JP6444823B2 - diesel engine - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジンに関する。詳細には、尿素SCR(選択還元触媒)システム付きのディーゼルエンジンにおいて、白煙の発生を防止しつつアンモニア(NH3、以下「NH3」)のスリップを抑制する構成に関する。 The present invention relates to a diesel engine. Specifically, the present invention relates to a configuration that suppresses slipping of ammonia (NH 3 , hereinafter referred to as “NH 3 ”) while preventing generation of white smoke in a diesel engine with a urea SCR (selective reduction catalyst) system.

従来から、排気ガスを浄化するシステムを備えるディーゼルエンジンが知られている。特許文献1は、この種のディーゼルエンジンにおいて行われる排気ガス浄化方法を開示する。この特許文献1の排気ガス浄化方法においては、酸化触媒の担持体に蓄積される未燃炭化水素(以下、「HC」)の量を推定し、該HCの蓄積推定量が所定の判定値を超えた時に、HC除去制御を行って、排気ガス温度を昇温させて前記酸化触媒を活性化し、前記蓄積されたHCを酸化して除去する構成となっている。このような構成により、HCが過剰に溜まって剥がれ落ちて白煙が発生することを防止している。   Conventionally, a diesel engine having a system for purifying exhaust gas has been known. Patent document 1 discloses the exhaust gas purification method performed in this kind of diesel engine. In the exhaust gas purification method of Patent Document 1, the amount of unburned hydrocarbon (hereinafter referred to as “HC”) accumulated in the oxidation catalyst carrier is estimated, and the estimated amount of accumulation of HC has a predetermined judgment value. When it exceeds, HC removal control is performed, the exhaust gas temperature is raised to activate the oxidation catalyst, and the accumulated HC is oxidized and removed. With such a configuration, it is possible to prevent white smoke from being generated due to excessive accumulation of HC and peeling off.

特開2004−108320号公報JP 2004-108320 A

しかし、尿素SCRシステム付きのディーゼルエンジンに上記特許文献1の構成をそのまま適用した場合、SCR(選択還元触媒)へのNH3の吸着量が多いか少ないかにかかわらず、HCの蓄積推定量が所定の判定値を超えた場合は一律にHC除去制御が行われて、排気ガス温度が昇温されることとなる。そのため、昇温に伴ってSCRに吸着していたNH3が過剰にスリップしてしまう場合があり、改善の余地があった。 However, when the configuration of Patent Document 1 is applied as it is to a diesel engine with a urea SCR system, the estimated amount of HC accumulation is high regardless of whether the amount of NH 3 adsorbed on the SCR (selective reduction catalyst) is large or small. When the predetermined determination value is exceeded, HC removal control is uniformly performed, and the exhaust gas temperature is raised. For this reason, NH 3 adsorbed on the SCR may slip excessively as the temperature rises, and there is room for improvement.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、尿素SCRシステム付きのディーゼルエンジンにおいて、白煙の発生を防止しつつNH3のスリップを抑制することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to suppress NH 3 slip while preventing generation of white smoke in a diesel engine with a urea SCR system.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成のディーゼルエンジンが提供される。即ち、このディーゼルエンジンは、スートフィルタと、ディーゼル酸化触媒と、ディーゼル酸化触媒温度センサと、選択還元触媒と、尿素水噴射体と、制御部と、を備える。前記スートフィルタは、内燃機関からの排気ガス流路に設置されて粒子状物質を捕集する。前記ディーゼル酸化触媒は、前記スートフィルタより上流に設置されて前記排気ガス流路内での燃料の酸化を促進させる。前記ディーゼル酸化触媒温度センサは、前記ディーゼル酸化触媒の温度を検出する。前記選択還元触媒は、前記スートフィルタより下流に設置されて窒素酸化物を還元する。前記尿素水噴射体は、前記スートフィルタ及び前記選択還元触媒の間に設置されて前記スートフィルタから排出された排気ガスに尿素水を噴射する。前記制御部は、前記ディーゼル酸化触媒、前記スートフィルタ、及び前記選択還元触媒の昇温制御を行うとともに、前記尿素水噴射体からの尿素水の噴射制御を行う。前記制御部は、第1制御と、第2制御と、を行う。前記第1制御では、HCの溜まり込み量が所定の限界量以下である状態を保つために、前記ディーゼル酸化触媒を昇温することでHCを酸化させて除去する。前記第2制御では、前記選択還元触媒へのNH3の吸着量が所定の低減目標量に低減されるまで、前記尿素水噴射体からの尿素水の噴射を停止し又は低減する。前記制御部は、過去の運転状態から算出したHCの排出量と、前記ディーゼル酸化触媒温度センサにより検出した前記ディーゼル酸化触媒の温度と、に基づいて、現在のHCの少なくとも前記ディーゼル酸化触媒への溜まり込み量を推定するとともに、現在の状態からHCの溜まり込み量が前記限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定する。また、前記制御部は、過去の運転状態に基づいて前記選択還元触媒へのNH3の吸着量を推定するとともに、現在の状態から前記第2制御を行った場合に、NH3の吸着量が前記低減目標量に低減されるまでに掛かる第2時間を推定する。前記制御部は、前記第1時間と前記第2時間が同じ長さになったタイミングで、前記第2制御を行った後、直ちに前記第1制御を行う。 According to an aspect of the present invention, a diesel engine having the following configuration is provided. That is, the diesel engine includes a soot filter, a diesel oxidation catalyst, a diesel oxidation catalyst temperature sensor, a selective reduction catalyst, a urea water injector, and a control unit. The soot filter is installed in an exhaust gas flow path from the internal combustion engine to collect particulate matter. The diesel oxidation catalyst is installed upstream of the soot filter to promote the oxidation of fuel in the exhaust gas passage. The diesel oxidation catalyst temperature sensor detects the temperature of the diesel oxidation catalyst. The selective reduction catalyst is installed downstream of the soot filter to reduce nitrogen oxides. The urea water injector is installed between the soot filter and the selective reduction catalyst, and injects urea water into the exhaust gas discharged from the soot filter. The control unit performs temperature increase control of the diesel oxidation catalyst, the soot filter, and the selective reduction catalyst, and performs injection control of urea water from the urea water injector. The control unit performs a first control and a second control. In the first control, the HC is oxidized and removed by raising the temperature of the diesel oxidation catalyst in order to keep the amount of HC accumulated below a predetermined limit amount. In the second control, the urea water injection from the urea water injector is stopped or reduced until the adsorption amount of NH 3 on the selective reduction catalyst is reduced to a predetermined reduction target amount. The control unit, based on the emission amount of HC calculated from the past operation state and the temperature of the diesel oxidation catalyst detected by the diesel oxidation catalyst temperature sensor, to at least the current HC to the diesel oxidation catalyst The amount of accumulation is estimated, and the first time required from the current state until the amount of HC accumulation reaches the limit amount is estimated. The control unit is configured to estimate the amount of adsorption of NH 3 to the selective reduction catalyst based on past operating conditions, when the current state performing the second control, the adsorption amount of NH 3 is A second time required until the reduction target amount is reduced is estimated. The control unit performs the first control immediately after performing the second control at the timing when the first time and the second time become the same length.

これにより、限界量を白煙が発生し始めるような適宜の値に設定することにより、また、低減目標量を選択還元触媒が昇温してもNH3のスリップが起こりにくい適宜の値に設定することにより、ディーゼル酸化触媒から白煙が排出されることを防止するとともに、選択還元触媒から過剰にNH3がスリップすることを防止することができる。また、限界量及び低減目標量を上述のような適宜の値に設定することにより、HCの溜まり込み量から白煙防止のために昇温が必要となる時期を推定し、この時期には選択還元触媒のNH3のパージが完了しているように制御を行うことで、NH3のパージ時間を大幅に短縮できるため、作業効率を向上させることができる。 As a result, the limit amount is set to an appropriate value at which white smoke starts to be generated, and the reduction target amount is set to an appropriate value at which the NH 3 slip hardly occurs even when the temperature of the selective reduction catalyst is increased. By doing so, it is possible to prevent white smoke from being discharged from the diesel oxidation catalyst, and it is possible to prevent NH 3 from slipping excessively from the selective reduction catalyst. In addition, by setting the limit amount and target reduction amount to appropriate values as described above, the time when the temperature rise is necessary to prevent white smoke is estimated from the amount of HC accumulated, and this time is selected. By performing the control so that the NH 3 purge of the reduction catalyst is completed, the NH 3 purge time can be significantly shortened, so that the working efficiency can be improved.

