JP5517253B2 - engine - Google Patents
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Description
本発明は、エンジンに関し、特に、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンに関する。 The present invention relates to an engine, and in particular, a particulate filter that collects particulate matter contained in exhaust gas, and a differential pressure sensor that detects a differential pressure between the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the particulate filter. The differential pressure sensor is connected, and the particulate matter accumulation amount of the particulate filter is estimated based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor, and the estimated particulate matter accumulation amount is stored in the storage unit. And a controller that determines whether to regenerate the particulate filter based on the estimated particulate matter accumulation amount.
ディーゼルエンジン等のエンジンにおいては、排気ガスに含まれる粒子状物質(Particulate Matter、以下「PM」という。)を捕集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。)がPMによって目詰まりすると、PMの酸化反応が低下する。そこで、DPFにおけるPMの酸化反応を維持するため、DPFの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧に基づいてDPFのPM堆積量を推定し、該推定したPM堆積量が所定の基準堆積量を上回る場合に、燃料をポスト噴射してDPFを強制的に再生させる、という技術が公知となっている(例えば、特許文献1参照)。 In an engine such as a diesel engine, a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF”) that collects particulate matter (hereinafter referred to as “PM”) contained in exhaust gas is collected by PM. When clogged, the oxidation reaction of PM decreases. Therefore, in order to maintain the oxidation reaction of PM in the DPF, the PM deposition amount of the DPF is estimated based on the differential pressure between the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the DPF, and the estimated PM deposition amount is a predetermined standard. A technique is known in which the DPF is forcibly regenerated by post-injecting fuel when the deposition amount is exceeded (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、前記技術では、エンジン始動後において、エンジン停止中における差圧の経時変化によって差圧が低下している場合に、該低下した差圧に基づいてPM堆積量を推定すると、実際のPM堆積量との誤差が大きくなり、推定したPM堆積量が実際のPM堆積量よりも小さくなって実際のPM堆積量を過小評価することになる。特に、エンジンが停止してから長時間経過してからエンジンを始動した場合には、エンジン始動後における差圧の低下が一層大きい。 However, in the above-described technique, when the differential pressure is reduced due to the change over time of the differential pressure while the engine is stopped after the engine is started, if the PM deposition amount is estimated based on the reduced differential pressure, the actual PM deposition As a result, the estimated PM deposition amount becomes smaller than the actual PM deposition amount, and the actual PM deposition amount is underestimated. In particular, when the engine is started after a long time has passed since the engine was stopped, the pressure drop after the engine is started is further reduced.
従って、DPFのPM堆積量を正確に推定することができず、DPFの強制再生を適切な時期に実施することができない、という問題があった。DPFの強制再生を適切な時期に実施することができないと、DPFの溶損いわゆる暴走再生を招く恐れがある。 Therefore, there has been a problem that the amount of accumulated PM in the DPF cannot be accurately estimated, and the forced regeneration of the DPF cannot be performed at an appropriate time. If the forced regeneration of the DPF cannot be performed at an appropriate time, there is a possibility that the DPF may be melted, so-called runaway regeneration.
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものであり、DPFのPM堆積量を正確に推定して、DPFの強制再生を適切な時期に実施することができるエンジンを提供する。 The present invention has been made in view of the above situation, and provides an engine that can accurately estimate the amount of PM accumulated in the DPF and perform the forced regeneration of the DPF at an appropriate time.
本発明の解決しようとする課題は以上のとおりであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
すなわち、請求項1においては、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンにおいて、前記コントローラは、エンジン始動後からの粒子状物質堆積量の増加分を算出し、該算出したエンジン始動後からの粒子状物質堆積量の増加分を、前記記憶部に記憶されているエンジン始動前の粒子状物質堆積量に積算し、該積算して求めた粒子状物質堆積量が所定の基準堆積量を上回るか否かを判断し、前記積算して求めた粒子状物質堆積量が前記基準堆積量を上回る場合に、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するものである。
That is, in
請求項2においては、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンにおいて、前記コントローラは、エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを判断し、暖機運転が完了したと判断した場合に、暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を算出し、該算出した暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を、前記記憶部に記憶されているエンジン始動前の粒子状物質堆積量に積算し、該積算して求めた粒子状物質堆積量が所定の基準堆積量を上回るか否かを判断し、前記積算して求めた粒子状物質堆積量が前記基準堆積量を上回る場合に、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するものである。
In
請求項3においては、排気ガスに含まれる粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンにおいて、前記コントローラは、エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを判断し、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生してからの経過時間を計測し、該計測した経過時間が所定の基準時間を経過しているか否かを判断し、暖機運転が完了し、かつ、前記計測した経過時間が前記基準時間を経過していると判断した場合に、暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を算出し、該算出した暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を、前記記憶部に記憶されているエンジン始動前の粒子状物質堆積量に積算し、該積算して求めた粒子状物質堆積量が所定の基準堆積量を上回るか否かを判断し、前記積算して求めた粒子状物質堆積量が前記基準堆積量を上回る場合に、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するものである。
In
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1においては、エンジン始動前の粒子状物質堆積量にエンジン始動後からの粒子状物質堆積量の増加分を積算することにより、実際の粒子状物質堆積量との誤差が小さくなる。従って、パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を正確に推定して、パティキュレートフィルタの強制再生を適切な時期に実施することができる。 According to the first aspect of the present invention, an error from the actual particulate matter accumulation amount is reduced by integrating the amount of increase in the particulate matter deposition amount after the engine start to the particulate matter deposition amount before the engine start. Therefore, the particulate matter accumulation amount of the particulate filter can be accurately estimated, and the forced regeneration of the particulate filter can be performed at an appropriate time.
