into the combustion chamber. The injected fuel is combusted by intake air that has been highly compressed in the combustion chamber and has reached a high temperature. Exhaust gas generated by the combustion is discharged from the engine 10 to the exhaust passage 30.

排気通路30には、上流から順に酸化触媒コンバータ31と、NOx触媒コンバータ32と、DPF33とが設けられる。   In the exhaust passage 30, an oxidation catalytic converter 31, a NOx catalytic converter 32, and a DPF 33 are provided in order from the upstream.

酸化触媒コンバータ31は、コージェライト製のモノリス担体に酸化触媒を担持する。酸化触媒コンバータ31の酸化触媒は、排気空燃比が理論空燃比(ストイキ)よりもリーンの時に、排気中に含まれる一酸化窒素(NO)を酸化して二酸化窒素(NO2)を生成する。 The oxidation catalyst converter 31 carries an oxidation catalyst on a cordierite monolith carrier. When the exhaust air / fuel ratio is leaner than the stoichiometric air / fuel ratio (stoichiometric), the oxidation catalyst of the oxidation catalytic converter 31 oxidizes nitrogen monoxide (NO) contained in the exhaust to generate nitrogen dioxide (NO 2 ).

NOx触媒コンバータ32は、コージェライト製のモノリス担体にNOx触媒を担持する。NOx触媒コンバータ32のNOx触媒は、排気空燃比がストイキよりもリーンの時に排気中のNO2等のNOxを捕捉し、排気空燃比がストイキ又はリッチのときにNOxを脱離、還元する。 The NOx catalytic converter 32 carries a NOx catalyst on a monolith carrier made of cordierite. NOx catalyst NOx catalytic converter 32, the exhaust air-fuel ratio is trapped NOx in 2 such NO in the exhaust during lean of stoichiometry, exhaust air-fuel ratio is desorption of NOx when the stoichiometric or rich, reduced.

DPF33は、コージェライト製の多孔質のハニカム構造体であって、排気が流れる流路を多孔質薄壁によって格子状に仕切る。各流路の入口は交互に目封じされ、入口が目封じされない流路は出口が目封じされるので、DPF33に流入した排気に含まれるPMは多孔質薄壁を通過する際に、その内側表面で捕集される。したがって、DPF33は、エンジン10から排出された排気に含まれるPMを捕集し、PMを除去した排気を下流に流す。   The DPF 33 is a cordierite porous honeycomb structure, and the flow path through which the exhaust flows is partitioned into a lattice shape by a porous thin wall. The inlet of each flow path is alternately sealed, and the flow path where the inlet is not sealed is sealed at the outlet. Therefore, when the PM contained in the exhaust gas flowing into the DPF 33 passes through the porous thin wall, Collected on the surface. Therefore, the DPF 33 collects PM contained in the exhaust discharged from the engine 10 and flows the exhaust from which the PM is removed downstream.

コントローラ40は、中央演算装置(CPU)、読み出し専用メモリ(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)、及び入出力インタフェース(I/Oインタフェース)を備えたマイクロコンピュータで構成される。   The controller 40 includes a microcomputer that includes a central processing unit (CPU), a read-only memory (ROM), a random access memory (RAM), and an input / output interface (I / O interface).

コントローラ40には、エンジン回転速度を検出するクランク角度センサ41と、アクセルペダルの踏込み量を検出するアクセルペダルセンサ42と、DPF33の入口側の排気温度を検出する温度センサ43と、DPF33の入口側の排気圧力を検出する圧力センサ44とからの検出データがそれぞれ信号として入力する。   The controller 40 includes a crank angle sensor 41 that detects the engine rotation speed, an accelerator pedal sensor 42 that detects the amount of depression of the accelerator pedal, a temperature sensor 43 that detects the exhaust temperature on the inlet side of the DPF 33, and an inlet side of the DPF 33 The detection data from the pressure sensor 44 for detecting the exhaust pressure of each is input as a signal.