前記のディーゼルエンジンにおいては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、このディーゼルエンジンは、アンモニアスリップ抑制触媒と、選択還元触媒温度センサと、アンモニアスリップ抑制触媒温度センサと、を更に備える。前記アンモニアスリップ抑制触媒は、前記選択還元触媒より下流に設置されて、前記選択還元触媒を通過したNH3を酸化する。前記選択還元触媒温度センサは、前記選択還元触媒の温度を検出する。前記アンモニアスリップ抑制触媒温度センサは、前記アンモニアスリップ抑制触媒の温度を検出する。前記制御部は、HCの溜まり込み量が所定の限界量以下である状態を保つために、前記選択還元触媒及び前記アンモニアスリップ抑制触媒を昇温することでHCを酸化させて除去する第3制御を行う。前記制御部は、前記選択還元触媒温度センサにより検出した前記選択還元触媒の温度及び前記アンモニアスリップ抑制触媒温度センサにより検出した前記アンモニアスリップ抑制触媒の温度に基づいて、前記ディーゼル酸化触媒、前記選択還元触媒、及び前記アンモニアスリップ抑制触媒へのHCの溜まり込み量を推定し、現在の状態から前記ディーゼル酸化触媒、前記選択還元触媒、及び前記アンモニアスリップ抑制触媒のうち何れかにおいてHCの溜まり込み量が前記限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定する。前記制御部は、前記第1時間と前記第2時間が同じ長さになったタイミングで、前記第2制御を行った後、直ちに前記第1制御及び前記第3制御を行う。 The diesel engine preferably has the following configuration. That is, the diesel engine further includes an ammonia slip suppression catalyst, a selective reduction catalyst temperature sensor, and an ammonia slip suppression catalyst temperature sensor. The ammonia slip suppression catalyst is installed downstream of the selective reduction catalyst and oxidizes NH 3 that has passed through the selective reduction catalyst. The selective reduction catalyst temperature sensor detects the temperature of the selective reduction catalyst. The ammonia slip suppression catalyst temperature sensor detects the temperature of the ammonia slip suppression catalyst. The control unit oxidizes and removes HC by raising the temperature of the selective reduction catalyst and the ammonia slip suppression catalyst in order to keep the amount of HC accumulated below a predetermined limit amount. I do. The control unit, based on the temperature of the selective reduction catalyst detected by the selective reduction catalyst temperature sensor and the temperature of the ammonia slip suppression catalyst detected by the ammonia slip suppression catalyst temperature sensor, the diesel oxidation catalyst, the selective reduction The amount of HC accumulated in the catalyst and the ammonia slip suppression catalyst is estimated, and the amount of HC accumulated in any of the diesel oxidation catalyst, the selective reduction catalyst, and the ammonia slip suppression catalyst from the current state is estimated. A first time required to reach the limit amount is estimated. The control unit performs the first control and the third control immediately after performing the second control at the timing when the first time and the second time become the same length.

これにより、限界量を白煙が発生し始めるような適宜の値に設定するとともに、低減目標量を選択還元触媒が昇温してもNH3のスリップが起こりにくい適宜の値に設定することで、選択還元触媒からのNH3のスリップを防止しつつ、(スートフィルタからだけではなく)選択還元触媒及びアンモニアスリップ抑制触媒から白煙が発生することも防止することができる。 As a result, the limit amount is set to an appropriate value such that white smoke starts to be generated, and the reduction target amount is set to an appropriate value at which the NH 3 slip hardly occurs even when the temperature of the selective reduction catalyst is increased. Further, it is possible to prevent white smoke from being generated from the selective reduction catalyst and the ammonia slip suppression catalyst (not only from the soot filter) while preventing the NH 3 slip from the selective reduction catalyst.

前記のディーゼルエンジンにおいては、前記制御部は、排気ガス通路に設けられた排気弁の開度を調整することにより前記第1制御を行うことが好ましい。   In the diesel engine, the control unit preferably performs the first control by adjusting an opening degree of an exhaust valve provided in the exhaust gas passage.

これにより、排気弁の開度を適宜に調整することで、簡単に第1制御を行うことができ、それにより白煙の発生を防止することができる。   Thereby, 1st control can be easily performed by adjusting the opening degree of an exhaust valve suitably, and generation | occurrence | production of white smoke can be prevented thereby.

前記のディーゼルエンジンにおいては、前記制御部は、前記内燃機関の燃焼室内にポスト噴射を行うことにより前記第1制御を行うことが好ましい。   In the diesel engine, it is preferable that the control unit performs the first control by performing post injection into a combustion chamber of the internal combustion engine.

これにより、内燃機関の燃焼室内でポスト噴射を行うことで、簡単に第1制御を行うことができ、それにより白煙の発生を防止することができる。   Thus, the first control can be easily performed by performing the post injection in the combustion chamber of the internal combustion engine, thereby preventing the generation of white smoke.

本発明の一実施形態に係るディーゼルエンジンの全体的な構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the diesel engine which concerns on one Embodiment of this invention. ディーゼルエンジンの主要な電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the main electrical structures of a diesel engine. 白煙の発生を防止しつつ、NH3のスリップを抑制するための処理を示すフローチャート。While preventing the occurrence of white smoke, the flow chart showing the processing for suppressing the slip of NH 3. (a)はHCの溜まり込み量の経時変化を示す図。(b)は選択還元触媒へのNH3吸着量の経時変化を示す図。(A) is a figure which shows the time-dependent change of the accumulation amount of HC. (B) is a diagram showing the time course of adsorbed NH 3 amount to the selective reduction catalyst.

次に、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。初めに図1及び図2を参照して、本実施形態のエンジン1の基本的な構成について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るエンジン1の全体的な構成を示す図である。図2は、エンジン1の主要な電気的構成を示すブロック図である。   Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. First, a basic configuration of the engine 1 of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an engine 1 according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing the main electrical configuration of the engine 1.

エンジン1は、ディーゼルエンジンであり、トラクタ等の農業機械及びスキッドステアローダ等の建設機械等に搭載して用いられる。   The engine 1 is a diesel engine and is used by being mounted on an agricultural machine such as a tractor and a construction machine such as a skid steer loader.

エンジン1は、圧縮された空気に燃料を供給することによって燃焼させ、この燃焼による膨張エネルギーから回転動力を得るものである。エンジン1は、主としてシリンダブロックと、シリンダヘッド2と、制御部としてのECU3(図2)と、を備える。シリンダブロックの内部には、ピストン及びクランクシャフト等が配置される。シリンダブロックの上側には、シリンダヘッド2が配置されている。シリンダヘッド2には、燃焼室へ燃料を噴射するインジェクタ4等が取り付けられる(図1参照)。   The engine 1 is combusted by supplying fuel to compressed air, and obtains rotational power from the expansion energy generated by the combustion. The engine 1 mainly includes a cylinder block, a cylinder head 2, and an ECU 3 (FIG. 2) as a control unit. A piston, a crankshaft, and the like are disposed inside the cylinder block. A cylinder head 2 is disposed on the upper side of the cylinder block. An injector 4 and the like for injecting fuel into the combustion chamber are attached to the cylinder head 2 (see FIG. 1).

図2に示すECU3は、CPU等から構成される演算部と、ROM及びRAM等から構成される記憶部と、を備えたコンピュータとして構成されている。演算部は、様々なセンサからの情報に基づいて、様々なアクチュエータに制御指令を送り、エンジン1を動作させるための各種のパラメータ(例えば、燃料噴射量や、空気吸入量や、排気ガス還元量等)を制御する。記憶部は、各種プログラムを記憶するとともに、エンジン1の制御に関して予め設定された複数の制御情報を記憶している。   The ECU 3 shown in FIG. 2 is configured as a computer including an arithmetic unit configured by a CPU and the like, and a storage unit configured by a ROM, a RAM, and the like. The calculation unit sends control commands to various actuators based on information from various sensors and operates various parameters (for example, fuel injection amount, air intake amount, exhaust gas reduction amount). Etc.). The storage unit stores various programs and a plurality of control information set in advance with respect to the control of the engine 1.

図1に示すように、エンジン1は、吸気系の部材として、吸入部と、過給機5と、吸気スロットル(吸気絞り装置)6と、吸気マニホールド7と、を備える。   As shown in FIG. 1, the engine 1 includes an intake portion, a supercharger 5, an intake throttle (intake throttle device) 6, and an intake manifold 7 as members of an intake system.

吸入部は、図示しないエアクリーナを介して外部から空気を吸入する。吸入部で吸入された空気は、過給機5のコンプレッサホイール5b側に供給される。   The suction part sucks air from the outside via an air cleaner (not shown). The air sucked by the suction part is supplied to the compressor wheel 5b side of the supercharger 5.

過給機5は、タービンホイール5a及びコンプレッサホイール5bを備える。タービンホイール5aは、排気ガスを利用して回転するように構成されている。コンプレッサホイール5bは、タービンホイール5aと同じシャフト5cに接続されており、タービンホイール5aの回転に伴って回転する。このようにコンプレッサホイール5bが回転することにより、空気を圧縮して強制的に吸気を行うことができる。過給機5によって吸入された空気は、吸気管及び吸気スロットル6等を介して、吸気マニホールド7に供給される。   The supercharger 5 includes a turbine wheel 5a and a compressor wheel 5b. The turbine wheel 5a is configured to rotate using exhaust gas. The compressor wheel 5b is connected to the same shaft 5c as the turbine wheel 5a, and rotates with the rotation of the turbine wheel 5a. Thus, by rotating the compressor wheel 5b, air can be compressed and forced intake can be performed. The air sucked by the supercharger 5 is supplied to the intake manifold 7 via the intake pipe and the intake throttle 6 and the like.

吸気マニホールド7は、供給された気体をシリンダ数に応じた数(本実施形態では4つ)に分けて燃焼室へ供給する。吸気マニホールド7の下方にはコモンレールが配置されている。当該コモンレールは、燃料ポンプから供給された燃料を高圧で蓄え、シリンダヘッド2に配置されたインジェクタ4へ供給する。   The intake manifold 7 divides the supplied gas into a number corresponding to the number of cylinders (four in this embodiment) and supplies it to the combustion chamber. A common rail is disposed below the intake manifold 7. The common rail stores the fuel supplied from the fuel pump at a high pressure and supplies the fuel to the injector 4 arranged in the cylinder head 2.