請求項2においては、エンジン始動前の粒子状物質堆積量に暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を積算することにより、実際の粒子状物質堆積量との誤差が小さくなる。暖機運転完了後には、低下した差圧の回復が見込まれるため、暖機運転完了後における差圧に基づいて算出した粒子状物質堆積量の増加分は、実際の粒子状物質堆積量の増加分と精度良く一致する。従って、パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を正確に推定して、パティキュレートフィルタの強制再生を適切な時期に実施することができる。 According to the second aspect of the present invention, the error from the actual particulate matter accumulation amount is reduced by integrating the amount of the particulate matter accumulation amount after the warm-up operation is added to the particulate matter accumulation amount before starting the engine. . After the warm-up operation is completed, the reduced differential pressure is expected to recover, so the increase in the particulate matter deposition amount calculated based on the differential pressure after the warm-up operation is completed is the increase in the actual particulate matter deposition amount. Matches minute and accuracy. Therefore, the particulate matter accumulation amount of the particulate filter can be accurately estimated, and the forced regeneration of the particulate filter can be performed at an appropriate time.
請求項3においては、エンジン始動前の粒子状物質堆積量に暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を積算することにより、実際の粒子状物質堆積量との誤差が小さくなる。暖機運転完了後には、低下した差圧の回復が見込まれるため、暖機運転完了後における差圧に基づいて算出した粒子状物質堆積量の増加分は、実際の粒子状物質堆積量の増加分と精度良く一致する。また、前回の強制再生から時間が経っている場合に限って、積算して求めた粒子状物質堆積量に基づいて強制再生の要否を判断することにより、前回の強制再生が近時に行われている場合にまで、過度の強制再生が行われることがない。従って、パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を正確に推定して、パティキュレートフィルタの強制再生を適切な時期に実施することができる。 According to a third aspect of the present invention, the error from the actual particulate matter accumulation amount is reduced by integrating the particulate matter accumulation amount before starting the engine by the increment of the particulate matter accumulation amount after the completion of the warm-up operation. . After the warm-up operation is completed, the reduced differential pressure is expected to recover, so the increase in the particulate matter deposition amount calculated based on the differential pressure after the warm-up operation is completed is the increase in the actual particulate matter deposition amount. Matches minute and accuracy. Also, only when the time has passed since the previous forced regeneration, the previous forced regeneration is performed in the near future by determining whether forced regeneration is necessary based on the accumulated particulate matter accumulation amount. Until then, excessive forced regeneration will not occur. Therefore, the particulate matter accumulation amount of the particulate filter can be accurately estimated, and the forced regeneration of the particulate filter can be performed at an appropriate time.
以下、本発明を実施するための形態について図面に基づき説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described with reference to the drawings.