コントローラ40は、これらの入力信号に基づいてNOx触媒コンバータ32におけるNOx堆積量及びDPF33におけるPM堆積量を算出し、NOx触媒及びDPF33の再生制御を実施する。   The controller 40 calculates the NOx accumulation amount in the NOx catalytic converter 32 and the PM accumulation amount in the DPF 33 based on these input signals, and performs regeneration control of the NOx catalyst and the DPF 33.

ところで、DPFを備える排気浄化装置では、DPFに所定量のPMが堆積した時に、DPF温度を600℃以上にしてDPF強制再生制御を実行することで、PMを燃焼除去する。そのため、DPF強制再生制御による熱負荷に起因して、NOx触媒が熱劣化しやすいという問題がある。   By the way, in the exhaust emission control device provided with the DPF, when a predetermined amount of PM is deposited on the DPF, the DPF temperature is set to 600 ° C. or more, and the DPF forced regeneration control is executed to burn and remove the PM. Therefore, there is a problem that the NOx catalyst is likely to be thermally deteriorated due to the heat load by the DPF forced regeneration control.

本実施形態の排気浄化装置100では、DPF強制再生制御を実施する他に、NOx触媒コンバータ32のNOx触媒に蓄えられたNO2を利用してDPF33に堆積したPMを酸化除去する。NOx中のNO2によるDPF33の再生制御は、DPF温度がDPF強制再生時よりも低温の時に実施され、NO2とPMの主成分である煤(C)とを2NO2+2C→N2+2CO2のように反応させて、DPF33に堆積しているPMを燃焼させるものである。 In the exhaust purification apparatus 100 of the present embodiment, in addition to performing DPF forced regeneration control, PM deposited on the DPF 33 is oxidized and removed using NO 2 stored in the NOx catalyst of the NOx catalytic converter 32. Regeneration control DPF33 by NO 2 in NOx is, DPF temperature is performed at a low temperature than at DPF forced regeneration, 2NO and soot (C) is the main component of NO 2 and PM 2 + 2C → N 2 + 2CO 2 In this way, PM deposited on the DPF 33 is burned.

図2は、DPF温度と、NO2によるPMの酸化速度との関係を示す図である。 FIG. 2 is a graph showing the relationship between the DPF temperature and the oxidation rate of PM by NO 2 .

図2に示すように、DPF温度が300℃よりも高くなるとNO2によってDPF33に堆積したPMの煤が酸化除去されやすくなり、DPF温度が400℃程度で酸化速度が最大となる。ディーゼル用のエンジン10では排気温度を上昇させるような制御を行わない限りDPF温度が400℃を超えることはないため、DPF温度が300℃から400℃の範囲にある時にNOx触媒に蓄えられたNO2を利用してDPF33に堆積したPMを燃焼させる。このように排気浄化装置100では、NOx中のNO2によってDPF33を再生することで、DPF強制再生制御の頻度を低減し、NOx触媒の熱劣化の抑制を図るのである。 As shown in FIG. 2, when the DPF temperature is higher than 300 ° C., the PM soot deposited on the DPF 33 is easily oxidized and removed by NO 2 , and the oxidation rate becomes maximum when the DPF temperature is about 400 ° C. In the diesel engine 10, the DPF temperature does not exceed 400 ° C. unless control is performed to increase the exhaust temperature. Therefore, the NOx stored in the NOx catalyst when the DPF temperature is in the range of 300 ° C. to 400 ° C. 2 is used to burn the PM deposited on the DPF 33. As described above, in the exhaust purification apparatus 100, the frequency of the DPF forced regeneration control is reduced by regenerating the DPF 33 with NO 2 in NOx, thereby suppressing the thermal deterioration of the NOx catalyst.

次に、図3を参照して、コントローラ40が実施するNOx触媒及びDPF33の再生制御について説明する。   Next, the NOx catalyst and DPF 33 regeneration control performed by the controller 40 will be described with reference to FIG.

図3は、コントローラ40が実行するメインルーチンについて説明するフローチャートである。このメインルーチンは、エンジン100の運転中に一定間隔、例えば10msで繰り返し実行される。   FIG. 3 is a flowchart for explaining a main routine executed by the controller 40. This main routine is repeatedly executed at regular intervals, for example, 10 ms during the operation of the engine 100.