インジェクタ4は、所定のタイミングで燃焼室に燃料を噴射する。インジェクタ4は、上死点(TDC)の近傍でメイン噴射を行うように構成されている。また、このインジェクタ4は、メイン噴射の直後に粒子状物質(PM)の低減及び排気ガスの浄化促進及び温度上昇を目的としたアフタ噴射を行ったり、アフタ噴射の更に後のタイミングで排気ガスの温度上昇等を目的としたポスト噴射を行ったりすることができる。図2に示すように、インジェクタ4は、インジェクタ電磁弁8を備える。インジェクタ電磁弁8は、ECU3の指示に応じたタイミングで開閉することにより、燃焼室に燃料を噴射する。   The injector 4 injects fuel into the combustion chamber at a predetermined timing. The injector 4 is configured to perform main injection near the top dead center (TDC). The injector 4 performs after injection for the purpose of reducing particulate matter (PM), promoting purification of exhaust gas, and raising the temperature immediately after main injection, or at a later timing of after injection. Post injection can be performed for the purpose of increasing the temperature. As shown in FIG. 2, the injector 4 includes an injector solenoid valve 8. The injector electromagnetic valve 8 is opened and closed at a timing according to an instruction from the ECU 3 to inject fuel into the combustion chamber.

以上の構成で、燃焼室で噴射された燃料が燃焼することによりピストンが駆動され、当該ピストンに連結されたクランクシャフトが回転する。従って、クランクシャフトから動力を取り出すことができる。   With the above configuration, the fuel injected in the combustion chamber burns to drive the piston, and the crankshaft connected to the piston rotates. Therefore, power can be taken out from the crankshaft.

クランクシャフトの近傍にはエンジン回転数センサ9が取り付けられている。このエンジン回転数センサ9により検出したエンジン回転数は、ECU3へ出力される。   An engine speed sensor 9 is attached in the vicinity of the crankshaft. The engine speed detected by the engine speed sensor 9 is output to the ECU 3.

図1に示すように、エンジン1は、排気系の部材として、排気マニホールド10、排気管11、排気弁12、DPF装置13、排気管14、及びSCR装置15等を備える。   As shown in FIG. 1, the engine 1 includes an exhaust manifold 10, an exhaust pipe 11, an exhaust valve 12, a DPF device 13, an exhaust pipe 14, and an SCR device 15 as exhaust system members.

排気マニホールド10は、複数の燃焼室(本実施形態では4つ)で発生した排気ガスをまとめてタービンホイール5aへ供給する。   The exhaust manifold 10 collectively supplies exhaust gases generated in a plurality of combustion chambers (four in this embodiment) to the turbine wheel 5a.

排気管11は、管状の部材であり、エンジン1からの排気ガスの通路をなすものである。排気管11は、過給機5のタービンホイール5a側と、DPF装置13と、を接続している。排気管11の中途部には、排気弁12が設置されている。排気弁12は、絞り弁として構成され、その開度を、無段階で(又は十分に多くの段階で)変更することができる。排気弁12はECU3に電気的に接続されており、ECU3の指令に従って、DPF装置13に送られる排気ガスの量を調整する。これにより、DPF装置13に送られる排気ガスの温度を調整することができる。   The exhaust pipe 11 is a tubular member and forms a passage for exhaust gas from the engine 1. The exhaust pipe 11 connects the turbine wheel 5 a side of the supercharger 5 and the DPF device 13. An exhaust valve 12 is installed in the middle of the exhaust pipe 11. The exhaust valve 12 is configured as a throttle valve, and its opening degree can be changed in a stepless manner (or in a sufficiently large number of steps). The exhaust valve 12 is electrically connected to the ECU 3 and adjusts the amount of exhaust gas sent to the DPF device 13 in accordance with a command from the ECU 3. Thereby, the temperature of the exhaust gas sent to the DPF device 13 can be adjusted.

DPF装置13は、略円筒状の中空のケースの内部に、ディーゼル酸化触媒(DOC)16及びスートフィルタ(SF)17を収容して構成される。本実施形態のスートフィルタ17は、酸化触媒が塗布された触媒付きフィルタとして構成されているが、触媒なしのフィルタであっても良い。   The DPF device 13 is configured by accommodating a diesel oxidation catalyst (DOC) 16 and a soot filter (SF) 17 in a substantially cylindrical hollow case. The soot filter 17 of the present embodiment is configured as a filter with a catalyst coated with an oxidation catalyst, but may be a filter without a catalyst.

スートフィルタ17は、図1に示すように、内燃機関であるエンジン1からの排気通路に配置されている。スートフィルタ17は、セラミック、金属製不織布等の耐熱性を有する多孔性の材料から形成されており、排気が流れる多数の細かい流路を有している。また、スートフィルタ17は酸化触媒を有しており、酸化触媒はフィルタと一体的に設けられている。エンジン1の排気がスートフィルタ17に流入すると、スートフィルタ17は排気に含まれるカーボン粒子を主とする粒子状物質を捕集し、捕集された粒子状物質はスートフィルタ17に蓄積される。   As shown in FIG. 1, the soot filter 17 is disposed in an exhaust passage from the engine 1 that is an internal combustion engine. The soot filter 17 is formed of a heat-resistant porous material such as ceramic or metal nonwoven fabric, and has a large number of fine channels through which exhaust flows. The soot filter 17 has an oxidation catalyst, and the oxidation catalyst is provided integrally with the filter. When exhaust from the engine 1 flows into the soot filter 17, the soot filter 17 collects particulate matter mainly including carbon particles contained in the exhaust, and the collected particulate matter is accumulated in the soot filter 17.

ディーゼル酸化触媒16は、図1に示すように、スートフィルタ17よりも上流に配置される。このように、ディーゼル酸化触媒16も排気ガス流路内に配置されている。ディーゼル酸化触媒16は、白金等で構成されており、排気ガスに含まれる未燃燃料、一酸化炭素、一酸化窒素等の酸化を促進することができる。ディーゼル酸化触媒16の作用によって、排気ガス中の一酸化窒素は、不安定な二酸化窒素に酸化される。そして、二酸化窒素が一酸化窒素に戻る時に放出される酸素は、下流のスートフィルタ17で捕捉された粒子状物質の燃焼のために供給される。   As shown in FIG. 1, the diesel oxidation catalyst 16 is disposed upstream of the soot filter 17. Thus, the diesel oxidation catalyst 16 is also disposed in the exhaust gas flow path. The diesel oxidation catalyst 16 is made of platinum or the like, and can promote oxidation of unburned fuel, carbon monoxide, nitrogen monoxide and the like contained in the exhaust gas. The action of the diesel oxidation catalyst 16 oxidizes nitrogen monoxide in the exhaust gas to unstable nitrogen dioxide. The oxygen released when the nitrogen dioxide returns to nitric oxide is supplied for the combustion of the particulate matter captured by the downstream soot filter 17.

ディーゼル酸化触媒16には、当該ディーゼル酸化触媒16の温度を検出するディーゼル酸化触媒温度センサ18が設けられている。ディーゼル酸化触媒温度センサ18は、検出したディーゼル酸化触媒16の温度をECU3へ出力する。   The diesel oxidation catalyst 16 is provided with a diesel oxidation catalyst temperature sensor 18 that detects the temperature of the diesel oxidation catalyst 16. The diesel oxidation catalyst temperature sensor 18 outputs the detected temperature of the diesel oxidation catalyst 16 to the ECU 3.

DPF装置13を通過した排気ガスは、排気管14を経由して、SCR装置15へ送られる。排気管14の中途部には、尿素水噴射体としての尿素水噴射ノズル19が設けられる。即ち、尿素水噴射ノズル19は、排気ガス通路のうちのスートフィルタ17及び選択還元触媒20の間に設置される。この尿素水噴射ノズル19から、排気管14を通過する排気ガスに、尿素水が噴射される。このとき排気ガスは、尿素水噴射ノズル19が噴射した尿素から得られるNH3を取り込む。なお、尿素水噴射ノズル19はECU3に接続されており、当該ECU3の指令に従って尿素水噴射ノズル19からの尿素水の噴射状態が制御される。 The exhaust gas that has passed through the DPF device 13 is sent to the SCR device 15 via the exhaust pipe 14. A urea water injection nozzle 19 as a urea water injection body is provided in the middle of the exhaust pipe 14. That is, the urea water injection nozzle 19 is installed between the soot filter 17 and the selective reduction catalyst 20 in the exhaust gas passage. From this urea water injection nozzle 19, urea water is injected into the exhaust gas passing through the exhaust pipe 14. At this time, the exhaust gas takes in NH 3 obtained from urea injected by the urea water injection nozzle 19. The urea water injection nozzle 19 is connected to the ECU 3, and the urea water injection state from the urea water injection nozzle 19 is controlled in accordance with a command from the ECU 3.

SCR装置15は、略円筒状の中空のケースの内部に、選択還元触媒(SCR)20と、アンモニアスリップ抑制触媒(ASC)21とを収容して構成される。   The SCR device 15 is configured by accommodating a selective reduction catalyst (SCR) 20 and an ammonia slip suppression catalyst (ASC) 21 in a substantially cylindrical hollow case.