先ず、本発明の第一実施形態に係るエンジン1の全体構成について、図1により説明する。
First, the overall configuration of the
エンジン1は、直列四気筒型ディーゼルエンジン等のエンジン本体2、燃料噴射装置としてのコモンレール燃料噴射装置3、排気ガス再循環(Exhaust Gas Recirculation、以下「EGR」という。)装置4、排気タービン式過給機(ターボチャージャー)等の過給機5、排気浄化装置6等から構成される。
The
このうちのエンジン本体2においては、シリンダヘッド21がシリンダブロック22の上面に固定される。シリンダブロック22には、クランク軸24が回転可能に軸支されると共に、クランク軸24の軸方向に沿って四つのシリンダ23・23・・・が等間隔で形成される。また、クランク軸24の軸直交方向にてシリンダヘッド21の一側には、図示せぬ吸気マニホールドを介して吸気管25が接続される一方、シリンダヘッド21の他側には、図示せぬ排気マニホールドを介して排気管26が接続される。
In the
コモンレール燃料噴射装置3は、燃料を高圧にする図示せぬサプライポンプ、該サプライポンプで高圧にされた燃料を蓄えるコモンレール31、コモンレール31内の高圧燃料をシリンダ23・23・・・内に噴射するインジェクタ32・32・・・等から構成される。このうちのインジェクタ32・32・・・とコントローラ7とが接続されており、コントローラ7からの信号により、インジェクタ32・32・・・から燃料が噴射される。
The common rail
EGR装置4は、吸気に再循環される排気ガスが流れるEGR管41、EGR管41内の排気ガスを冷却するEGRクーラ42、EGR管41を開閉するEGR弁43等から構成される。このうちのEGR弁43とコントローラ7とが接続されており、コントローラ7からの信号により、EGR弁43が所定の開度で開閉される。これにより、EGR弁43の開度に応じた量の排気ガスが、EGR管41によってエンジン本体2の図示せぬ燃焼室内に送り込まれ、低酸素雰囲気により該燃焼室内の燃焼温度が低下するため、高温燃焼により発生するNOxの排出量を低減することができる。
The EGR
過給機5においては、吸気管25及び排気管26と連通するハウジング51内に、回転軸52が回転可能に軸支され、回転軸52上の排気管26側には、タービン53が固定される一方、回転軸52上の吸気管25側には、コンプレッサ54が固定される。これにより、排気管26内を流れる排気ガスのエネルギーによってタービン53が回転すると、回転軸52を介してタービン53と共に回転するコンプレッサ54によって吸気が圧縮され、圧縮された吸気がシリンダ23・23・・・内に送り込まれることにより、シリンダ23・23・・・内の吸気充填効率が向上して、エンジン1の出力を増大させることができる。
In the
排気浄化装置6は、酸化触媒担体(Diesel Oxidation Catalyst、以下「DOC」という。)61、例えばウォールフロー型のDPF62等から構成され、排気管26の排気出口側に設けられる。これにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)及び有機可溶成分(SOF)がDOC61で酸化されると共に、排気ガスに含まれるPMがDPF62で捕集・酸化されて、排気ガスを浄化することができる。
The
また、排気浄化装置6には、DOC61の排気ガス上流側に設けられる上流側センサ631と、DPF62の排気ガス下流側に設けられる下流側センサ632とから構成される差圧センサ63が設けられる。そして、差圧センサ63とコントローラ7とが接続されており、上流側センサ631によって検知された圧力と下流側センサ632によって検知された圧力との差が、DPF62の排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧としてコントローラ7に入力される。
Further, the
コントローラ7は、図示せぬ中央処理部、記憶部71等から構成される。コントローラ7では、差圧センサ63によって検知された差圧に基づいてDPF62のPM堆積量を推定し、該推定したPM堆積量が記憶部71に記憶される。そして、コントローラ7の有する図示せぬカウンターによって、エンジン始動後からの経過時間(以下「始動後経過時間」という。)Tsが計測される。また、記憶部71には、推定したPM堆積量に関する基準値となる基準堆積量Sc、始動後経過時間Tsに関する基準値となる基準始動後経過時間Tsc、後述するDPF62の強制再生を行うための制御プログラム等が記憶されている。
The
次に、DPF62の強制再生の制御手順について、図2及び図3により説明する。
Next, the forced regeneration control procedure of the
図2に示すように、エンジン1が始動されると(ステップS1、YES)、エンジン始動後からのPM堆積量の増加分(以下「始動後PM堆積量増加分」という。)ΔS1が算出される(ステップS2)。
As shown in FIG. 2, when the
具体的には、図3において、縦軸が推定されたPM堆積量、横軸がエンジン運転時間、エンジン始動時T0におけるPM堆積量をSa0、始動後経過時間TsにおけるPM堆積量をSa1とすると、始動後PM堆積量増加分ΔS1は、Sa1からSa0を引算した値(Sa1−Sa0)である。 Specifically, in FIG. 3, the vertical axis is the estimated PM accumulation amount, the horizontal axis is the engine operation time, the PM accumulation amount at the engine start time T0 is Sa0, and the PM accumulation amount at the post-start elapsed time Ts is Sa1. The post-startup PM accumulation amount increase ΔS1 is a value obtained by subtracting Sa0 from Sa1 (Sa1-Sa0).
