JP6568372B2 - Exhaust purification equipment - Google Patents

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Description

本発明は、ディーゼルエンジン等の排ガスを後処理して浄化する排気浄化装置に関し、特に粒子状物質フィルタの再生時におけるエンジンオイルの希釈を抑制したものに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus that purifies exhaust gas such as diesel engine by post-processing, and particularly relates to an apparatus that suppresses dilution of engine oil during regeneration of a particulate matter filter.

例えば自動車用のディーゼルエンジンにおいては、排気中に含まれるスート(煤)等の粒子状物質(PM)を、例えばセラミック等からなるフィルタによって濾過し捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)が設けられている。
このようなDPFにおいては、運転時間の経過に伴いPMの堆積量が多くなると目詰まりが生じてエンジンの運転性に悪影響を及ぼすことから、PM堆積量が増加した場合にこれを燃焼させて焼却処理する再生運転が行われる。
For example, a diesel engine for automobiles is provided with a diesel particulate filter (DPF) that filters and collects particulate matter (PM) such as soot (soot) contained in exhaust gas by a filter made of, for example, ceramic. ing.
In such a DPF, if the amount of accumulated PM increases with the passage of operating time, clogging occurs and adversely affects the operability of the engine. Therefore, when the amount of accumulated PM increases, it is burned and incinerated. The regeneration operation to process is performed.

再生運転は、DPF層内を高温としてPMを燃焼させることによって行う。安定してスートを燃焼させるためのDPF層内の昇温及び温度維持は、例えば、エンジンの膨張行程後期から排気行程において燃料を噴射するポスト噴射を行い、排気内に未燃燃料を供給することによって行われる。
未燃燃料は、DPFの上流側に設けられた酸化触媒(DOC)において酸化(燃焼)し、DPFへのフィードガスとなる排気温度を上昇させる。
DPFは、DOCによって昇温された排気が流入することによって、PMの着火及び燃焼維持に必要な温度まで昇温され、再生運転終了までの間温度維持される。
The regeneration operation is performed by burning PM at a high temperature in the DPF layer. The temperature rise and temperature maintenance in the DPF layer for stably burning soot is performed by, for example, performing post injection that injects fuel in the exhaust stroke from the late stage of the engine expansion stroke, and supplying unburned fuel in the exhaust Is done by.
The unburned fuel is oxidized (combusted) in an oxidation catalyst (DOC) provided on the upstream side of the DPF, and the exhaust temperature serving as a feed gas to the DPF is raised.
The DPF is heated to a temperature required for PM ignition and combustion maintenance by the flow of exhaust gas heated by the DOC, and the temperature is maintained until the end of the regeneration operation.

DPF再生に関する従来技術として、例えば特許文献1には、PM堆積量が運転性に影響を与えるレベルを超えた場合には運転状態に関わらずDPF再生を実行するとともに、PM堆積量が運転性に影響を与えないレベルであっても、PMの伝搬燃焼が可能なレベルでありかつエンジンの運転状態がDPF再生に適している場合にはDPF再生を実行することが記載されている。
特許文献2には、PM捕集量が第1、第2の閾値の中間である場合に、昇温効率のよい運転条件となった場合にのみDPF再生を実行することが記載されている。
特許文献3には、フィルタ温度が所定温度以上の場合には、フィルタ内のパティキュレート量が比較的少ない場合であっても再生動作を開始させることが記載されている。
特許文献4には、フィルタのPM量が閾値以上であるときに再生を実行するとともに、排ガス中に未燃燃料を供給せずに再生が可能である負荷領域である場合には閾値を小さな値に設定することが記載されている。
特許文献5には、排気微粒子の捕集量が第1基準値以上であるときにはエンジン負荷状態が高いときにのみ再生を実施し、捕集量が第1基準値よりも大きい第2基準値以上であるときには負荷状態に関わらず再生を実施することが記載されている。
As a conventional technique related to DPF regeneration, for example, in Patent Document 1, when the amount of accumulated PM exceeds a level that affects drivability, DPF regeneration is executed regardless of the operation state, and the accumulated amount of PM becomes drivable. It is described that DPF regeneration is executed when the level is such that PM can be propagated and burned and the engine operating state is suitable for DPF regeneration even if the level is not affected.
Patent Document 2 describes that DPF regeneration is executed only when the operating conditions with good temperature rise efficiency are obtained when the amount of collected PM is between the first and second threshold values.
Patent Document 3 describes that when the filter temperature is equal to or higher than a predetermined temperature, the regeneration operation is started even when the amount of particulates in the filter is relatively small.
In Patent Document 4, regeneration is executed when the PM amount of the filter is equal to or greater than a threshold value, and the threshold value is set to a small value in a load region where regeneration is possible without supplying unburned fuel in the exhaust gas. It is described to set to.
In Patent Document 5, when the collection amount of exhaust particulates is equal to or greater than a first reference value, regeneration is performed only when the engine load is high, and the collected amount is equal to or greater than a second reference value greater than the first reference value. In this case, it is described that the reproduction is performed regardless of the load state.

特開2003−293824号公報JP 2003-293824 A 特開2004−019496号公報JP 2004-019496 A 特開平 5−296027号公報JP-A-5-296027 特開2006−316731号公報JP 2006-316731 A 特開2005− 90458号公報JP 2005-90458 A

上記先行技術分野に記載されているように、エンジンの運転状態が比較的高負荷である場合にDPF再生を行なうことは周知である。
しかし、例えばエンジン負荷や排気温度といった特定のパラメータに着目した場合にはDPF再生に適する運転状態と判別されやすい場合であっても、実際にDPF再生を適切に行えない場合が存在する。
例えば、エンジンが高負荷状態にある場合であっても、排気流量が過度に大きい場合には、排気によって酸化触媒やDPFが冷却され、DPFの昇温や温度維持が困難となってDPF再生時の層内温度制御性が悪化する場合がある。
逆に、排気流量が過度に小さい場合にも、DPFの過熱や時定数の増加(エンジン運転状態の変化に対する層内温度の時間応答遅れ)が問題となり温度制御性が悪化する。
As described in the prior art, it is well known to perform DPF regeneration when the engine is operating at a relatively high load.
However, for example, when attention is paid to specific parameters such as engine load and exhaust temperature, there is a case where DPF regeneration cannot actually be performed properly even if it is easily determined that the operation state is suitable for DPF regeneration.
For example, even when the engine is in a high load state, if the exhaust gas flow rate is excessively large, the exhaust catalyst cools the oxidation catalyst and the DPF, making it difficult to raise the temperature and maintain the temperature of the DPF. In-layer temperature controllability may deteriorate.
On the other hand, even when the exhaust gas flow rate is excessively small, overheating of the DPF and an increase in time constant (delay in time response of the temperature inside the layer with respect to changes in the engine operating state) become problems and the temperature controllability deteriorates.