選択還元触媒20は、ハニカム構造体にSCR触媒が担持された構成となっている。図1に示すように、選択還元触媒20は、スートフィルタ17より下流に設置されている。この選択還元触媒20は、NH3を還元剤とし、このNH3の存在する雰囲気下で、排気ガス中のNOxを選択的に還元する。具体的には、前述の尿素水噴射ノズル19が噴射した尿素から排気ガスにNH3が取り込まれると、このNH3によって、下記の3つの反応式に従って、排気中のNOxを選択的に還元する。
4NH3+4NO+O2→4N2+6H2
2NH3+NO+NO2→2N2+3H2
8NH3+6NO2→7N2+12H2
The selective reduction catalyst 20 has a configuration in which an SCR catalyst is supported on a honeycomb structure. As shown in FIG. 1, the selective reduction catalyst 20 is installed downstream of the soot filter 17. The selective reduction catalyst 20 uses NH 3 as a reducing agent and selectively reduces NOx in the exhaust gas in an atmosphere in which NH 3 exists. Specifically, when NH 3 is taken into the exhaust gas from the urea injected by the urea water injection nozzle 19, the NO 3 in the exhaust is selectively reduced by the NH 3 according to the following three reaction formulas. .
4NH 3 + 4NO + O 2 → 4N 2 + 6H 2 O
2NH 3 + NO + NO 2 → 2N 2 + 3H 2 O
8NH 3 + 6NO 2 → 7N 2 + 12H 2 O

また、この選択還元触媒20は、NH3で排気ガス中のNOxを還元する機能を有するとともに、NH3を所定の量だけ吸着(貯蔵)する機能も有する。以下の説明では、選択還元触媒20に吸着されたNH3の量をNH3吸着量ということがある。選択還元触媒20に吸着されたNH3は、尿素水噴射ノズル19から供給されたNH3とともに、排気ガス中のNOxを還元するために適宜消費される。 Further, the selective reduction catalyst 20 has a function of reducing NOx in the exhaust gas with NH 3, also it has only a function of adsorbing (storing) a predetermined amount of NH 3. In the following description, it may be referred adsorbed NH 3 amount the amount of NH 3 adsorbed in the selective reduction catalyst 20. The NH 3 adsorbed on the selective reduction catalyst 20 is consumed as appropriate together with the NH 3 supplied from the urea water injection nozzle 19 in order to reduce NOx in the exhaust gas.

ただし、選択還元触媒20がNH3を吸着できる量も上限がある(以下、この限界を最大NH3吸着量ということがある)。最大NH3吸着量は、例えば選択還元触媒20の温度により変動する。選択還元触媒20のNH3吸着量が最大NH3吸着量を超えると、吸着しきれなくなったNH3が下流へ排出されることになる(NH3のスリップ)。 However, the amount by which the selective reduction catalyst 20 can adsorb NH 3 also has an upper limit (hereinafter, this limit may be referred to as the maximum NH 3 adsorption amount). The maximum NH 3 adsorption amount varies depending on the temperature of the selective reduction catalyst 20, for example. When adsorbed NH 3 amount of the selective reduction catalyst 20 exceeds the maximum NH 3 adsorption, so that the NH 3 that are no longer completely adsorbed is discharged to the downstream (slip NH 3).

図1に示すように、アンモニアスリップ抑制触媒21は選択還元触媒20より下流に設置される。アンモニアスリップ抑制触媒21は、選択還元触媒20から脱離したり選択還元触媒20に吸着されなかったりして選択還元触媒20を通過してきたNH3を酸化して、NH3が外部に放出されることを防止するものである。アンモニアスリップ抑制触媒21は、NH3を酸化させる白金等の酸化触媒であり、下記の2つの反応式に従って、アンモニアを酸化させて窒素、一酸化窒素、水等に変化させる。
4NH3+3O2→2N2+6H2
4NH3+5O2→4NO+6H2
As shown in FIG. 1, the ammonia slip suppression catalyst 21 is installed downstream of the selective reduction catalyst 20. The ammonia slip suppression catalyst 21 oxidizes NH 3 that has been desorbed from the selective reduction catalyst 20 or not adsorbed by the selective reduction catalyst 20 and has passed through the selective reduction catalyst 20, and NH 3 is released to the outside. Is to prevent. The ammonia slip suppression catalyst 21 is an oxidation catalyst such as platinum that oxidizes NH 3, and oxidizes ammonia according to the following two reaction formulas to change it to nitrogen, nitrogen monoxide, water, or the like.
4NH 3 + 3O 2 → 2N 2 + 6H 2 O
4NH 3 + 5O 2 → 4NO + 6H 2 O

排気ガスは、アンモニアスリップ抑制触媒21を通過した後、所定の排気管を通って外部へ放出される。以上のように尿素水噴射ノズル19及びSCR装置15を備えることで、排気ガスに含まれるNOxを除去することができる。   After passing through the ammonia slip suppression catalyst 21, the exhaust gas is discharged to the outside through a predetermined exhaust pipe. By providing the urea water injection nozzle 19 and the SCR device 15 as described above, NOx contained in the exhaust gas can be removed.

選択還元触媒20には、当該選択還元触媒20の温度を検出する選択還元触媒温度センサ22が設けられている。選択還元触媒温度センサ22は、検出した選択還元触媒20の温度をECU3へ出力する。   The selective reduction catalyst 20 is provided with a selective reduction catalyst temperature sensor 22 that detects the temperature of the selective reduction catalyst 20. The selective reduction catalyst temperature sensor 22 outputs the detected temperature of the selective reduction catalyst 20 to the ECU 3.

同様に、アンモニアスリップ抑制触媒21には、当該アンモニアスリップ抑制触媒21の温度を検出するアンモニアスリップ抑制触媒温度センサ23が設けられている。アンモニアスリップ抑制触媒温度センサ23は、検出したアンモニアスリップ抑制触媒21の温度をECU3へ出力する。   Similarly, the ammonia slip suppression catalyst 21 is provided with an ammonia slip suppression catalyst temperature sensor 23 that detects the temperature of the ammonia slip suppression catalyst 21. The ammonia slip suppression catalyst temperature sensor 23 outputs the detected temperature of the ammonia slip suppression catalyst 21 to the ECU 3.

続いて、ディーゼル酸化触媒16等からの白煙の発生を防止しつつ、選択還元触媒20からのNH3のスリップを抑制するための制御について、図3及び図4を参照して詳細に説明する。図3は、白煙の発生を防止しつつ、NH3のスリップを抑制するための処理を示すフローチャートである。図4(a)は、HCの溜まり込み量の経時変化を示す図である。図4(b)は、NH3のパージ処理を開始してからの選択還元触媒20へのNH3吸着量の推移を示す図である。 Next, the control for suppressing the slip of NH 3 from the selective reduction catalyst 20 while preventing the generation of white smoke from the diesel oxidation catalyst 16 and the like will be described in detail with reference to FIGS. . FIG. 3 is a flowchart showing a process for suppressing NH 3 slip while preventing generation of white smoke. FIG. 4A is a diagram showing the change over time in the amount of HC accumulated. 4 (b) is a diagram showing the adsorbed NH 3 amount of transition to the selective reduction catalyst 20 from the start of the purging process of the NH 3.

本実施形態のECU3は、尿素水噴射ノズル19からの尿素水の噴射の制御を行うとともに、ディーゼル酸化触媒16、スートフィルタ17、選択還元触媒20、及びアンモニアスリップ抑制触媒21を昇温する制御を行う。   The ECU 3 according to this embodiment controls the injection of urea water from the urea water injection nozzle 19 and controls the temperature of the diesel oxidation catalyst 16, the soot filter 17, the selective reduction catalyst 20, and the ammonia slip suppression catalyst 21. Do.

特許文献1も指摘するように、HCがディーゼル酸化触媒16、スートフィルタ17、選択還元触媒20、及びアンモニアスリップ抑制触媒21等に過剰に溜まり込むと、未燃のHCが少しずつ剥がれて外部へ排出され、それが白煙の原因となることがある。このような白煙の発生は、見た目が悪くなり、また臭いの発生原因ともなり得るため、可能であれば白煙が発生しないように制御することが望ましい。そこで、本実施形態のエンジン1では、HCの溜まり込み量が、白煙が発生し始めるような量に到達しないように、ディーゼル酸化触媒16、スートフィルタ17、選択還元触媒20、及びアンモニアスリップ抑制触媒21を適宜昇温して、HCを酸化させて除去している。   As pointed out in Patent Document 1, if HC accumulates excessively in the diesel oxidation catalyst 16, the soot filter 17, the selective reduction catalyst 20, the ammonia slip suppression catalyst 21, etc., the unburned HC is peeled off little by little to the outside. May be emitted, which may cause white smoke. The generation of such white smoke makes it look bad and can also cause odors. Therefore, it is desirable to control the generation of white smoke if possible. Therefore, in the engine 1 of the present embodiment, the diesel oxidation catalyst 16, the soot filter 17, the selective reduction catalyst 20, and the ammonia slip suppression so that the amount of HC accumulated does not reach such an amount that white smoke starts to be generated. The catalyst 21 is appropriately heated to oxidize and remove HC.

具体的には、ECU3は、HCの溜まり込み量が所定の限界量よりも少ない状態を保つために、必要なタイミングでディーゼル酸化触媒16を昇温する制御を行う。ここで、上記の限界量は、例えば図4(a)に示すように、それ以上の量が溜まり込むと白煙が発生し始めるような量に設定される。   Specifically, the ECU 3 performs control to increase the temperature of the diesel oxidation catalyst 16 at a necessary timing in order to maintain a state where the amount of HC accumulated is smaller than a predetermined limit amount. Here, for example, as shown in FIG. 4A, the above limit amount is set to an amount such that white smoke starts to be generated when a larger amount is accumulated.

本実施形態において、ディーゼル酸化触媒16の昇温は、具体的には、例えば排気弁12の開度が小さくなるように調整する制御により、排気ガスの温度を上げることで実現される。あるいは、ディーゼル酸化触媒16の昇温は、インジェクタ電磁弁8に信号を送信してエンジン1本体の燃焼室内にポスト噴射を行う制御により、排気ガスの温度を上げることで実現しても良い。   In the present embodiment, the temperature increase of the diesel oxidation catalyst 16 is specifically realized by increasing the temperature of the exhaust gas by, for example, control for adjusting the opening degree of the exhaust valve 12 to be small. Alternatively, the temperature of the diesel oxidation catalyst 16 may be increased by increasing the temperature of the exhaust gas by controlling the post-injection in the combustion chamber of the main body of the engine 1 by transmitting a signal to the injector solenoid valve 8.