ステップS101では、コントローラ40は、NOx触媒コンバータ32のNOx触媒におけるNOx堆積量が所定値NOXよりも大きいか否かを判定する。   In step S101, the controller 40 determines whether or not the NOx accumulation amount in the NOx catalyst of the NOx catalytic converter 32 is larger than a predetermined value NOX.

NOx堆積量は、クランク角度センサ41の検出値とアクセルペダルセンサ42の検出値とから求められるNOx量を積算することによって算出される。   The NOx accumulation amount is calculated by integrating the NOx amount obtained from the detection value of the crank angle sensor 41 and the detection value of the accelerator pedal sensor 42.

NOx堆積量が所定値NOXよりも大きい場合には、コントローラ40はステップS102の処理を実行する。それ以外の場合には、コントローラ40は処理を終了する。   When the NOx accumulation amount is larger than the predetermined value NOX, the controller 40 executes the process of step S102. In other cases, the controller 40 ends the process.

ステップS102では、コントローラ40は、DPF温度が300℃から400℃の範囲内にあるか否かを判定する。本実施形態では、温度センサ43によって検出されたDPF入口側の排気温度をDPF温度と推定する。   In step S102, the controller 40 determines whether or not the DPF temperature is within a range of 300 ° C to 400 ° C. In the present embodiment, the exhaust temperature on the DPF inlet side detected by the temperature sensor 43 is estimated as the DPF temperature.

コントローラ40は、DPF温度が300℃から400℃の範囲内にある場合にはステップS103の処理を実行し、それ以外の場合にはステップS106の処理を実行する。   When the DPF temperature is within the range of 300 ° C. to 400 ° C., the controller 40 executes the process of step S103, and otherwise executes the process of step S106.

ステップS103では、コントローラ40は、DPF33におけるPM堆積量が所定値PM1よりも大きいか否かを判定する。   In step S103, the controller 40 determines whether or not the PM accumulation amount in the DPF 33 is larger than a predetermined value PM1.

PM堆積量は、圧力センサ44によって検出されたDPF入口側の排気圧力に基づいて算出される。   The PM accumulation amount is calculated based on the exhaust pressure on the DPF inlet side detected by the pressure sensor 44.

コントローラ40は、DPF33におけるPM堆積量が所定値PM1よりも大きい場合にはステップS104の処理を実行し、それ以外の場合にはステップS105の処理を実行する。   The controller 40 executes the process of step S104 when the PM accumulation amount in the DPF 33 is larger than the predetermined value PM1, and otherwise executes the process of step S105.

ステップS104では、コントローラ40は、NOx脱離制御を実施して、処理を終了する。   In step S104, the controller 40 performs NOx desorption control and ends the process.

NOx脱離制御においては、排気空燃比をストイキ、より具体的には空気過剰率λを1.0程度に設定する。この排気空燃比は、NOx触媒からNOxが脱利する空燃比である。排気空燃比は、吸気絞り弁21の開度やインジェクタ11からの燃料噴射量を調整することで制御される。   In the NOx desorption control, the exhaust air / fuel ratio is stoichiometric, more specifically, the excess air ratio λ is set to about 1.0. This exhaust air-fuel ratio is an air-fuel ratio at which NOx is removed from the NOx catalyst. The exhaust air / fuel ratio is controlled by adjusting the opening of the intake throttle valve 21 and the fuel injection amount from the injector 11.

なお、NOx脱離制御における排気空燃比は、ストイキとほぼ同じであるが僅かにリッチにしてもよい。   Note that the exhaust air-fuel ratio in the NOx desorption control is substantially the same as stoichiometric, but may be slightly richer.