このようなDPFの再生に適していない条件下で再生運転を行った場合、安定してPMを燃焼させるため、ポスト噴射量を増加させる必要が生じる。
ポスト噴射量を増加させた場合、一部の燃料がシリンダ壁面に付着し、ピストンのオイルリングによってオイルとともにオイルパンに掻き落とされ、オイルを希釈(ダイリュージョン)させることが問題となる。
オイルの希釈を抑制するためには、極力少ないポスト噴射量によって効率よくDPF再生を行うことが必要となる。
上述した問題に鑑み、本発明の課題は、粒子状物質フィルタの再生時におけるエンジンオイルの希釈を抑制した排気浄化装置を提供することである。
When regeneration operation is performed under such conditions that are not suitable for regeneration of DPF, it is necessary to increase the post injection amount in order to stably burn PM.
When the post-injection amount is increased, a part of the fuel adheres to the cylinder wall surface and is scraped off together with the oil by the oil ring of the piston to dilute the oil.
In order to suppress the dilution of the oil, it is necessary to efficiently perform the DPF regeneration with the smallest possible post injection amount.
In view of the above-described problems, an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that suppresses dilution of engine oil during regeneration of a particulate matter filter.

本発明は、以下のような解決手段により、上述した課題を解決する。
請求項1に係る発明は、エンジンの排気管路に上流側から順次配列された酸化触媒及び粒子状物質フィルタと、前記エンジンの燃料噴射装置にポスト噴射を行なわせることによって前記粒子状物質フィルタの再生を行う再生運転の適否を判定する再生適否判定手段とを備える排気浄化装置であって、前記エンジンの負荷状態を判別する負荷検出手段と、車両の登坂状態を判定する登坂判定手段と、前記エンジンの排気流量を検出する排気流量検出手段とを備え、前記再生適否判定手段は、前記負荷検出手段が所定の高負荷条件を判別し、前記登坂判定手段が前記登坂状態を判定し、かつ前記排気流量が所定の上限側閾値と下限側閾値との間の範囲内である場合に前記再生運転に適した状態であると判定することを特徴とする排気浄化装置である。
請求項2に係る発明は、エンジンの排気管路に上流側から順次配列された酸化触媒及び粒子状物質フィルタと、前記エンジンの燃料噴射装置にポスト噴射を行なわせることによって前記粒子状物質フィルタの再生を行う再生運転の適否を判定する再生適否判定手段とを備える排気浄化装置であって、前記エンジンの負荷状態を判別する負荷検出手段と、車両の高速走行状態を判定する高速走行判定手段と、前記エンジンの排気流量を検出する排気流量検出手段とを備え、前記再生適否判定手段は、前記負荷検出手段が所定の高負荷条件を判別し、前記高速走行判定手段が前記高速走行状態を判定し、かつ前記排気流量が所定の上限側閾値と下限側閾値との間の範囲内である場合に前記再生運転に適した状態であると判定することを特徴とする排気浄化装置である。
これらの各発明によれば、排気流量が所定の上限側閾値と下限側閾値との間の範囲内である場合に再生運転に適した状態であると判定することによって、排気流量が過大又は過小なために再生時の粒子状物質フィルタ層内の温度制御性が悪化することを防止し、少ないポスト噴射量で効率よく粒子状物質フィルタの再生を行うことができる。
これによって、燃料のオイルへの混入を抑制し、オイルの希釈を防止することができる。
The present invention solves the above-described problems by the following means.
According to a first aspect of the present invention, there is provided an oxidation catalyst and a particulate matter filter that are sequentially arranged from an upstream side in an exhaust pipe of an engine, and a post-injection by the fuel injection device of the engine, whereby the particulate matter filter An exhaust emission control device comprising a regeneration suitability judging means for judging the suitability of a regeneration operation for performing regeneration, a load detecting means for judging a load state of the engine , a climbing judgment means for judging a climbing state of a vehicle, An exhaust flow rate detecting means for detecting an exhaust flow rate of the engine, wherein the regeneration suitability determining means determines the predetermined high load condition by the load detecting means , the climbing slope determining means determines the climbing state, and An exhaust emission control device that determines that the exhaust flow rate is suitable for the regeneration operation when the exhaust gas flow rate is within a range between a predetermined upper threshold value and a lower threshold value. .
According to a second aspect of the present invention, there is provided an oxidation catalyst and a particulate matter filter that are sequentially arranged from an upstream side in an exhaust pipe of an engine, and a post-injection performed by the fuel injection device of the engine, whereby the particulate matter filter An exhaust emission control device comprising regeneration appropriateness determining means for determining the appropriateness of regeneration operation for performing regeneration, load detecting means for determining the load state of the engine, and high speed traveling determining means for determining a high speed traveling state of the vehicle, And an exhaust flow rate detecting means for detecting an exhaust flow rate of the engine, wherein the regeneration suitability determining means determines the predetermined high load condition by the load detecting means, and the high speed traveling determining means determines the high speed traveling state. And when the exhaust flow rate is within a range between a predetermined upper limit side threshold value and a lower limit side threshold value, it is determined that the state is suitable for the regeneration operation. It is a gas purifying device.
According to these respective inventions, by determining the exhaust flow rate as a state suitable for regeneration operation when a range between a predetermined upper limit threshold and the lower-side threshold, the exhaust flow rate is excessive or Since it is too small, the temperature controllability in the particulate matter filter layer during regeneration can be prevented from being deteriorated, and the particulate matter filter can be efficiently regenerated with a small amount of post injection.
Thereby, mixing of the fuel into the oil can be suppressed, and dilution of the oil can be prevented.