以下の説明では、このように溜まり込んだHCを除去するためにディーゼル酸化触媒16を昇温する制御を「第1制御」と呼ぶことがある。同様に、HCの溜まり込み量が所定の限界量よりも少ない状態を保つために選択還元触媒20及びアンモニアスリップ抑制触媒21を昇温する制御を「第3制御」と呼ぶことがある。   In the following description, the control for raising the temperature of the diesel oxidation catalyst 16 to remove the accumulated HC may be referred to as “first control”. Similarly, control for raising the temperature of the selective reduction catalyst 20 and the ammonia slip suppression catalyst 21 in order to keep the amount of HC accumulated below a predetermined limit amount may be referred to as “third control”.

ところで、選択還元触媒20の最大NH3吸着量は、当該選択還元触媒20の温度が高くなるにつれて減少する傾向にある。このことを考慮すれば、過剰なNH3スリップが生じないように、前述の第1制御や第3制御において各種触媒を昇温する前に(触媒の温度が低い間に)、予め、選択還元触媒20のNH3をパージしてNH3吸着量を低減しておくことが望ましい。 By the way, the maximum NH 3 adsorption amount of the selective reduction catalyst 20 tends to decrease as the temperature of the selective reduction catalyst 20 increases. Considering this, in order to prevent excessive NH 3 slip, selective reduction is performed in advance before raising the temperature of various catalysts in the first control and the third control described above (while the temperature of the catalyst is low). It is desirable to purge NH 3 of the catalyst 20 to reduce the NH 3 adsorption amount.

そこで、本実施形態のECU3は、必要に応じて、選択還元触媒20へのNH3吸着量が所定の低減目標量(図4(b)参照)よりも少なくなるまでNH3をパージする制御を行う。ここで、上記の低減目標量は、例えば、選択還元触媒20が所定の温度まで昇温してもNH3のスリップが起こりにくい適宜の量に設定される。なお、NH3のパージは、具体的には、例えば尿素水噴射ノズル19に信号を送信して尿素の噴射を停止させ、又は噴射量を低減する制御により実現される。あるいは、NH3のパージは、エンジン1からのNOxの排出量を増加させて、吸着されているNH3との反応量を増やすことでSCR触媒上でのNH3の消費を促進させることによっても実現される。以下の説明では、このように選択還元触媒20に吸着しているNH3をパージする制御を「第2制御」と呼ぶことがある。 Therefore, the ECU 3 according to the present embodiment performs control to purge NH 3 until the NH 3 adsorption amount to the selective reduction catalyst 20 becomes smaller than a predetermined reduction target amount (see FIG. 4B) as necessary. Do. Here, the reduction target amount is set to an appropriate amount that prevents the NH 3 slip from occurring even when the selective reduction catalyst 20 is heated to a predetermined temperature, for example. Specifically, the NH 3 purge is realized by, for example, a control that transmits a signal to the urea water injection nozzle 19 to stop the urea injection or reduce the injection amount. Alternatively, the purge of the NH 3 is to increase the emissions of the NO x from the engine 1, by promoting the consumption of NH 3 on the SCR catalyst by increasing the amount of reaction with NH 3 being adsorbed Is also realized. In the following description, the control for purging NH 3 adsorbed on the selective reduction catalyst 20 in this way may be referred to as “second control”.

本実施形態のECU3は、前述の第1制御、第2制御及び第3制御を適切な時期に行うことにより、ディーゼル酸化触媒16等からの白煙の発生防止と、選択還元触媒20からのNH3のスリップの抑制と、を同時に実現している。以下では、このECU3が行う制御について、図3のフローチャートを参照して詳細に説明する。 The ECU 3 of the present embodiment performs the first control, the second control, and the third control described above at an appropriate time, thereby preventing white smoke from being generated from the diesel oxidation catalyst 16 and the like, and the NH from the selective reduction catalyst 20. Slip suppression of 3 is realized at the same time. Below, the control which this ECU3 performs is demonstrated in detail with reference to the flowchart of FIG.

初めに、ECU3は、エンジン1が運転中であるか否かを判定する(ステップS101)。具体的には、エンジン回転数センサ9から検知したエンジン回転数が所定の回転数以上である場合には、エンジン1が運転中であると判定される。一方、エンジン回転数が所定の回転数未満の場合、エンジン1が運転中ではないと判定される。エンジン1が運転中でない場合、ステップS101の判定が繰り返される(即ち、エンジン1が運転中の状態になるまで待機する)。   First, the ECU 3 determines whether or not the engine 1 is in operation (step S101). Specifically, when the engine speed detected from the engine speed sensor 9 is equal to or higher than a predetermined speed, it is determined that the engine 1 is in operation. On the other hand, when the engine speed is less than the predetermined speed, it is determined that the engine 1 is not in operation. If the engine 1 is not in operation, the determination in step S101 is repeated (that is, waits until the engine 1 is in operation).

エンジン1が運転中であった場合、ECU3は、エンジン1の過去の運転状態(燃料噴射量等)から、HCの排出量を例えば公知のモデルを用いた計算により推定するとともに、得られたHCの排出量に基づいて、各種触媒へのHCの溜まり込み量を推定する(ステップS102)。具体的には、ECU3は、算出したHCの排出量と、ディーゼル酸化触媒温度センサ18により検出したディーゼル酸化触媒16の温度と、に基づいて、現在のディーゼル酸化触媒16へのHCの溜まり込み量を推定する。また、算出したHCの排出量と、選択還元触媒温度センサ22により検出した選択還元触媒20の温度と、に基づいて、現在の選択還元触媒20へのHCの溜まり込み量を推定する。また、算出したHCの排出量と、アンモニアスリップ抑制触媒温度センサ23により検出したアンモニアスリップ抑制触媒21の温度と、に基づいて、現在のアンモニアスリップ抑制触媒21へのHCの溜まり込み量を推定する。   When the engine 1 is in operation, the ECU 3 estimates the HC emission amount from the past operation state (fuel injection amount, etc.) of the engine 1 by, for example, calculation using a known model, and the obtained HC Based on the discharged amount of HC, the amount of HC accumulated in various catalysts is estimated (step S102). Specifically, the ECU 3 determines the current amount of HC accumulated in the diesel oxidation catalyst 16 based on the calculated HC emission amount and the temperature of the diesel oxidation catalyst 16 detected by the diesel oxidation catalyst temperature sensor 18. Is estimated. Further, based on the calculated HC emission amount and the temperature of the selective reduction catalyst 20 detected by the selective reduction catalyst temperature sensor 22, the current HC accumulation amount in the selective reduction catalyst 20 is estimated. Further, based on the calculated HC discharge amount and the temperature of the ammonia slip suppression catalyst 21 detected by the ammonia slip suppression catalyst temperature sensor 23, the current HC accumulation amount in the ammonia slip suppression catalyst 21 is estimated. .

そして、ECU3は、現在の状態から、ディーゼル酸化触媒16、選択還元触媒20、又はアンモニアスリップ抑制触媒21の何れかへのHCの溜まり込み量が所定の限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定する(ステップS103)。   Then, the ECU 3 performs the first time from the current state until the accumulated amount of HC in any of the diesel oxidation catalyst 16, the selective reduction catalyst 20, or the ammonia slip suppression catalyst 21 reaches a predetermined limit amount. Is estimated (step S103).

ただし、各種触媒へのHCの溜まり込み量を推定し、いつの時点で当該溜まり込み量が所定の限界量に到達するかを推定する場合に、過去のエンジン1の運転状態だけではなく、エンジン1が搭載される農業機械や建設機械の周囲の土壌や地形の情報も考慮に入れるようにすることもできる。なお、土壌や地形の情報は、例えば、GNSS(全地球航法衛星システム)の一種であるGPSで取得した農業機械や建設機械の測位情報に基づいて、地図データベースを参照することにより得ることができる。   However, when estimating the accumulation amount of HC in various catalysts and estimating when the accumulation amount reaches a predetermined limit amount, not only the past operating state of the engine 1 but also the engine 1 It is also possible to take into account information on the soil and topography around the agricultural and construction machinery on which is mounted. In addition, information on soil and topography can be obtained by referring to a map database based on positioning information of agricultural machines and construction machines acquired by GPS, which is a kind of GNSS (Global Navigation Satellite System), for example. .

HCの溜まり込み量を推定する具体例について、ディーゼル酸化触媒16の場合を示した図4(a)を参照して説明する。図4(a)における現在のHCの溜まり込み量は、白煙が発生し始める量(上記の限界量)より相当に少なくなっているが、過去の溜まり込み量の推移等から推定した曲線(推定カーブ)によれば、HCの溜まり込み量は、現在から第1時間が経過したときに上記の限界量に到達すると見込まれる。   A specific example of estimating the amount of accumulated HC will be described with reference to FIG. 4A showing the case of the diesel oxidation catalyst 16. The current HC accumulation amount in FIG. 4 (a) is considerably smaller than the amount of white smoke that starts to be generated (the above limit amount), but is a curve estimated from the transition of the past accumulation amount ( According to the estimated curve), the amount of accumulated HC is expected to reach the above limit amount when the first time has elapsed from the present time.

なお、ディーゼル酸化触媒16、選択還元触媒20及びアンモニアスリップ抑制触媒21は、それぞれ限界量が異なることから、それぞれについて推定される第1時間は互いに異なる場合が殆どである。この場合、上記のステップS103では、最も短い時間が第1時間として採用される。   The diesel oxidation catalyst 16, the selective reduction catalyst 20, and the ammonia slip suppression catalyst 21 have different limit amounts, and therefore the estimated first times are almost different from each other. In this case, in step S103, the shortest time is adopted as the first time.