そして、図2に戻って、記憶部71に記憶されているエンジン始動前のPM堆積量Sbに、始動後PM堆積量増加分ΔS1が積算され(ステップS3)、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS1が基準堆積量Scを上回るか否かが判断される(ステップS4)。 Then, returning to FIG. 2, the post-startup PM accumulation amount increase ΔS1 is integrated with the PM accumulation amount Sb before engine start stored in the storage unit 71 (step S3), and the PM accumulation amount obtained by integration is obtained. It is determined whether or not Sb + ΔS1 exceeds the reference accumulation amount Sc (step S4).
そして、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS1が基準堆積量Scを上回る場合は(ステップS4、YES)、DPF62の強制再生が行われる(ステップS5)。つまり、コントローラ7からの信号により、インジェクタ32・32・・・から燃料がポスト噴射される。
If the accumulated PM amount Sb + ΔS1 exceeds the reference accumulation amount Sc (step S4, YES), the
一方、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS1が基準堆積量Sc以下の場合は(ステップS4、NO)、DPF62の強制再生が行われることなく、ステップS2以降の手順が繰り返される。
On the other hand, if the accumulated PM amount Sb + ΔS1 is less than or equal to the reference accumulation amount Sc (step S4, NO), the procedure after step S2 is repeated without forcibly regenerating the
以上のように、排気ガスに含まれるPMを捕集するパティキュレートフィルタとしてのDPF62と、DPF62の排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサ63と、差圧センサ63が接続され、差圧センサ63によって検知された差圧に基づいてDPF62のPM堆積量を推定し、該推定したPM堆積量を記憶部71に記憶し、前記推定したPM堆積量に基づいてDPF62を強制的に再生するか否かを判断するコントローラ7と、を備えるエンジン1において、コントローラ7は、エンジン始動後からのPM堆積量の増加分としての始動後PM堆積量増加分ΔS1を算出し、算出した始動後PM堆積量増加分ΔS1を記憶部71に記憶されているエンジン始動前のPM堆積量Sbに積算し、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS1が基準堆積量Scを上回るか否かを判断し、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS1が基準堆積量Scを上回る場合に、DPF62を強制的に再生するものである。
As described above, the
このような構成により、エンジン始動前のPM堆積量Sbに始動後PM堆積量増加分ΔS1を積算することにより、実際のPM堆積量との誤差が小さくなる。従って、DPF62のPM堆積量を正確に推定して、DPF62の強制再生を適切な時期に実施することができる。
With such a configuration, an error from the actual PM accumulation amount is reduced by integrating the PM accumulation amount increase ΔS1 after starting to the PM accumulation amount Sb before starting the engine. Therefore, it is possible to accurately estimate the amount of PM accumulated in the
次に、本発明の第二実施形態に係るエンジンについて、図4及び図5により説明する。なお、第一実施形態と同一符号の部材等は第一実施形態と同一構造であるため詳細な説明は省略する。 Next, an engine according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In addition, since the member of the same code | symbol as 1st embodiment is the same structure as 1st embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.
第二実施形態に係るエンジンでは、図4に示すように、エンジン1が始動されると(ステップS21、YES)、コントローラ7のタイマーにより始動後経過時間Tsのタイムカウントが開始され(ステップS22)、始動後経過時間Tsが基準始動後経過時間Tscを経過しているか否か、つまり、暖機運転が完了したか否かが判断される(ステップS23)。
In the engine according to the second embodiment, as shown in FIG. 4, when the
そして、始動後経過時間Tsが基準始動後経過時間Tscを経過している場合は(ステップS23、YES)、暖機運転が完了したと判断され、引き続き、暖機運転完了後からのPM堆積量の増加分(以下「暖機後PM堆積量増加分」という。)ΔS2が算出される(ステップS24)。 If the elapsed time Ts after the start has passed the elapsed time Tsc after the reference start (step S23, YES), it is determined that the warm-up operation has been completed, and the PM accumulation amount after the completion of the warm-up operation is continued. ΔS2 is calculated (hereinafter referred to as “increase in PM deposition amount after warm-up”) ΔS2 (step S24).
具体的には、図5において、縦軸が推定されたPM堆積量、横軸がエンジン運転時間、基準始動後経過時間TscにおけるPM堆積量をSa2、始動後経過時間TsにおけるPM堆積量をSa3とすると、暖機後PM堆積量増加分ΔS2は、Sa3からSa2を引算した値(Sa3−Sa2)である。 Specifically, in FIG. 5, the vertical axis represents the estimated PM accumulation amount, the horizontal axis represents the engine operation time, the PM accumulation amount at the reference start elapsed time Tsc Sa2, and the PM accumulation amount at the after start start elapsed time Ts Sa3. Then, the post-warm-up PM accumulation amount increase ΔS2 is a value obtained by subtracting Sa2 from Sa3 (Sa3-Sa2).