請求項に係る発明は、前記酸化触媒の上流側における排気内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、前記再生適否判定手段は、前記酸素濃度が所定値以上の場合に前記再生運転に適した状態であると判定することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排気浄化装置である。
これによれば、酸素濃度が所定値以上の場合に再生運転に適した状態であると判定することによって、酸化触媒における未燃燃料の酸化および粒子状物質フィルタにおけるスートの酸化に必要な酸素が不足、欠乏する状態で再生運転が開始され、粒子状物質フィルタの再生に実質的に寄与しないポスト噴射が無駄に行われることを防止できる。
The invention according to claim 3 includes an oxygen concentration detection means for detecting an oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst, and the regeneration suitability determination means is configured to perform the regeneration operation when the oxygen concentration is equal to or higher than a predetermined value. The exhaust emission control device according to claim 1 , wherein the exhaust gas purification device is determined to be in a state suitable for the exhaust gas.
According to this, when it is determined that the state is suitable for the regeneration operation when the oxygen concentration is equal to or higher than a predetermined value, oxygen necessary for oxidation of unburned fuel in the oxidation catalyst and oxidation of soot in the particulate matter filter is increased. Regeneration operation is started in a deficient or deficient state, and post injection that does not substantially contribute to regeneration of the particulate matter filter can be prevented from being performed wastefully.

請求項に係る発明は、排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、前記再生適否判定手段は、前記排気温度が所定値以上の場合に前記再生運転に適した状態であると判定することを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の排気浄化装置である。
これによれば、排気温度が高温の場合に再生運転に適した状態であると判定することによって、ポスト噴射された燃料を酸化触媒において確実に燃焼させて排気温度を昇温し、粒子状物質フィルタの再生を確実に行うことができる。
The invention according to claim 4 includes exhaust temperature detection means for detecting the exhaust temperature, and the regeneration suitability determination means determines that the state is suitable for the regeneration operation when the exhaust temperature is equal to or higher than a predetermined value. The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 3, wherein:
According to this, when the exhaust gas temperature is high, it is determined that the state is suitable for the regeneration operation, so that the post-injected fuel is reliably burned in the oxidation catalyst to raise the exhaust gas temperature, and the particulate matter The filter can be reliably regenerated.

請求項に係る発明は、所定期間内において前記再生適否判定手段が前記再生運転に適した状態であると判定した頻度が所定値以上である場合に前記再生運転を実行させる再生運転実行手段を備えることを特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の排気浄化装置である。
これによれば、再生運転に適した状態であると判定された頻度が高い場合に再生運転を実行させることによって、例えば一時的な急加速時等に再生を開始した結果、短時間で再生運転に適しない状態となって再生効率が悪化することを防止し、効果的な再生運転を確実に行うことができる。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a regeneration operation executing means for executing the regeneration operation when a frequency at which the regeneration suitability determining means determines that the regeneration appropriate state is suitable for the regeneration operation is a predetermined value or more within a predetermined period. The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 4 , wherein the exhaust purification device is provided.
According to this, when the frequency determined to be suitable for the regeneration operation is high, the regeneration operation is executed, for example, when the regeneration is started at the time of temporary sudden acceleration or the like. Therefore, it is possible to prevent the regeneration efficiency from deteriorating and to effectively perform the regeneration operation.

以上説明したように、本発明によれば、粒子状物質フィルタの再生時におけるエンジンオイルの希釈を抑制した排気浄化装置を提供することができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to provide an exhaust emission control device that suppresses dilution of engine oil during regeneration of a particulate matter filter.

本発明を適用した排気浄化装置の実施例を有するディーゼルエンジンの構成を示す図である。It is a figure which shows the structure of the diesel engine which has the Example of the exhaust gas purification apparatus to which this invention is applied. 実施例の排気浄化装置における再生運転適否判断を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the regeneration driving | operation appropriateness determination in the exhaust gas purification apparatus of an Example.

本発明は、粒子状物質フィルタの再生時におけるエンジンオイルの希釈を抑制した排気浄化装置を提供する課題を、エンジンが高負荷でありかつ排気流量が所定の範囲内である等の各種条件が充足された場合に再生適合判定を成立させるとともに、その成立頻度に応じて再生要否を決定することによって解決した。   The present invention satisfies the problem of providing an exhaust purification device that suppresses dilution of engine oil during regeneration of a particulate matter filter, and satisfies various conditions such as a high engine load and an exhaust flow rate within a predetermined range. In such a case, the reproduction suitability determination is established, and the necessity of reproduction is determined according to the establishment frequency.

以下、本発明を適用した排気浄化装置の実施例について説明する。
図1は、実施例の排気浄化装置を有するディーゼルエンジンの構成を示す模式図である。
エンジン10は、ターボチャージャ20、インテークシステム30、エキゾーストシステム40、燃料供給装置50、EGR装置60、酸化触媒(DOC)70、ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)80、エンジン制御ユニット(ECU)100等を備えて構成されている。
Embodiments of an exhaust emission control device to which the present invention is applied will be described below.
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating a configuration of a diesel engine having an exhaust purification device of an embodiment.
The engine 10 includes a turbocharger 20, an intake system 30, an exhaust system 40, a fuel supply device 50, an EGR device 60, an oxidation catalyst (DOC) 70, a diesel particulate filter (DPF) 80, an engine control unit (ECU) 100, and the like. It is prepared for.