上記のように排気空燃比を制御することで、NOx触媒コンバータ32のNOx触媒に蓄えられているNOxを脱離させる。脱離したNOxのほとんどは、NOx触媒において浄化されずに、DPF33に流入する。このときDPF温度は300℃から400℃程度であるので、NOx中のNO2によってDPF33に堆積しているPMの煤が燃焼除去される。これにより、NOx触媒コンバータ32のNOx触媒の再生を行うとともに、DPF33の再生も行うことができる。 By controlling the exhaust air / fuel ratio as described above, NOx stored in the NOx catalyst of the NOx catalytic converter 32 is desorbed. Most of the desorbed NOx flows into the DPF 33 without being purified by the NOx catalyst. At this time, since the DPF temperature is about 300 ° C. to 400 ° C., PM soot accumulated on the DPF 33 is burned and removed by NO 2 in NOx. Thereby, the NOx catalyst of the NOx catalytic converter 32 can be regenerated and the DPF 33 can also be regenerated.

PM堆積量がPM1よりも小さい場合には、ステップS105において、コントローラ40はNOx浄化制御を実施して処理を終了する。   When the PM accumulation amount is smaller than PM1, in step S105, the controller 40 performs NOx purification control and ends the process.

NOx浄化制御においては、排気空燃比をストイキよりもリッチ、より具体的には空気過剰率λを0.8程度に制御することで、NOx触媒コンバータ32のNOx触媒に蓄えられているNOxを脱離させ、脱離したNOxを排気中の炭化水素(HC)及び一酸化炭素(CO)によって還元浄化する。これにより、NOx触媒コンバータ32のNOx触媒の再生を行うことができる。   In the NOx purification control, the exhaust air-fuel ratio is richer than stoichiometric, more specifically, the excess air ratio λ is controlled to about 0.8, so that NOx stored in the NOx catalyst of the NOx catalytic converter 32 is removed. The desorbed and desorbed NOx is reduced and purified by hydrocarbon (HC) and carbon monoxide (CO) in the exhaust gas. As a result, the NOx catalyst of the NOx catalyst converter 32 can be regenerated.

排気空燃比をストイキよりもリッチにすると排気に含まれるPM量が増加するが、NOx浄化制御はPM堆積量が所定値PM1よりも小さい時に実施するので、排気中のPM量が増加したとしてもDPF33においてPMが過堆積となることがない。   If the exhaust air-fuel ratio is made richer than the stoichiometric ratio, the amount of PM contained in the exhaust increases. However, since the NOx purification control is performed when the PM accumulation amount is smaller than the predetermined value PM1, even if the PM amount in the exhaust increases. In the DPF 33, PM is not excessively deposited.

一方、DPF温度が300℃から400℃の範囲内にない場合には、ステップS106において、コントローラ40は、DPF33におけるPM堆積量が所定値PM2よりも大きいか否かを判定する。所定値PM2は、ステップS103における所定値PM1よりも大きい値であって、PM堆積量限界値である。   On the other hand, when the DPF temperature is not within the range of 300 ° C. to 400 ° C., in step S106, the controller 40 determines whether or not the PM accumulation amount in the DPF 33 is larger than the predetermined value PM2. The predetermined value PM2 is a value larger than the predetermined value PM1 in step S103, and is a PM accumulation amount limit value.

DPF33におけるPM堆積量が所定値PM2よりも大きい場合には、早急にDPFを再生する必要があるので、コントローラ40は、ステップS107においてDPF強制再生制御を実施する。それ以外の場合には、コントローラ40はステップS105の処理を実行する。   When the PM accumulation amount in the DPF 33 is larger than the predetermined value PM2, it is necessary to regenerate the DPF as soon as possible, so the controller 40 performs DPF forced regeneration control in step S107. In other cases, the controller 40 executes the process of step S105.

ステップS107では、コントローラ40は、DPF強制再生制御を実施して処理を終了する。   In step S107, the controller 40 performs DPF forced regeneration control and ends the process.

DPF強制再生制御では、主燃料噴射時期を遅角したり、主燃料噴射の後にポスト燃料噴射したりして、排気温度を上昇させて、DPF温度を600℃程度に維持して、DPF33に堆積したPMを燃焼させる。   In the DPF forced regeneration control, the main fuel injection timing is retarded or post fuel injection is performed after the main fuel injection, the exhaust temperature is increased, the DPF temperature is maintained at about 600 ° C., and the DPF 33 is accumulated. Burn PM.