そして、図4に戻って、記憶部71に記憶されているエンジン始動前のPM堆積量Sbに、暖機後PM堆積量増加分ΔS2が積算され(ステップS25)、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回るか否かが判断される(ステップS26)。
Then, returning to FIG. 4, the PM accumulation amount Sb before warming-up stored in the
そして、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回る場合は(ステップS26、YES)、DPF62の強制再生が行われる(ステップS27)。つまり、コントローラ7からの信号により、インジェクタ32・32・・・から燃料がポスト噴射される。
If the accumulated PM amount Sb + ΔS2 is greater than the reference accumulation amount Sc (step S26, YES), the
一方、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Sc以下の場合は(ステップS26、NO)、DPF62の強制再生が行われることなく、ステップS24以降の手順が繰り返される。
On the other hand, if the accumulated PM amount Sb + ΔS2 is equal to or less than the reference accumulation amount Sc (step S26, NO), the
なお、ステップS23において、始動後経過時間Tsが基準始動後経過時間Tscを経過していない場合は(ステップS23、NO)、暖機運転が完了していないと判断され、始動後経過時間Tsが基準始動後経過時間Tscを経過するまで、ステップS22以降の手順が繰り返される。 In step S23, if the elapsed time Ts after start has not passed the elapsed time Tsc after reference start (step S23, NO), it is determined that the warm-up operation has not been completed, and the elapsed time Ts after start is equal to The procedure after step S22 is repeated until the elapsed time Tsc after the reference start elapses.
以上のように、排気ガスに含まれるPMを捕集するパティキュレートフィルタとしてのDPF62と、DPF62の排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサ63と、差圧センサ63が接続され、差圧センサ63によって検知された差圧に基づいてDPF62のPM堆積量を推定し、該推定したPM堆積量を記憶部71に記憶し、前記推定したPM堆積量に基づいてDPF62を強制的に再生するか否かを判断するコントローラ7と、を備えるエンジン1において、コントローラ7は、エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを判断し、暖機運転が完了したと判断した場合に、暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分としての暖機後PM堆積量増加分ΔS2を算出し、算出した暖機後PM堆積量増加分ΔS2を記憶部71に記憶されているエンジン始動前のPM堆積量Sbに積算し、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回るか否かを判断し、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回る場合に、DPF62を強制的に再生するものである。
As described above, the
このような構成により、エンジン始動前のPM堆積量Sbに暖機後PM堆積量増加分ΔS2を積算することにより、実際のPM堆積量との誤差が小さくなる。暖機運転完了後には、低下した差圧の回復が見込まれるため、暖機運転完了後における差圧に基づいて算出した暖機後PM堆積量増加分ΔS2は、実際の粒子状物質堆積量の増加分と精度良く一致する。従って、DPF62のPM堆積量を正確に推定して、DPF62の強制再生を適切な時期に実施することができる。
With such a configuration, by integrating the PM accumulation amount increase ΔS2 after warm-up to the PM accumulation amount Sb before starting the engine, an error from the actual PM accumulation amount is reduced. After the warm-up operation is completed, the reduced differential pressure is expected to recover. Therefore, the post-warm-up PM deposition amount increase ΔS2 calculated based on the differential pressure after the warm-up operation is completed is the actual particulate matter deposition amount. Matches the increment accurately. Therefore, it is possible to accurately estimate the amount of PM accumulated in the
なお、本実施形態では、エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを、始動後経過時間Tsに基づいて判断するようにしているが、これに代えて、エンジン1の冷却水温に基づいて判断するようにしてもよい。
In the present embodiment, whether or not the warm-up operation is completed after the engine is started is determined based on the elapsed time Ts after the start, but instead is based on the cooling water temperature of the
また、エンジン始動時T0から基準始動後経過時間Tscまでの間(図5参照)、つまり、暖機運転期間中におけるPM堆積量の推定は、差圧に基づいてPM堆積量を推定するものに代えて、例えば、PM排出量からPM燃焼量を引算してPM堆積量を推定するものとしてもよい。 Further, the estimation of the PM accumulation amount from the engine start time T0 to the elapsed time Tsc after the reference start (see FIG. 5), that is, during the warm-up operation period, is to estimate the PM accumulation amount based on the differential pressure. Instead, for example, the PM accumulation amount may be estimated by subtracting the PM combustion amount from the PM emission amount.
次に、本発明の第三実施形態に係るエンジンについて、図6により説明する。なお、第一実施形態と同一符号の部材等は第一実施形態と同一構造であるため詳細な説明は省略する。 Next, an engine according to a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In addition, since the member of the same code | symbol as 1st embodiment is the same structure as 1st embodiment, detailed description is abbreviate | omitted.