続いて、ECU3は、エンジン1の過去の運転状態(尿素水の噴射量、燃料噴射量等)に基づいて、現在の選択還元触媒20へのNH3吸着量を、例えば公知のモデルを用いた計算により推定する(ステップS104)。そして、ECU3は、現時点からNH3のパージを仮に開始した場合に、NH3吸着量が所定の低減目標量にまで低減されるまでに掛かる第2時間を推定する(ステップS105)。 Subsequently, the ECU 3 uses a known model, for example, for the current NH 3 adsorption amount to the selective reduction catalyst 20 based on the past operation state of the engine 1 (injection amount of urea water, fuel injection amount, etc.). Estimated by calculation (step S104). Then, when the purge of NH 3 is temporarily started from the present time, the ECU 3 estimates a second time required until the NH 3 adsorption amount is reduced to a predetermined reduction target amount (step S105).

ただし、選択還元触媒20へのNH3吸着量を推定し、いつの時点で当該NH3吸着量が所定の低減目標量にまで低減するかを推定する場合に、過去のエンジン1の運転状態だけではなく、上記と同様に、自機の周囲の土壌や地形の情報も考慮に入れるようにすることもできる。 However, when estimating the NH 3 adsorption amount to the selective reduction catalyst 20 and estimating when the NH 3 adsorption amount is reduced to a predetermined reduction target amount, only the past operating state of the engine 1 is used. In the same manner as described above, it is also possible to take into account information on the soil and topography around the aircraft.

NH3のパージに関する前記第2時間を推定する具体例について、図4(b)を参照して説明する。図4(b)における現在のNH3吸着量は相当に大きくなっているが、仮に現時点からNH3のパージを開始したとすると、現在から第2時間が経過したときにNH3吸着量が所定の低減目標量にまで低減すると見込まれる。 A specific example of estimating the second time relating to the purge of NH 3 will be described with reference to FIG. Although the current NH 3 adsorption amount in FIG. 4B is considerably large, assuming that the purge of NH 3 is started from the present time, the NH 3 adsorption amount is predetermined when the second time has elapsed from the present time. It is expected to reduce to the reduction target amount.

続いて、ECU3は、第1時間と第2時間とが略同じ長さであるか否かを判定する(ステップS106)。図4で示した具体例では、第1時間は第2時間よりも短い(第1時間と第2時間が互いに等しくない)。従って、ステップS101の処理に戻る。   Subsequently, the ECU 3 determines whether or not the first time and the second time are substantially the same length (step S106). In the specific example shown in FIG. 4, the first time is shorter than the second time (the first time and the second time are not equal to each other). Accordingly, the process returns to step S101.

HCの溜まり込み量はエンジン1の運転に伴って増加していくため、やがて、第1時間と第2時間が等しくなる。ステップS106の判断で、第1時間と第2時間とが実質的に等しいと判定されると、第2制御(即ち、選択還元触媒20に吸着しているNH3のパージ)が開始される(ステップS107)。 Since the amount of accumulated HC increases as the engine 1 is operated, the first time and the second time are eventually equalized. If it is determined in step S106 that the first time and the second time are substantially equal, the second control (that is, the purge of NH 3 adsorbed on the selective reduction catalyst 20) is started (step S106). Step S107).

NH3のパージは、選択還元触媒20へのNH3吸着量が所定の低減目標量よりも少なくなるまで、即ち、通常は第2時間が経過するまで続けられる(ステップS108)。これにより、NH3吸着量が、その後に選択還元触媒20を昇温してもNH3のスリップが起こりにくい程度の量となる。なお、パージの間もHCの溜まり込み量は増加するが、第2時間(=第1時間)が経過してパージが完了した時点では、HCの溜まり込み量は上記の限界量にぎりぎり収まっており、従って、白煙を生じることはない。 Purge NH 3 until NH 3 adsorption amount to the selective reduction catalyst 20 becomes less than the predetermined reduction target amount, i.e., usually continued until the elapse of the second time (step S108). As a result, the NH 3 adsorption amount becomes such an amount that the NH 3 slip hardly occurs even if the temperature of the selective reduction catalyst 20 is raised thereafter. Although the amount of HC accumulation increases during the purge, when the purge is completed after the second time (= first time) has elapsed, the amount of HC accumulation is limited to the above limit amount. Therefore, no white smoke is produced.

前述のNH3のパージが終わって、選択還元触媒20へのNH3吸着量が、選択還元触媒20を昇温してもNH3のスリップが起こりにくい適宜の量にまで低減されたら、ECU3は直ちに第1制御及び第3制御を開始する(ステップS109)。即ち、ディーゼル酸化触媒16、選択還元触媒20、及びアンモニアスリップ抑制触媒21を昇温し、溜まり込んだHCを酸化させて除去する。HCを除去するための昇温は、HCの溜まり込み量が十分に少なくなるまで続けられる(ステップS110)。なお、選択還元触媒20が昇温することにより、選択還元触媒20の最大NH3吸着量は減少するが、予めNH3は第2制御によって十分にパージされているので、NH3の過剰なスリップが生じることはない。その後、ステップS101に戻り、上記の処理が繰り返される。 When the NH 3 purge is completed and the amount of NH 3 adsorbed on the selective reduction catalyst 20 is reduced to an appropriate amount that prevents the NH 3 from slipping even if the temperature of the selective reduction catalyst 20 is increased, the ECU 3 Immediately start the first control and the third control (step S109). That is, the diesel oxidation catalyst 16, the selective reduction catalyst 20, and the ammonia slip suppression catalyst 21 are heated to oxidize and remove the accumulated HC. The temperature increase for removing HC is continued until the accumulated amount of HC is sufficiently reduced (step S110). Although the maximum NH 3 adsorption amount of the selective reduction catalyst 20 decreases as the temperature of the selective reduction catalyst 20 rises, since NH 3 is sufficiently purged in advance by the second control, excessive slip of NH 3 Will not occur. Thereafter, the process returns to step S101, and the above process is repeated.

以上のような制御により、本実施形態のエンジン1では、白煙防止のための昇温が必要となる時期を(HCの溜まり込み量から)予測し、この時期までにNH3のパージが完了しているようにしている。そのため、NH3のパージ時間を最小化することができ、作業効率を向上させることができる。また、NH3の無駄な消費を抑えることができる。更に、選択還元触媒20やアンモニアスリップ抑制触媒21のHC被毒を抑制し、触媒の浄化率を向上させることができる。 With the control as described above, the engine 1 of the present embodiment predicts a time (from the amount of HC accumulation) that requires a temperature increase to prevent white smoke, and the purge of NH 3 is completed by this time. Like to do. Therefore, the purge time of NH 3 can be minimized, and the working efficiency can be improved. Further, useless consumption of NH 3 can be suppressed. Furthermore, HC poisoning of the selective reduction catalyst 20 and the ammonia slip suppression catalyst 21 can be suppressed, and the purification rate of the catalyst can be improved.

以上で説明したように、本実施形態のエンジン1は、スートフィルタ17と、ディーゼル酸化触媒16と、ディーゼル酸化触媒温度センサ18と、選択還元触媒20と、尿素水噴射ノズル19と、ECU3と、を備える。スートフィルタ17は、エンジン1本体からの排気ガス流路に設置されて粒子状物質を捕集する。ディーゼル酸化触媒16は、スートフィルタ17より上流に設置されて排気ガス流路内での燃料の酸化を促進させる。ディーゼル酸化触媒温度センサ18は、ディーゼル酸化触媒16の温度を検出する。選択還元触媒20は、スートフィルタ17より下流に設置されて窒素酸化物を還元する。尿素水噴射ノズル19は、スートフィルタ17及び選択還元触媒20の間に設置されてスートフィルタ17から排出された排気ガスに尿素水を噴射する。ECU3は、ディーゼル酸化触媒16、スートフィルタ17、及び選択還元触媒20の昇温制御を行うとともに、尿素水噴射ノズル19からの尿素水の噴射制御を行う。ECU3は、第1制御と、第2制御と、を行う。第1制御では、HCの溜まり込み量が所定の限界量以下である状態を保つために、ディーゼル酸化触媒16を昇温することでHCを酸化させて除去する。第2制御では、選択還元触媒20へのNH3の吸着量が所定の低減目標量に低減されるまで、尿素水噴射ノズル19からの尿素水の噴射を停止し又は低減する。ECU3は、過去の運転状態から算出したHCの排出量と、ディーゼル酸化触媒温度センサ18により検出したディーゼル酸化触媒16の温度と、に基づいて、現在のHCの少なくともディーゼル酸化触媒16への溜まり込み量を推定するとともに、現在の状態からHCの溜まり込み量が前記所定の限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定する。またECU3は、過去の運転状態に基づいて選択還元触媒20へのNH3の吸着量を推定するとともに、現在の状態から前記第2制御を行った場合に、NH3の吸着量が前記低減目標量に低減されるまでに掛かる第2時間を推定する。そして、ECU3は、前記第1時間と前記第2時間が同じ長さになったタイミングで、前記第2制御を行った後、直ちに前記第1制御を行う。 As described above, the engine 1 of the present embodiment includes the soot filter 17, the diesel oxidation catalyst 16, the diesel oxidation catalyst temperature sensor 18, the selective reduction catalyst 20, the urea water injection nozzle 19, the ECU 3, Is provided. The soot filter 17 is installed in the exhaust gas flow path from the engine 1 body and collects particulate matter. The diesel oxidation catalyst 16 is installed upstream of the soot filter 17 and promotes oxidation of fuel in the exhaust gas passage. The diesel oxidation catalyst temperature sensor 18 detects the temperature of the diesel oxidation catalyst 16. The selective reduction catalyst 20 is installed downstream of the soot filter 17 to reduce nitrogen oxides. The urea water injection nozzle 19 is installed between the soot filter 17 and the selective reduction catalyst 20 and injects urea water into the exhaust gas discharged from the soot filter 17. The ECU 3 performs temperature increase control of the diesel oxidation catalyst 16, the soot filter 17, and the selective reduction catalyst 20, and performs urea water injection control from the urea water injection nozzle 19. The ECU 3 performs a first control and a second control. In the first control, the HC is oxidized and removed by raising the temperature of the diesel oxidation catalyst 16 in order to keep the amount of HC accumulated below a predetermined limit amount. In the second control, the urea water injection from the urea water injection nozzle 19 is stopped or reduced until the adsorption amount of NH 3 on the selective reduction catalyst 20 is reduced to a predetermined reduction target amount. The ECU 3 accumulates at least the current HC in the diesel oxidation catalyst 16 based on the HC emission amount calculated from the past operation state and the temperature of the diesel oxidation catalyst 16 detected by the diesel oxidation catalyst temperature sensor 18. In addition to estimating the amount, a first time required from the current state until the accumulated amount of HC reaches the predetermined limit amount is estimated. Further, the ECU 3 estimates the adsorption amount of NH 3 to the selective reduction catalyst 20 based on the past operation state, and when the second control is performed from the current state, the adsorption amount of NH 3 is reduced to the reduction target. Estimate the second time it takes to be reduced to a quantity. Then, the ECU 3 performs the first control immediately after performing the second control at the timing when the first time and the second time become the same length.