エンジン10は、例えば、乗用車等の自動車の走行用動力源として用いられる4ストロークのディーゼルエンジンである。
エンジン10は、クランクシャフト11、ピストン12、シリンダブロック13、ヘッド14、燃焼室15、グロープラグ16、グローコントローラ17等を備えて構成されている。
The engine 10 is, for example, a four-stroke diesel engine used as a driving power source for automobiles such as passenger cars.
The engine 10 includes a crankshaft 11, a piston 12, a cylinder block 13, a head 14, a combustion chamber 15, a glow plug 16, a glow controller 17, and the like.

クランクシャフト11は、エンジン10の出力軸である。
ピストン12は、シリンダ内を往復運動し、コンロッドを介して燃焼圧力をクランクシャフト11に伝達する部材である。
シリンダブロック13は、ピストン12が収容されるシリンダ部及びクランクシャフト11が回転可能に支持されるクランクケース部を一体に形成したものである。
シリンダブロック13は、クランク角センサ13a及び水温センサ13bを備えている。
クランク角センサ13aは、クランクシャフト11の角度位置を検出するものである。
水温センサ13bは、エンジン10内のウォータージャケット内を循環する冷却水温を検出するものである。
ヘッド14は、シリンダブロック13のピストン12の冠側の端部に設けられ、吸気ポート、排気ポート及びこれらに設けられた吸気バルブ及び排気バルブを開閉する動弁駆動機構等を備えている。
燃焼室15は、ピストン12の冠面とヘッド14のこれに対向する部分との間に形成されている。
グロープラグ16は、先端部が燃焼室15内に露出した状態でヘッド14に設けられた予備加熱装置である。
グローコントローラ17は、ECU100の制御に応じてグロープラグ16への通電量を制御するものである。
The crankshaft 11 is an output shaft of the engine 10.
The piston 12 is a member that reciprocates in the cylinder and transmits the combustion pressure to the crankshaft 11 via the connecting rod.
The cylinder block 13 is formed integrally with a cylinder portion in which the piston 12 is accommodated and a crankcase portion in which the crankshaft 11 is rotatably supported.
The cylinder block 13 includes a crank angle sensor 13a and a water temperature sensor 13b.
The crank angle sensor 13a detects the angular position of the crankshaft 11.
The water temperature sensor 13 b detects the cooling water temperature circulating in the water jacket in the engine 10.
The head 14 is provided at the crown-side end of the piston 12 of the cylinder block 13 and includes an intake port, an exhaust port, a valve drive mechanism that opens and closes the intake valve and the exhaust valve, and the like.
The combustion chamber 15 is formed between the crown surface of the piston 12 and the portion of the head 14 facing this.
The glow plug 16 is a preheating device provided in the head 14 with the tip portion exposed in the combustion chamber 15.
The glow controller 17 controls the energization amount to the glow plug 16 according to the control of the ECU 100.

ターボチャージャ20は、エンジン10の排気(既燃ガス)のエネルギを用いて、エンジン10が吸入する燃焼用空気(新気)を圧縮するものである。
ターボチャージャ20は、コンプレッサ21、タービン22、アクチュエータ23、負圧制御弁24等を備えている。
The turbocharger 20 compresses combustion air (fresh air) taken in by the engine 10 using energy of exhaust (burned gas) of the engine 10.
The turbocharger 20 includes a compressor 21, a turbine 22, an actuator 23, a negative pressure control valve 24, and the like.

コンプレッサ21は、燃焼用空気を圧縮する遠心型圧縮機である。
タービン22は、コンプレッサ21と同軸に設けられ、エンジン10の排気によって駆動されるとともに、コンプレッサ21を駆動するものである。タービン22は、タービンホイールの周囲のノズルに設けられる可動式のべーンによってジオメトリを連続的に変更可能な可変ジオメトリ式のものである。
アクチュエータ23は、タービン22の可動ベーンを駆動する負圧式のアクチュエータである。
負圧制御弁24は、図示しない負圧源からの負圧を、ECU100の制御に従ってアクチュエータ23に導入する電磁弁である。
ターボチャージャ20は、ECU100が設定する目標過給圧に対して、実際の過給圧が低い場合には、可動式のベーンを閉じてノズルを絞ることによってタービン22の回転数を高め、過給圧を高める制御が行われる。
The compressor 21 is a centrifugal compressor that compresses combustion air.
The turbine 22 is provided coaxially with the compressor 21 and is driven by the exhaust of the engine 10 and drives the compressor 21. The turbine 22 is of a variable geometry type in which the geometry can be continuously changed by a movable vane provided in nozzles around the turbine wheel.
The actuator 23 is a negative pressure type actuator that drives a movable vane of the turbine 22.
The negative pressure control valve 24 is an electromagnetic valve that introduces a negative pressure from a negative pressure source (not shown) into the actuator 23 according to the control of the ECU 100.
When the actual supercharging pressure is lower than the target supercharging pressure set by the ECU 100, the turbocharger 20 increases the rotational speed of the turbine 22 by closing the movable vane and narrowing the nozzle, Control to increase the pressure is performed.

インテークシステム30は、エンジン10に燃焼用空気を導入するものである。
インテークシステム30は、インテークダクト31、エアクリーナ32、エアフローメータ33、インタークーラ34、スロットルバルブ35、アクチュエータ36、インテークチャンバ37、吸気圧センサ38、インテークマニホールド39等を備えて構成されている。
The intake system 30 introduces combustion air into the engine 10.
The intake system 30 includes an intake duct 31, an air cleaner 32, an air flow meter 33, an intercooler 34, a throttle valve 35, an actuator 36, an intake chamber 37, an intake pressure sensor 38, an intake manifold 39, and the like.