第三実施形態に係るエンジンでは、コントローラ7の有する図示せぬカウンターによって、DPF62を強制的に再生してからの経過時間(以下「再生後経過時間」という。)Trが計測される。記憶部71には、再生後経過時間Trに関する基準値となる基準再生後経過時間Trcが記憶されている。
In the engine according to the third embodiment, an elapsed time (hereinafter referred to as “elapsed time after regeneration”) Tr after the
図6に示すように、エンジン1が始動されると(ステップS31、YES)、コントローラ7のタイマーにより始動後経過時間Tsのタイムカウントが開始され(ステップS32)、始動後経過時間Tsが基準始動後経過時間Tscを経過しているか否か、つまり、暖機運転が完了したか否かが判断される(ステップS33)。
As shown in FIG. 6, when the
そして、始動後経過時間Tsが基準始動後経過時間Tscを経過している場合は(ステップS33、YES)、暖機運転が完了したと判断され、引き続き、再生後経過時間Trが基準再生後経過時間Trcを経過しているか否かが判断される(ステップS34)。 If the elapsed time Ts after start has passed the reference elapsed time Tsc (step S33, YES), it is determined that the warm-up operation has been completed, and the post-regeneration elapsed time Tr continues to be the elapsed time after the reference regeneration. It is determined whether or not the time Trc has elapsed (step S34).
そして、再生後経過時間Trが基準再生後経過時間Trcを経過している場合は(ステップS34、YES)、暖機後PM堆積量増加分ΔS2が算出される(ステップS35)(図5参照)。 If the post-regeneration elapsed time Tr has passed the reference post-regeneration elapsed time Trc (YES in step S34), a post-warm-up PM accumulation amount increase ΔS2 is calculated (step S35) (see FIG. 5). .
そして、記憶部71に記憶されているエンジン始動前のPM堆積量Sbに、暖機後PM堆積量増加分ΔS2が積算され(ステップS36)、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回るか否かが判断される(ステップS37)。 Then, the PM accumulated amount increase ΔS2 after warming-up is accumulated to the PM accumulated amount Sb before starting the engine stored in the storage unit 71 (step S36), and the PM accumulated amount Sb + ΔS2 obtained by the accumulation is the reference accumulated amount. It is determined whether or not Sc is exceeded (step S37).
そして、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回る場合は(ステップS37、YES)、DPF62の強制再生が行われる(ステップS38)。つまり、コントローラ7からの信号により、インジェクタ32・32・・・から燃料がポスト噴射される。
If the accumulated PM amount Sb + ΔS2 exceeds the reference accumulation amount Sc (step S37, YES), the
一方、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Sc以下の場合は(ステップS37、NO)、DPF62の強制再生が行われることなく、ステップS35以降の手順が繰り返される。
On the other hand, if the accumulated PM amount Sb + ΔS2 is equal to or less than the reference accumulation amount Sc (step S37, NO), the procedure after step S35 is repeated without the forced regeneration of the
また、ステップ34において、再生後経過時間Trが基準再生後経過時間Trcを経過していない場合は(ステップS34、NO)、差圧センサ63によって検知された差圧に基づいて始動後経過時間TsにおけるPM堆積量Sa3が推定され(ステップS39)(図5参照)、PM堆積量Sa3が基準堆積量Scを上回るか否かが判断される(ステップS40)。
In
そして、PM堆積量Sa3が基準堆積量Scを上回る場合は(ステップS40、YES)、DPF62の強制再生が行われる(ステップS38)。つまり、コントローラ7からの信号により、インジェクタ32・32・・・から燃料がポスト噴射される。
When the PM deposition amount Sa3 exceeds the reference deposition amount Sc (step S40, YES), the
一方、PM堆積量Sa3が基準堆積量Sc以下の場合は(ステップS40、NO)、DPF62の強制再生が行われることなく、ステップS34以降の手順が繰り返される。
On the other hand, when the PM accumulation amount Sa3 is equal to or less than the reference accumulation amount Sc (step S40, NO), the procedure after step S34 is repeated without performing the forced regeneration of the
以上のように、排気ガスに含まれるPMを捕集するパティキュレートフィルタとしてのDPF62と、DPF62の排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサ63と、差圧センサ63が接続され、差圧センサ63によって検知された差圧に基づいてDPF62のPM堆積量を推定し、該推定したPM堆積量を記憶部71に記憶し、前記推定したPM堆積量に基づいてDPF62を強制的に再生するか否かを判断するコントローラ7と、を備えるエンジン1において、コントローラ7は、エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを判断し、DPF62を強制的に再生してからの経過時間としての再生後経過時間Trを計測し、計測した再生後経過時間Trが基準再生後経過時間Trcを経過しているか否かを判断し、暖機運転が完了し、かつ、計測した再生後経過時間Trが基準再生後経過時間Trcを経過していると判断した場合に、暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分としての暖機後PM堆積量増加分ΔS2を算出し、算出した暖機後PM堆積量増加分ΔS2を記憶部71に記憶されているエンジン始動前のPM堆積量Sbに積算し、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回るか否かを判断し、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2が基準堆積量Scを上回る場合に、DPF62を強制的に再生するものである。
As described above, the
このような構成により、エンジン始動前のPM堆積量Sbに暖機後PM堆積量増加分ΔS2を積算することにより、実際のPM堆積量との誤差が小さくなる。暖機運転完了後には、低下した差圧の回復が見込まれるため、暖機運転完了後における差圧に基づいて算出した暖機後PM堆積量増加分ΔS2は、実際の粒子状物質堆積量の増加分と精度良く一致する。また、前回の強制再生から時間が経っている場合に限って、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS2に基づいて強制再生の要否を判断することにより、前回の強制再生が近時に行われている場合にまで、過度の強制再生が行われることがない。つまり、前回の強制再生が近時に行われている場合は、積算して求めたPM堆積量Sb+ΔS1に代えて、低下した差圧から推定したPM堆積量Sa3に基づいて強制再生の要否を判断するため、強制再生が行われる頻度が抑制される。従って、DPF62のPM堆積量を正確に推定して、DPF62の強制再生を適切な時期に実施することができる。