これにより、限界量を白煙が発生し始めるような適宜の値に設定することにより、また、低減目標量を選択還元触媒20が昇温してもNH3のスリップが起こりにくい適宜の値に設定することにより、ディーゼル酸化触媒16から白煙が排出されることを防止するとともに、選択還元触媒20から過剰にNH3がスリップすることを防止することができる。また、限界量及び低減目標量を上述のような適宜の値に設定することにより、HCの溜まり込み量から白煙防止のために昇温が必要となる時期を推定し、この時期には選択還元触媒20のNH3のパージが完了しているように制御を行うことで、NH3のパージ時間を大幅に短縮できるため、作業効率を向上させることができる。 Thereby, the limit amount is set to an appropriate value at which white smoke starts to be generated, and the reduction target amount is set to an appropriate value that prevents NH 3 from slipping even when the selective reduction catalyst 20 is heated. By setting, it is possible to prevent white smoke from being discharged from the diesel oxidation catalyst 16 and to prevent NH 3 from slipping excessively from the selective reduction catalyst 20. In addition, by setting the limit amount and target reduction amount to appropriate values as described above, the time when the temperature rise is necessary to prevent white smoke is estimated from the amount of HC accumulated, and this time is selected. By performing the control so that the NH 3 purge of the reduction catalyst 20 is completed, the NH 3 purge time can be greatly shortened, so that the working efficiency can be improved.

また、本実施形態のエンジン1は、アンモニアスリップ抑制触媒21と、選択還元触媒温度センサ22と、アンモニアスリップ抑制触媒温度センサ23と、を更に備える。アンモニアスリップ抑制触媒21は、選択還元触媒20より下流に設置されて、選択還元触媒20を通過したNH3を酸化する。選択還元触媒温度センサ22は、選択還元触媒20の温度を検出する。アンモニアスリップ抑制触媒温度センサ23は、アンモニアスリップ抑制触媒21の温度を検出する。ECU3は、HCの溜まり込み量が所定の限界量以下である状態を保つために、選択還元触媒20及びアンモニアスリップ抑制触媒21を昇温することでHCを酸化させて除去する第3制御を行う。ECU3は、選択還元触媒温度センサ22により検出した選択還元触媒20の温度及びアンモニアスリップ抑制触媒温度センサ23により検出したアンモニアスリップ抑制触媒21の温度に基づいて、ディーゼル酸化触媒16、選択還元触媒20、及びアンモニアスリップ抑制触媒21へのHCの溜まり込み量を推定し、現在の状態からディーゼル酸化触媒16、前記選択還元触媒20、及び前記アンモニアスリップ抑制触媒21のうち何れかにおいてHCの溜まり込み量が限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定する。そして、ECU3は、第1時間と第2時間が同じ長さになったタイミングで、第2制御を行った後、直ちに第1制御及び第3制御を行う。 The engine 1 of the present embodiment further includes an ammonia slip suppression catalyst 21, a selective reduction catalyst temperature sensor 22, and an ammonia slip suppression catalyst temperature sensor 23. The ammonia slip suppression catalyst 21 is installed downstream of the selective reduction catalyst 20 and oxidizes NH 3 that has passed through the selective reduction catalyst 20. The selective reduction catalyst temperature sensor 22 detects the temperature of the selective reduction catalyst 20. The ammonia slip suppression catalyst temperature sensor 23 detects the temperature of the ammonia slip suppression catalyst 21. The ECU 3 performs third control to oxidize and remove HC by raising the temperature of the selective reduction catalyst 20 and the ammonia slip suppression catalyst 21 in order to keep the accumulated amount of HC below a predetermined limit amount. . The ECU 3 determines the diesel oxidation catalyst 16, the selective reduction catalyst 20, the temperature of the selective reduction catalyst 20 detected by the selective reduction catalyst temperature sensor 22, and the temperature of the ammonia slip suppression catalyst 21 detected by the ammonia slip suppression catalyst temperature sensor 23. Then, the amount of HC accumulated in the ammonia slip suppression catalyst 21 is estimated, and the amount of HC accumulated in any of the diesel oxidation catalyst 16, the selective reduction catalyst 20, and the ammonia slip suppression catalyst 21 from the current state is estimated. The first time required to reach the limit amount is estimated. Then, the ECU 3 performs the first control and the third control immediately after performing the second control at the timing when the first time and the second time become the same length.

これにより、限界量を白煙が発生し始めるような適宜の値に設定するとともに、低減目標量を選択還元触媒が昇温してもNH3のスリップが起こりにくい適宜の値に設定することで、選択還元触媒20からのNH3のスリップを防止しつつ、(DPF装置13からだけではなく)選択還元触媒20及びアンモニアスリップ抑制触媒21から白煙が発生することも防止することができる。 As a result, the limit amount is set to an appropriate value such that white smoke starts to be generated, and the reduction target amount is set to an appropriate value at which the NH 3 slip hardly occurs even when the temperature of the selective reduction catalyst is increased. Further, it is possible to prevent the generation of white smoke from the selective reduction catalyst 20 and the ammonia slip suppression catalyst 21 (not only from the DPF device 13) while preventing the NH 3 slip from the selective reduction catalyst 20.

また、本実施形態のエンジン1においては、ECU3は、排気ガス通路に設けられた排気弁12の開度を調整することにより前記第1制御を行う。   In the engine 1 of the present embodiment, the ECU 3 performs the first control by adjusting the opening degree of the exhaust valve 12 provided in the exhaust gas passage.

これにより、排気弁12の開度を適宜に調整することで、簡単に第1制御を行うことができ、それにより白煙の発生を防止することができる。   Thereby, 1st control can be easily performed by adjusting the opening degree of the exhaust valve 12 suitably, and generation | occurrence | production of white smoke can be prevented thereby.

また、本実施形態のエンジン1においては、ECU3は、エンジン1本体の燃焼室内にポスト噴射を行うことにより前記第1制御を行う。   In the engine 1 of the present embodiment, the ECU 3 performs the first control by performing post injection into the combustion chamber of the engine 1 body.

これにより、エンジン1本体の燃焼室内でポスト噴射を行うことで、簡単に第1制御を行うことができ、それにより白煙の発生を防止することができる。   Thus, the first control can be easily performed by performing the post injection in the combustion chamber of the main body of the engine 1, thereby preventing the generation of white smoke.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

上記の実施形態では、ディーゼル酸化触媒16へのHCの溜まり込み量、選択還元触媒20へのHCの溜まり込み量、及びアンモニアスリップ抑制触媒21へのHCの溜まり込み量を個別に推定して、そのうちの何れかの溜まり込み量が前記限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定して、その時間をその後の制御に用いるものとした。しかしながら、これに代えて、ディーゼル酸化触媒16、選択還元触媒20、及びアンモニアスリップ抑制触媒21へのHCの総合的な溜まり込み量を推定して、各種触媒への溜まり込み量の合計が前記限界量に到達するまでに掛かる時間を「第1時間」として推定することとしてもよい。   In the above embodiment, the amount of HC accumulated in the diesel oxidation catalyst 16, the amount of HC accumulated in the selective reduction catalyst 20, and the amount of HC accumulated in the ammonia slip suppression catalyst 21 are individually estimated, The first time required for any of the accumulated amount to reach the limit amount was estimated, and that time was used for the subsequent control. However, instead of this, the total amount of HC accumulated in the diesel oxidation catalyst 16, the selective reduction catalyst 20, and the ammonia slip suppression catalyst 21 is estimated, and the total amount of accumulation in various catalysts is the above limit. The time taken to reach the quantity may be estimated as the “first time”.