以上により、本実施形態の排気浄化装置100では、下記の効果を得ることができる。   As described above, in the exhaust purification device 100 of the present embodiment, the following effects can be obtained.

排気浄化装置100では、DPF33の上流側の排気通路30にNOx触媒コンバータを備え、DPF温度が300℃から400℃にある時にNOx脱離制御を実施することで、NOx触媒から脱離したNOx中のNO2によってDPF33に堆積したPMの煤を燃焼させる。NOx触媒から脱離したNO2を利用してDPF33を再生するので、排気温度を上昇させる必要があるDPF強制再生制御の頻度を低減することができる。したがって、排気浄化装置100は、NOx触媒の熱劣化を抑制しつつ、排気を浄化することができる。 In the exhaust purification apparatus 100, the NOx catalytic converter is provided in the exhaust passage 30 upstream of the DPF 33, and NOx desorption control is performed when the DPF temperature is from 300 ° C to 400 ° C. The PM soot deposited on the DPF 33 is burned by NO 2 . Since the DPF 33 is regenerated using NO 2 desorbed from the NOx catalyst, the frequency of the DPF forced regeneration control that needs to raise the exhaust gas temperature can be reduced. Therefore, the exhaust purification device 100 can purify the exhaust while suppressing thermal deterioration of the NOx catalyst.

DPF強制再生制御において主燃料噴射とは別にポスト燃料噴射をして排気温度を上昇させるが、DPF強制再生制御の頻度が低減すれば、ポスト燃料噴射の回数も減るので、未燃燃料によるオイル希釈が抑制されるとともに燃費性能が向上する。   In the DPF forced regeneration control, post fuel injection is performed separately from the main fuel injection to raise the exhaust temperature. However, if the frequency of the DPF forced regeneration control is reduced, the number of post fuel injections is also reduced. Is suppressed and fuel efficiency is improved.

なお、本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。   Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is obvious that various modifications can be made within the scope of the technical idea.

本実施形態では、温度センサ43によって検出されたDPF入口側の排気温度をDPF温度としたが、DPF33に温度センサを設置してDPF温度を直接検出するようにしてもよい。   In this embodiment, the exhaust temperature on the DPF inlet side detected by the temperature sensor 43 is the DPF temperature. However, a temperature sensor may be installed in the DPF 33 to directly detect the DPF temperature.

また、本実施形態では、圧力センサ44によって検出されたDPF入口側の排気圧力に基づいてPM堆積量を算出したが、クランク角度センサ41の検出値とアクセルペダルセンサ42の検出値とから求められるPM量を積算することによってPM堆積量を算出するようにしてもよい。   In the present embodiment, the PM accumulation amount is calculated based on the exhaust pressure on the DPF inlet side detected by the pressure sensor 44, but is obtained from the detection value of the crank angle sensor 41 and the detection value of the accelerator pedal sensor 42. The PM accumulation amount may be calculated by integrating the PM amount.

100 排気浄化装置
10 エンジン
11 インジェクタ
20 吸気通路
21 吸気絞り弁
30 排気通路
31 酸化触媒コンバータ
32 NOx触媒コンバータ
33 ディーゼルパティキュレートフィルタ(フィルタ)
40 コントローラ(空燃比制御手段)
100 Exhaust Purification Device 10 Engine 11 Injector 20 Intake Passage 21 Intake Throttle Valve 30 Exhaust Passage 31 Oxidation Catalytic Converter 32 NOx Catalytic Converter 33 Diesel Particulate Filter (Filter)
40 controller (air-fuel ratio control means)

Claims (4)