With such a configuration, by integrating the PM accumulation amount increase ΔS2 after warm-up to the PM accumulation amount Sb before starting the engine, an error from the actual PM accumulation amount is reduced. After the warm-up operation is completed, the reduced differential pressure is expected to recover. Therefore, the post-warm-up PM deposition amount increase ΔS2 calculated based on the differential pressure after the warm-up operation is completed is the actual particulate matter deposition amount. Matches the increment accurately. Also, only when time has passed since the previous forced regeneration, the previous forced regeneration is performed recently by determining whether or not forced regeneration is necessary based on the accumulated PM amount Sb + ΔS2. Until there is no excessive forced regeneration. That is, when the previous forced regeneration is performed recently, whether or not forced regeneration is necessary is determined based on the PM deposition amount Sa3 estimated from the reduced differential pressure instead of the accumulated PM deposition amount Sb + ΔS1. Therefore, the frequency with which forced regeneration is performed is suppressed. Therefore, it is possible to accurately estimate the amount of PM accumulated in the
1 エンジン
7 コントローラ
62 DPF(パティキュレートフィルタ)
63 差圧センサ
71 記憶部
Sa3 PM堆積量(暖機運転完了後における粒子状物質堆積量)
Sb エンジン始動前の粒子状物質堆積量
Sb+ΔS1 積算して求めた粒子状物質堆積量
Sb+ΔS2 積算して求めた粒子状物質堆積量
Sc 基準堆積量
Tr 再生後経過時間(パティキュレートフィルタを強制的に再生してからの経過時間)
Trc 基準再生後経過時間
Ts 始動後経過時間
Tsc 基準始動後経過時間
ΔS1 始動後PM堆積量増加分(エンジン始動後からの粒子状物質堆積量の増加分)
ΔS2 暖機後PM堆積量増加分(暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分)
1
63
Sb Particulate matter deposition amount before engine start Sb + ΔS1 Particulate matter deposition amount obtained by integration Sb + ΔS2 Particulate matter deposition amount obtained by integration Sc Standard deposition amount Tr Elapsed time after regeneration (forcibly regenerating particulate filter Elapsed time since
Trc Elapsed time after reference regeneration Ts Elapsed time after startup Tsc Elapsed time after reference startup ΔS1 Increase in PM deposition amount after startup (Increase in particulate matter deposition amount after engine startup)
ΔS2 Increase in PM accumulation after warm-up (Increase in particulate matter accumulation after completion of warm-up operation)
Claims (3)
該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、
該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンにおいて、
前記コントローラは、
エンジン始動後からの粒子状物質堆積量の増加分を算出し、
該算出したエンジン始動後からの粒子状物質堆積量の増加分を、前記記憶部に記憶されているエンジン始動前の粒子状物質堆積量に積算し、
該積算して求めた粒子状物質堆積量が所定の基準堆積量を上回るか否かを判断し、
前記積算して求めた粒子状物質堆積量が前記基準堆積量を上回る場合に、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生することを特徴とするエンジン。 A particulate filter for collecting particulate matter contained in the exhaust gas;
A differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the particulate filter;
The differential pressure sensor is connected, and the particulate matter accumulation amount of the particulate filter is estimated based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor, and the estimated particulate matter accumulation amount is stored in a storage unit, In an engine comprising: a controller that determines whether to regenerate the particulate filter based on the estimated particulate matter accumulation amount;
The controller is
Calculate the increase in the amount of particulate matter accumulated since the engine started,
The calculated increase in the amount of particulate matter accumulated after engine startup is added to the amount of particulate matter accumulated before engine startup stored in the storage unit,
Judging whether the accumulated amount of particulate matter obtained by the integration exceeds a predetermined reference accumulation amount,
An engine which forcibly regenerates the particulate filter when the accumulated amount of particulate matter obtained by integration exceeds the reference accumulation amount.