上記の実施形態で示した制御処理では、先に各種触媒へのHCの溜まり込み量の推定及び第1時間の推定を行い、その後に選択還元触媒へのNH3吸着量の推定及び第2時間の推定を行うものとしたが、処理の順序はこれに限るものではない。即ち、先に選択還元触媒へのNH3吸着量の推定及び第2時間の推定を行い、その後に各種触媒へのHCの溜まり込み量の推定及び第1時間の推定を行うこととしてもよい。 In the control process shown in the above embodiment, the amount of HC accumulated in the various catalysts and the first time are estimated first, and then the NH 3 adsorption amount to the selective reduction catalyst and the second time are estimated. However, the order of processing is not limited to this. That is, the NH 3 adsorption amount to the selective reduction catalyst and the second time may be estimated first, and then the amount of HC accumulated in various catalysts and the first time may be estimated.

限界量及び低減目標量は、事情に応じて、例えばある程度の余裕(マージン)を見込んで定められても良い。   The limit amount and the reduction target amount may be determined in consideration of circumstances, for example, taking into account a certain margin.

1 エンジン(ディーゼルエンジン)
3 ECU(制御部)
16 ディーゼル酸化触媒
17 スートフィルタ
18 ディーゼル酸化触媒温度センサ
19 尿素水噴射ノズル(尿素水噴射体)
20 選択還元触媒(SCR)
21 アンモニアスリップ抑制触媒
22 選択還元触媒温度センサ
23 アンモニアスリップ抑制触媒温度センサ
1 engine (diesel engine)
3 ECU (control unit)
16 Diesel oxidation catalyst 17 Soot filter 18 Diesel oxidation catalyst temperature sensor 19 Urea water injection nozzle (urea water injection body)
20 Selective reduction catalyst (SCR)
21 Ammonia slip suppression catalyst 22 Selective reduction catalyst temperature sensor 23 Ammonia slip suppression catalyst temperature sensor

Claims (4)

内燃機関からの排気ガス流路に設置されて粒子状物質を捕集するスートフィルタと、
前記スートフィルタより上流に設置されて前記排気ガス流路内での燃料の酸化を促進させるディーゼル酸化触媒と、
前記ディーゼル酸化触媒の温度を検出するディーゼル酸化触媒温度センサと、
前記スートフィルタより下流に設置されて窒素酸化物を還元する選択還元触媒と、
前記スートフィルタ及び前記選択還元触媒の間に設置されて前記スートフィルタから排出された排気ガスに尿素水を噴射する尿素水噴射体と、
前記ディーゼル酸化触媒、前記スートフィルタ、及び前記選択還元触媒の昇温制御を行うとともに、前記尿素水噴射体からの尿素水の噴射制御を行う制御部と、
を備えるディーゼルエンジンにおいて、
前記制御部は、
HCの溜まり込み量が所定の限界量以下である状態を保つために、前記ディーゼル酸化触媒を昇温することでHCを酸化させて除去する第1制御と、
前記選択還元触媒へのNH3の吸着量が所定の低減目標量に低減されるまで、前記尿素水噴射体からの尿素水の噴射を停止し又は低減する第2制御と、
を行い、
前記制御部は、
過去の運転状態から算出したHCの排出量と、前記ディーゼル酸化触媒温度センサにより検出した前記ディーゼル酸化触媒の温度と、に基づいて、現在のHCの少なくとも前記ディーゼル酸化触媒への溜まり込み量を推定するとともに、現在の状態からHCの溜まり込み量が前記限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定し、
過去の運転状態に基づいて前記選択還元触媒へのNH3の吸着量を推定するとともに、現在の状態から前記第2制御を行った場合に、NH3の吸着量が前記低減目標量に低減されるまでに掛かる第2時間を推定し、
前記制御部は、前記第1時間と前記第2時間が同じ長さになったタイミングで、前記第2制御を行った後、直ちに前記第1制御を行うことを特徴とするディーゼルエンジン。
A soot filter installed in an exhaust gas flow path from the internal combustion engine to collect particulate matter;
A diesel oxidation catalyst installed upstream of the soot filter to promote oxidation of fuel in the exhaust gas flow path;
A diesel oxidation catalyst temperature sensor for detecting the temperature of the diesel oxidation catalyst;
A selective reduction catalyst installed downstream from the soot filter to reduce nitrogen oxides;
A urea water injector that is installed between the soot filter and the selective reduction catalyst and injects urea water into the exhaust gas discharged from the soot filter;
A control unit that performs temperature rise control of the diesel oxidation catalyst, the soot filter, and the selective reduction catalyst, and performs injection control of urea water from the urea water injector,
In a diesel engine comprising
The controller is
A first control for oxidizing and removing HC by raising the temperature of the diesel oxidation catalyst in order to keep the amount of HC accumulated below a predetermined limit amount;
A second control for stopping or reducing the injection of urea water from the urea water injector until the adsorption amount of NH 3 on the selective reduction catalyst is reduced to a predetermined reduction target amount;
And
The controller is
Based on the HC emission amount calculated from the past operating state and the temperature of the diesel oxidation catalyst detected by the diesel oxidation catalyst temperature sensor, the amount of current HC accumulated in at least the diesel oxidation catalyst is estimated. And estimating a first time required from the current state until the accumulated amount of HC reaches the limit amount,
When the adsorption amount of NH 3 to the selective reduction catalyst is estimated based on the past operation state, and the second control is performed from the current state, the adsorption amount of NH 3 is reduced to the reduction target amount. Estimate the second time it takes to
The diesel engine according to claim 1, wherein the control unit performs the first control immediately after performing the second control at a timing when the first time and the second time become the same length.
請求項1に記載のディーゼルエンジンであって、
前記選択還元触媒より下流に設置されて、前記選択還元触媒を通過したNH3を酸化するアンモニアスリップ抑制触媒と、
前記選択還元触媒の温度を検出する選択還元触媒温度センサと、
前記アンモニアスリップ抑制触媒の温度を検出するアンモニアスリップ抑制触媒温度センサと、
を更に備え、
前記制御部は、HCの溜まり込み量が所定の限界量以下である状態を保つために、前記選択還元触媒及び前記アンモニアスリップ抑制触媒を昇温することでHCを酸化させて除去する第3制御を行い、
前記制御部は、前記選択還元触媒温度センサにより検出した前記選択還元触媒の温度及び前記アンモニアスリップ抑制触媒温度センサにより検出した前記アンモニアスリップ抑制触媒の温度に基づいて、前記ディーゼル酸化触媒、前記選択還元触媒、及び前記アンモニアスリップ抑制触媒へのHCの溜まり込み量を推定し、現在の状態から前記ディーゼル酸化触媒、前記選択還元触媒、及び前記アンモニアスリップ抑制触媒のうち何れかにおいてHCの溜まり込み量が前記限界量に到達するまでに掛かる第1時間を推定し、
前記制御部は、前記第1時間と前記第2時間が同じ長さになったタイミングで、前記第2制御を行った後、直ちに前記第1制御及び前記第3制御を行うことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to claim 1,
An ammonia slip suppression catalyst that is installed downstream of the selective reduction catalyst and oxidizes NH 3 that has passed through the selective reduction catalyst;
A selective reduction catalyst temperature sensor for detecting the temperature of the selective reduction catalyst;
An ammonia slip suppression catalyst temperature sensor for detecting the temperature of the ammonia slip suppression catalyst;
Further comprising
The control unit oxidizes and removes HC by raising the temperature of the selective reduction catalyst and the ammonia slip suppression catalyst in order to keep the amount of HC accumulated below a predetermined limit amount. And
The control unit, based on the temperature of the selective reduction catalyst detected by the selective reduction catalyst temperature sensor and the temperature of the ammonia slip suppression catalyst detected by the ammonia slip suppression catalyst temperature sensor, the diesel oxidation catalyst, the selective reduction The amount of HC accumulated in the catalyst and the ammonia slip suppression catalyst is estimated, and the amount of HC accumulated in any of the diesel oxidation catalyst, the selective reduction catalyst, and the ammonia slip suppression catalyst from the current state is estimated. Estimating the first time it takes to reach the limit amount,
The control unit performs the first control and the third control immediately after performing the second control at a timing when the first time and the second time become the same length. diesel engine.
請求項1又は2に記載のディーゼルエンジンであって、
前記制御部は、排気ガス通路に設けられた排気弁の開度を調整することにより前記第1制御を行うことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to claim 1 or 2,
The diesel engine according to claim 1, wherein the control unit performs the first control by adjusting an opening degree of an exhaust valve provided in the exhaust gas passage.
請求項1から3までの何れか一項に記載のディーゼルエンジンであって、
前記制御部は、エンジン本体の燃焼室内にポスト噴射を行うことにより前記第1制御を行うことを特徴とするディーゼルエンジン。
The diesel engine according to any one of claims 1 to 3,
The diesel engine according to claim 1, wherein the control unit performs the first control by performing post injection into a combustion chamber of an engine body.
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JP2009264181A (en) * 2008-04-23 2009-11-12 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP2010106750A (en) * 2008-10-30 2010-05-13 Toyota Motor Corp Exhaust emission control device for vehicle
JP5761255B2 (en) * 2013-05-28 2015-08-12 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification device for internal combustion engine
JP2015075011A (en) * 2013-10-08 2015-04-20 トヨタ自動車株式会社 Exhaust emission control device for internal combustion engine
JP6149686B2 (en) * 2013-10-25 2017-06-21 いすゞ自動車株式会社 HC catalyst poisoning detection system for SCR catalyst and HC catalyst poisoning detection method for SCR catalyst
JP6131834B2 (en) * 2013-11-11 2017-05-24 トヨタ自動車株式会社 Engine exhaust purification system
JP5915623B2 (en) * 2013-11-14 2016-05-11 トヨタ自動車株式会社 Exhaust gas purification system for internal combustion engine

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