排気中の粒子状物質を捕集するフィルタを備えるエンジンの排気浄化装置であって、
前記フィルタよりも上流側の排気通路に設けられ、空燃比に応じてNOxを捕集、脱離、浄化するNOx触媒を有するNOx触媒コンバータと、
前記フィルタの温度が、NOx中のNO によって前記フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼する燃焼温度範囲内にあるか否かを判定するフィルタ温度判定手段と、
前記フィルタに堆積した粒子状物質の堆積量が、堆積限界量である第1所定値より大きいか否か及び第1所定値よりも小さく設定された第2所定値よりも大きいか否かを判定する堆積量判定手段と、
NOx中のNOによって前記フィルタに堆積した粒子状物質が燃焼するように、空燃比を前記NOx触媒が捕集したNOxを脱離する脱離空燃比に制御する空燃比制御手段と、
排気温度を上昇させることで前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させるフィルタ強制再生手段と、を備え、
前記フィルタ温度が前記燃焼温度範囲内にあって、前記堆積量が第2所定値よりも大きい場合に、前記空燃比制御手段によって空燃比を脱離空燃比に制御し、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させ、
前記フィルタ温度が前記燃焼温度範囲内になく、前記堆積量が第1所定値よりも大きい場合に、前記フィルタ強制再生手段によって排気温度を上昇させ、前記フィルタに堆積した粒子状物質を燃焼させる、
ことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
An exhaust purification device for an engine comprising a filter for collecting particulate matter in exhaust gas,
A NOx catalytic converter provided in an exhaust passage upstream of the filter and having a NOx catalyst for collecting, desorbing and purifying NOx according to the air-fuel ratio;
Filter temperature determining means for determining whether the temperature of the filter is within a combustion temperature range in which particulate matter deposited on the filter by NO 2 in NOx burns;
It is determined whether the amount of particulate matter deposited on the filter is larger than a first predetermined value that is a deposition limit amount and larger than a second predetermined value that is set smaller than the first predetermined value. A deposit amount judging means for
As the particulate matter deposited on the filter by NO 2 in NOx is burned, the air-fuel ratio control means for controlling the air-fuel ratio to the desorption air-fuel ratio the NOx catalyst desorbs NOx was collected,
Filter forced regeneration means for burning particulate matter deposited on the filter by raising the exhaust temperature,
Particles deposited on the filter by controlling the air-fuel ratio to the desorption air-fuel ratio by the air-fuel ratio control means when the filter temperature is in the combustion temperature range and the accumulation amount is larger than a second predetermined value. Burning the substance,
When the filter temperature is not within the combustion temperature range and the accumulation amount is larger than a first predetermined value, the exhaust temperature is raised by the filter forced regeneration means, and particulate matter deposited on the filter is burned.
An exhaust emission control device for an engine.
前記空燃比制御手段は、脱離空燃比が理論空燃比又は理論空燃比よりも僅かにリッチとなるように制御することで、前記NOx触媒が捕集したNOxを脱離させる、
ことを特徴とする請求項1に記載のエンジンの排気浄化装置。
The air-fuel ratio control means desorbs the NOx collected by the NOx catalyst by controlling the desorption air-fuel ratio so that it is slightly richer than the stoichiometric air-fuel ratio or the stoichiometric air-fuel ratio.
The engine exhaust gas purification apparatus according to claim 1.
前記空燃比制御手段は、前記フィルタ温度が前記燃焼温度範囲内にあって前記堆積量が第2所定値よりも小さい場合、及び前記フィルタ温度が前記燃焼温度範囲内になく前記堆積量が第1所定値よりも小さい場合に、空燃比を脱離空燃比よりもリッチ側の浄化空燃比に制御し、前記NOx触媒において捕集したNOxを脱離、浄化させる、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のエンジンの排気浄化装置。
The air-fuel ratio control means is configured such that the filter temperature is within the combustion temperature range and the accumulation amount is smaller than a second predetermined value, and the filter temperature is not within the combustion temperature range and the accumulation amount is the first. When the air-fuel ratio is smaller than a predetermined value, the air-fuel ratio is controlled to be a purification air-fuel ratio richer than the desorption air-fuel ratio, and NOx trapped in the NOx catalyst is desorbed and purified;
The exhaust emission control device for an engine according to claim 1 or 2.
前記燃焼温度範囲は、300℃から400℃の温度範囲である、ことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のエンジンの排気浄化装置。 The combustion temperature range is the temperature range of 400 ° C. from 300 ° C., an exhaust purifying apparatus for an engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the.
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