該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、
該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンにおいて、
前記コントローラは、
エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを判断し、
暖機運転が完了したと判断した場合に、暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を算出し、
該算出した暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を、前記記憶部に記憶されているエンジン始動前の粒子状物質堆積量に積算し、
該積算して求めた粒子状物質堆積量が所定の基準堆積量を上回るか否かを判断し、
前記積算して求めた粒子状物質堆積量が前記基準堆積量を上回る場合に、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生することを特徴とするエンジン。 A particulate filter for collecting particulate matter contained in the exhaust gas;
A differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the particulate filter;
The differential pressure sensor is connected, and the particulate matter deposition amount of the particulate filter is estimated based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor, and the estimated particulate matter deposition amount is stored in a storage unit, In an engine comprising: a controller that determines whether to regenerate the particulate filter based on the estimated particulate matter accumulation amount;
The controller is
Determine if the warm-up operation is complete after the engine starts,
When it is determined that the warm-up operation has been completed, the amount of increase in the amount of particulate matter accumulated after the completion of the warm-up operation is calculated.
The calculated increase in the amount of particulate matter accumulated after completion of the warm-up operation is added to the amount of particulate matter accumulated before starting the engine stored in the storage unit,
Judging whether the accumulated amount of particulate matter obtained by the integration exceeds a predetermined reference accumulation amount,
An engine which forcibly regenerates the particulate filter when the accumulated amount of particulate matter obtained by integration exceeds the reference accumulation amount.
該パティキュレートフィルタの排気ガス上流側と排気ガス下流側との差圧を検知する差圧センサと、
該差圧センサが接続され、前記差圧センサによって検知された差圧に基づいて前記パティキュレートフィルタの粒子状物質堆積量を推定し、該推定した粒子状物質堆積量を記憶部に記憶し、前記推定した粒子状物質堆積量に基づいて前記パティキュレートフィルタを強制的に再生するか否かを判断するコントローラと、を備えるエンジンにおいて、
前記コントローラは、
エンジン始動後にて暖機運転が完了したか否かを判断し、
前記パティキュレートフィルタを強制的に再生してからの経過時間を計測し、
該計測した経過時間が所定の基準時間を経過しているか否かを判断し、
暖機運転が完了し、かつ、前記計測した経過時間が前記基準時間を経過していると判断した場合に、暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を算出し、
該算出した暖機運転完了後からの粒子状物質堆積量の増加分を、前記記憶部に記憶されているエンジン始動前の粒子状物質堆積量に積算し、
該積算して求めた粒子状物質堆積量が所定の基準堆積量を上回るか否かを判断し、
前記積算して求めた粒子状物質堆積量が前記基準堆積量を上回る場合に、前記パティキュレートフィルタを強制的に再生することを特徴とするエンジン。 A particulate filter for collecting particulate matter contained in the exhaust gas;
A differential pressure sensor for detecting a differential pressure between the exhaust gas upstream side and the exhaust gas downstream side of the particulate filter;
The differential pressure sensor is connected, and the particulate matter deposition amount of the particulate filter is estimated based on the differential pressure detected by the differential pressure sensor, and the estimated particulate matter deposition amount is stored in a storage unit, In an engine comprising: a controller that determines whether to regenerate the particulate filter based on the estimated particulate matter accumulation amount;
The controller is
Determine if the warm-up operation is complete after the engine starts,
Measure the elapsed time after forcibly regenerating the particulate filter,
Determine whether the measured elapsed time has passed a predetermined reference time,
When it is determined that the warm-up operation is completed and the measured elapsed time has passed the reference time, an increase in the amount of particulate matter accumulated after the completion of the warm-up operation is calculated,
The calculated increase in the amount of particulate matter accumulated after completion of the warm-up operation is added to the amount of particulate matter accumulated before starting the engine stored in the storage unit,
Judging whether the accumulated amount of particulate matter obtained by the integration exceeds a predetermined reference accumulation amount,
An engine which forcibly regenerates the particulate filter when the accumulated amount of particulate matter obtained by integration exceeds the reference accumulation amount.
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