インテークダクト31は、大気から燃焼用空気を導入し、ターボチャージャ20のコンプレッサ21を経由してエンジン10に供給する空気流路である。
エアクリーナ32は、空気を濾過して埃等を除去するフィルタエレメントを備えている。エアクリーナ32を通過した空気はターボチャージャ20のコンプレッサ21に導入され、圧縮される。
エアフローメータ33は、エアクリーナ32の出口部に設けられ、空気流量を検出するセンサを備えている。また、エアフローメータ33には、吸気温度を検出する吸気温度センサが内蔵されている。
The intake duct 31 is an air flow path that introduces combustion air from the atmosphere and supplies it to the engine 10 via the compressor 21 of the turbocharger 20.
The air cleaner 32 includes a filter element that filters air to remove dust and the like. The air that has passed through the air cleaner 32 is introduced into the compressor 21 of the turbocharger 20 and compressed.
The air flow meter 33 is provided at the outlet of the air cleaner 32 and includes a sensor that detects the air flow rate. The air flow meter 33 includes an intake air temperature sensor for detecting the intake air temperature.

インタークーラ34は、ターボチャージャ20のコンプレッサ21を出た空気を、走行風との熱交換によって冷却する熱交換器である。
スロットルバルブ35は、インタークーラ34の下流側に設けられ、エンジン10の吸入空気量を調節するものである。
アクチュエータ36は、ECU100からの制御信号に応じてスロットルバルブ35を開閉駆動するものである。
インテークチャンバ37は、スロットルバルブ35を通過した空気が導入される空気室であって、インテークマニホールド39を介してエンジン10の吸気ポートに接続されている。
吸気圧センサ38は、インテークチャンバ37に設けられ、エンジン10の吸気圧力と実質的に等しいインテークチャンバ37内の圧力を検出するものである。
インテークマニホールド39は、インテークチャンバ37からエンジン10の各気筒の吸気ポートに空気を導入する分岐管路である。
The intercooler 34 is a heat exchanger that cools the air that has exited the compressor 21 of the turbocharger 20 by heat exchange with the traveling wind.
The throttle valve 35 is provided on the downstream side of the intercooler 34 and adjusts the intake air amount of the engine 10.
The actuator 36 opens and closes the throttle valve 35 in response to a control signal from the ECU 100.
The intake chamber 37 is an air chamber into which air that has passed through the throttle valve 35 is introduced, and is connected to an intake port of the engine 10 via an intake manifold 39.
The intake pressure sensor 38 is provided in the intake chamber 37 and detects a pressure in the intake chamber 37 substantially equal to the intake pressure of the engine 10.
The intake manifold 39 is a branch pipe that introduces air from the intake chamber 37 to the intake port of each cylinder of the engine 10.

エキゾーストシステム40は、エキゾーストマニホールド41、エキゾーストパイプ42等を備えて構成されている。
エキゾーストマニホールド41は、エンジン10の各気筒の排気ポートから排出される排気を集合させてターボチャージャ20のタービン22に導入する管路である。
エキゾーストパイプ42は、タービン22から出た排気を車外に排出する管路である。エキゾーストパイプ42には、DOC70、DPF80等の排気浄化装置(排ガス後処理装置)が設けられている。
The exhaust system 40 includes an exhaust manifold 41, an exhaust pipe 42, and the like.
The exhaust manifold 41 is a pipe line that collects exhaust gas discharged from the exhaust ports of the cylinders of the engine 10 and introduces the exhaust gas into the turbine 22 of the turbocharger 20.
The exhaust pipe 42 is a pipe line that discharges the exhaust discharged from the turbine 22 to the outside of the vehicle. The exhaust pipe 42 is provided with an exhaust purification device (exhaust gas aftertreatment device) such as a DOC 70 and a DPF 80.

燃料供給装置50は、エンジン10の燃焼室15内に燃料を供給するものである。燃料供給装置50は、サプライポンプ51、吸入調量電磁弁52、燃料温度センサ53、コモンレール54、燃圧センサ55、インジェクタ56等を備えたコモンレール式の高圧燃料噴射装置である。   The fuel supply device 50 supplies fuel into the combustion chamber 15 of the engine 10. The fuel supply device 50 is a common rail type high pressure fuel injection device including a supply pump 51, a suction metering solenoid valve 52, a fuel temperature sensor 53, a common rail 54, a fuel pressure sensor 55, an injector 56, and the like.

サプライポンプ51は、例えばインナカム式の圧送系を備え、燃料である軽油を加圧してコモンレール54に供給するものである。
吸入調量電磁弁52は、サプライポンプ51の燃料の吸入量を調整するものであって、ECU100からの制御信号に応じて駆動される。
燃料温度センサ53は、サプライポンプ51における燃料の温度を検出するものである。
The supply pump 51 includes, for example, an inner cam type pressure feeding system, and pressurizes light oil as fuel and supplies it to the common rail 54.
The intake metering solenoid valve 52 adjusts the fuel intake amount of the supply pump 51 and is driven according to a control signal from the ECU 100.
The fuel temperature sensor 53 detects the temperature of the fuel in the supply pump 51.

コモンレール54は、サプライポンプ51が吐出した高圧の燃料を貯留する蓄圧器である。
燃圧センサ55は、コモンレール54内の燃料の圧力(燃圧)を検出するものである。上述した吸入調量電磁弁52は、燃圧センサ55の出力を用いたフィードバック制御により、燃圧が例えばエンジン回転数及び負荷に応じて設定される所定の目標値となるようにその開度を調節される。
インジェクタ56は、コモンレール54から供給される燃料を各気筒の燃焼室15内に噴射する燃料噴射装置である。インジェクタ56は、例えばピエゾ素子やソレノイド等のアクチュエータによって開閉される弁体を有し、ECU100からの噴射パルス信号に応じて開弁される。インジェクタ56の噴射タイミング及び噴射量はECU100によって制御されている。
インジェクタ56は、メイン噴射、メイン噴射に先立って少量の燃料を噴射するパイロット噴射、メイン噴射の後に少量の燃料を噴射するポスト噴射などを行なう。
The common rail 54 is a pressure accumulator that stores high-pressure fuel discharged from the supply pump 51.
The fuel pressure sensor 55 detects the fuel pressure (fuel pressure) in the common rail 54. The above-mentioned intake metering solenoid valve 52 is adjusted in its opening degree by feedback control using the output of the fuel pressure sensor 55 so that the fuel pressure becomes a predetermined target value set according to, for example, the engine speed and load. The
The injector 56 is a fuel injection device that injects fuel supplied from the common rail 54 into the combustion chamber 15 of each cylinder. The injector 56 has a valve body that is opened and closed by an actuator such as a piezo element or a solenoid, and is opened in response to an injection pulse signal from the ECU 100. The injection timing and injection amount of the injector 56 are controlled by the ECU 100.
The injector 56 performs main injection, pilot injection for injecting a small amount of fuel prior to the main injection, post injection for injecting a small amount of fuel after the main injection, and the like.

EGR装置60は、燃焼温度を抑制してNOxの排出量を低減することを目的とし、エキゾーストパイプ42から抽出したエンジン10の排気の一部を、インテークダクト31内に還流させるものである。
EGR装置60は、EGR通路61、EGR制御弁62、EGRクーラ63等を備えて構成されている。
EGR通路61は、エキゾーストパイプ42におけるDPF80の出口側の領域から排気を抽出し、これをインテークダクト31におけるエアフローメータ33とターボチャージャ20のコンプレッサ21との中間の部分に導入する管路である。
EGR制御弁62は、ECU100の制御に応じてEGR通路61の排気流量(EGR量)を調節するものである。
EGRクーラ63は、EGR通路61を流れる排気を走行風との熱交換によって冷却するものである。
The EGR device 60 is intended to recirculate a part of the exhaust of the engine 10 extracted from the exhaust pipe 42 into the intake duct 31 for the purpose of reducing the NOx emission amount by suppressing the combustion temperature.
The EGR device 60 includes an EGR passage 61, an EGR control valve 62, an EGR cooler 63, and the like.
The EGR passage 61 is a pipe line that extracts exhaust gas from a region on the outlet side of the DPF 80 in the exhaust pipe 42 and introduces the exhaust gas into an intermediate portion of the intake duct 31 between the air flow meter 33 and the compressor 21 of the turbocharger 20.
The EGR control valve 62 adjusts the exhaust gas flow rate (EGR amount) of the EGR passage 61 according to the control of the ECU 100.
The EGR cooler 63 cools the exhaust gas flowing through the EGR passage 61 by exchanging heat with the traveling wind.

DOC70は、エキゾーストパイプ42に設けられ、排気中の主として炭化水素(HC)を酸化処理するものである。DOC70は、例えばコーディエライトハニカム構造体等のセラミック製担体の表面に、白金やパラジウム等の貴金属やアルミナ等の金属酸化物を担持させて形成されている。
DOC70には、入口部分の排気温度を検出する温度センサ71が設けられている。
DOC70は、DPF80の再生運転時においては、ポスト噴射され未燃状態で排気に混入する燃料を酸化(燃焼)させ、排気温度を昇温させる機能を有する。
The DOC 70 is provided in the exhaust pipe 42 and mainly oxidizes hydrocarbons (HC) in the exhaust. The DOC 70 is formed by supporting a noble metal such as platinum or palladium or a metal oxide such as alumina on the surface of a ceramic carrier such as a cordierite honeycomb structure.
The DOC 70 is provided with a temperature sensor 71 for detecting the exhaust temperature at the inlet portion.
During the regeneration operation of the DPF 80, the DOC 70 has a function of raising the temperature of the exhaust gas by oxidizing (combusting) the fuel that is post-injected and mixed in the exhaust gas in an unburned state.

DPF80は、エキゾーストパイプ42のDOC70よりも下流側に設けられ、排気を濾過して粒子状物質(PM)を捕集するフィルタを備えている。ここで、PMには、スート(煤)、有機溶剤可溶性成分(SOF)、サルフェート(SO)等が含まれる。
フィルタは、例えば、コーディエライト等の耐熱性セラミックスをハニカム構造に形成し、ガス流路となる多数のセルを、入口側、出口側が互い違いとなるように端面に封をして形成されたいわゆるクローズドタイプ(ウォールフロータイプ)のものである。
DPF80は、入口圧力と出口圧力との間の差圧を検出する差圧センサ81、及び、出口の排気温度を検出する温度センサ82を備えている。
The DPF 80 is provided on the downstream side of the DOC 70 of the exhaust pipe 42 and includes a filter that collects particulate matter (PM) by filtering the exhaust gas. Here, PM includes soot (soot), organic solvent soluble components (SOF), sulfate (SO 4 ), and the like.
For example, the filter is formed by forming heat resistant ceramics such as cordierite in a honeycomb structure, and sealing a large number of cells serving as gas flow paths at the end face so that the inlet side and the outlet side are staggered. It is a closed type (wall flow type).
The DPF 80 includes a differential pressure sensor 81 that detects a differential pressure between the inlet pressure and the outlet pressure, and a temperature sensor 82 that detects the exhaust temperature of the outlet.

ECU100は、上述したエンジン10及びその補機類を統括的に制御するものであって、CPU等の情報処理装置、ROMやRAM等の記憶装置、入出力インターフェイス、及び、A/D変換器、タイマ、カウンタ、各種ロジック回路等の周辺回路を備えている。
ECU100には、上述した各種センサのほか、アクセルペダルセンサ101、大気圧センサ102、A/Fセンサ103の出力が入力される。
アクセルペダルセンサ101は、ドライバが操作するアクセルペダルのポジションを検出することによって、ドライバ要求トルクを検出する要求トルク検出手段である。
大気圧センサ102は、車両の周囲雰囲気における大気圧を検出するものである。
A/Fセンサ103は、エキゾーストパイプ40におけるDOC70の上流側に設けられ、排気中の酸素濃度を検出するものである。
The ECU 100 controls the above-described engine 10 and its auxiliary devices in an integrated manner, and includes an information processing device such as a CPU, a storage device such as a ROM and a RAM, an input / output interface, an A / D converter, Peripheral circuits such as timers, counters and various logic circuits are provided.
In addition to the various sensors described above, the output of the accelerator pedal sensor 101, the atmospheric pressure sensor 102, and the A / F sensor 103 is input to the ECU 100.
The accelerator pedal sensor 101 is request torque detection means for detecting driver request torque by detecting the position of the accelerator pedal operated by the driver.
The atmospheric pressure sensor 102 detects atmospheric pressure in the ambient atmosphere of the vehicle.
The A / F sensor 103 is provided upstream of the DOC 70 in the exhaust pipe 40 and detects the oxygen concentration in the exhaust gas.

ECU100は、アクセルペダルセンサ101の出力に応じて設定される要求トルクに応じて、エンジン10の目標トルクを設定し、これに基づいてスロットルバルブ35の開度、燃料供給装置50の燃料噴射量及び時期、燃圧等を制御する。   The ECU 100 sets the target torque of the engine 10 according to the required torque set according to the output of the accelerator pedal sensor 101, and based on this, the opening of the throttle valve 35, the fuel injection amount of the fuel supply device 50, and Control timing, fuel pressure, etc.

ECU100は、差圧センサ81の検出値等に基づいて、DPF80のPM堆積量を推定するPM堆積量推定手段を有する。
ECU100は、推定されたPM堆積量が、予め設定された第1の閾値以上となったときに、膨張行程後期又は排気行程において燃料のポスト噴射を行って排気内に未燃燃料を供給し、この未燃燃料をDOC70で酸化(燃焼)させることによって排気温度を昇温し、DPF80に堆積しているPMを燃焼処理する再生運転を実行する。
第1の閾値は、エンジン10の運転性に極端な悪影響を生じさせないPM堆積量の上限値を考慮して設定されている。
The ECU 100 has PM accumulation amount estimation means for estimating the PM accumulation amount of the DPF 80 based on the detection value of the differential pressure sensor 81 and the like.
The ECU 100 supplies the unburned fuel into the exhaust by performing post-injection of the fuel in the later stage of the expansion stroke or in the exhaust stroke when the estimated PM accumulation amount is equal to or greater than a first threshold value set in advance. The unburned fuel is oxidized (combusted) in the DOC 70 to raise the exhaust temperature, and a regeneration operation is performed in which PM accumulated in the DPF 80 is subjected to combustion treatment.
The first threshold is set in consideration of the upper limit value of the PM accumulation amount that does not cause an extreme adverse effect on the operability of the engine 10.

また、ECU100は、推定されたPM堆積量が第1の閾値よりも小さい第2の閾値以上である場合には、エンジン、車両の走行状況等から、現在の運転状態がDPFの再生に適した状態(再生に有利な状態・少量のポスト噴射量でDPF再生が可能である状態)であるか否かを判別し、DPFの再生に適する状態となる頻度が所定値以上である場合には、PM堆積量が第1の閾値未満であってもDPF再生運転の開始を決定する機能を備えている。
第2の閾値は、ポスト噴射によってPMの燃焼が可能なPM堆積量の下限値を考慮して設定されている。
図2は、実施例の排気浄化装置における再生運転適否判断を示すフローチャートである。図2に示す処理は、PM堆積量が第1の閾値と第2の閾値との中間領域にある場合に実行される。
以下、ステップ毎に順を追って説明する。
In addition, when the estimated amount of accumulated PM is equal to or larger than a second threshold value that is smaller than the first threshold value, the ECU 100 determines that the current driving state is suitable for regeneration of the DPF based on the running conditions of the engine and the vehicle. It is determined whether or not the state (a state advantageous for regeneration / a state where DPF regeneration is possible with a small amount of post-injection) and the frequency of becoming a state suitable for regeneration of the DPF is a predetermined value or more, A function of determining the start of the DPF regeneration operation is provided even when the PM accumulation amount is less than the first threshold.
The second threshold value is set in consideration of the lower limit value of the PM accumulation amount capable of burning PM by post injection.
FIG. 2 is a flowchart showing determination of whether or not the regeneration operation is appropriate in the exhaust purification apparatus of the embodiment. The process shown in FIG. 2 is executed when the PM accumulation amount is in an intermediate region between the first threshold value and the second threshold value.
Hereinafter, the steps will be described step by step.

<ステップS01:高負荷領域判定>
ECU100は、現在のエンジン10の回転数(クランクシャフト11の回転速度)、燃料噴射量等に基づいて、エンジン10の運転状態が所定の高負荷領域であるか否かを判定する。
例えば、エンジン10の回転数が所定の閾値以上であり、かつ、1サイクル、1気筒あたりの燃料噴射量が所定の閾値以上である場合には、高負荷領域判定を成立させる。
高負荷領域判定が成立した場合にはステップS02に進み、不成立の場合にはステップS09に進む。
<Step S01: High load area determination>
The ECU 100 determines whether or not the operating state of the engine 10 is in a predetermined high load region based on the current rotational speed of the engine 10 (rotational speed of the crankshaft 11), fuel injection amount, and the like.
For example, when the rotational speed of the engine 10 is equal to or greater than a predetermined threshold and the fuel injection amount per cylinder and one cylinder is equal to or greater than the predetermined threshold, the high load region determination is established.
When the high load area determination is established, the process proceeds to step S02, and when it is not established, the process proceeds to step S09.

<ステップS02:登坂判定>
ECU100は、現在自車両が山岳地等での登坂運転を行っているか否かを判別する。
例えば、大気圧センサ102が検出する大気圧が所定の閾値以下(高地)であり、車速が所定の閾値以上である場合には、登坂判定を成立させる。
登坂判定が成立した場合にはステップS04に進み、不成立の場合にはステップS03に進む。
<Step S02: Climbing judgment>
The ECU 100 determines whether or not the vehicle is currently climbing up in a mountainous area.
For example, when the atmospheric pressure detected by the atmospheric pressure sensor 102 is equal to or lower than a predetermined threshold (high altitude) and the vehicle speed is equal to or higher than the predetermined threshold, the uphill determination is established.
When the uphill determination is established, the process proceeds to step S04, and when it is not established, the process proceeds to step S03.

<ステップS03:高速走行判定成立>
ECU100は、現在自車両が高速走行中であるか否かを判別する。
例えば、図示しない車速センサが検出する車速が、所定の閾値以上である場合には、高速走行判定を成立させる。
高速走行判定が成立した場合にはステップS04に進み、不成立の場合にはステップS09に進む。
<Step S03: High-speed running determination is established>
The ECU 100 determines whether or not the host vehicle is currently traveling at a high speed.
For example, when the vehicle speed detected by a vehicle speed sensor (not shown) is equal to or higher than a predetermined threshold, the high speed traveling determination is established.
If the high speed running determination is established, the process proceeds to step S04, and if not, the process proceeds to step S09.

<ステップS04:排気流量判断>
ECU100は、エンジン10の運転状態から推定される排気の体積流量(排気流量)が、予め設定された下限側閾値と上限側閾値との間の範囲内であるか否かを判別する。
排気流量は、例えば、エンジン10の吸入空気量、回転数、燃焼噴射量などから推定される。
上限側閾値は、DPF80が排気によって冷却され、再生時におけるDPF80の温度制御性が悪化することがない排気流量の上限値を考慮して設定されている。
下限側閾値は、DPF80の過熱が生じるとともに、エンジン10の運転状態変化に対するDPF80の温度の時間応答遅れも大きくなって、再生時におけるDPF80の温度制御性が悪化することがない排気流量の下限値を考慮して設定されている。
排気流量が下限側閾値と上限側閾値との間の範囲内である場合にはステップS05に進み、その他の場合にはステップS09に進む。
<Step S04: Exhaust Flow Determination>
The ECU 100 determines whether or not the exhaust volume flow rate (exhaust flow rate) estimated from the operating state of the engine 10 is within a range between a preset lower limit side threshold value and an upper limit side threshold value.
The exhaust flow rate is estimated from, for example, the intake air amount of the engine 10, the rotational speed, the combustion injection amount, and the like.
The upper limit side threshold value is set in consideration of the upper limit value of the exhaust gas flow rate at which the DPF 80 is cooled by the exhaust gas and the temperature controllability of the DPF 80 at the time of regeneration is not deteriorated.
The lower limit side threshold value is the lower limit value of the exhaust flow rate in which overheating of the DPF 80 occurs and the time response delay of the temperature of the DPF 80 with respect to changes in the operating state of the engine 10 also increases, and the temperature controllability of the DPF 80 during regeneration does not deteriorate It is set in consideration of.
When the exhaust gas flow rate is within the range between the lower limit side threshold value and the upper limit side threshold value, the process proceeds to step S05, and in other cases, the process proceeds to step S09.

<ステップS05:排気温度判断>
ECU100は、温度センサ71によって検出された排気温度が、予め設定された所定の閾値以上であるか否かを判別する。
閾値は、DOC70においてポスト噴射された燃料が確実に燃焼することを考慮して設定されている。
排気温度が閾値以上である場合にはステップS06に進み、その他の場合にはステップS09に進む。
<Step S05: Exhaust temperature judgment>
The ECU 100 determines whether or not the exhaust gas temperature detected by the temperature sensor 71 is equal to or higher than a predetermined threshold value set in advance.
The threshold value is set in consideration that the fuel that has been post-injected in the DOC 70 is surely burned.
If the exhaust temperature is equal to or higher than the threshold value, the process proceeds to step S06, and otherwise, the process proceeds to step S09.

<ステップS06:加速度判断>
ECU100は、車速センサの検出値の変化に基づいて算出される車両の前後方向加速度が、予め設定された所定の閾値以下であるか否かを判別する。
閾値は、車両が一時的、短期的な急加速を行った場合にこれを判別可能であることを考慮して設定されている。
加速度が閾値以下である場合にはステップS07に進み、その他の場合にはステップS09に進む。
<Step S06: Determination of acceleration>
ECU 100 determines whether or not the longitudinal acceleration of the vehicle calculated based on the change in the detection value of the vehicle speed sensor is equal to or less than a predetermined threshold value set in advance.
The threshold value is set in consideration of the fact that it is possible to discriminate this when the vehicle performs a temporary or short-term rapid acceleration.
If the acceleration is equal to or less than the threshold value, the process proceeds to step S07. Otherwise, the process proceeds to step S09.

<ステップS07:酸素濃度判断>
ECU100は、A/Fセンサ103が検出する排気中の酸素濃度が、予め設定された閾値以上であるか否かを判別する。
閾値は、再生運転実行時にDPF80にPMの燃焼に十分な酸素量を供給可能であることを考慮して設定されている。
酸素濃度が閾値以上である場合にはステップS08に進み、その他の場合にはステップS09に進む。
<Step S07: Determination of oxygen concentration>
The ECU 100 determines whether or not the oxygen concentration in the exhaust gas detected by the A / F sensor 103 is equal to or higher than a preset threshold value.
The threshold value is set in consideration of the fact that an oxygen amount sufficient for PM combustion can be supplied to the DPF 80 during the regeneration operation.
If the oxygen concentration is greater than or equal to the threshold value, the process proceeds to step S08; otherwise, the process proceeds to step S09.

<ステップS08:再生適合判定成立>
ECU100は、現在のエンジン10の運転状態が、DPF80の再生に適した状態(比較的少ないポスト噴射量によってDPF80の再生が可能な状態)であるとして、再生適合判定を成立させる。
その後、ステップS10に進む。
<Step S08: Reproduction suitability determination is established>
The ECU 100 establishes the regeneration suitability determination on the assumption that the current operating state of the engine 10 is a state suitable for regeneration of the DPF 80 (a state in which the DPF 80 can be regenerated with a relatively small post injection amount).
Then, it progresses to step S10.

<ステップS09:再生不適合判定成立>
ECU100は、現在のエンジン10の運転状態が、DPF80の再生に適さない状態(DPF80の再生に比較的多量のポスト噴射を必要とする状態、あるいは再生が実質的に不可能な状態)であるとして、再生不適合判定を成立させる。
その後、ステップS11に進む。
<Step S09: Reproduction nonconformity determination is established>
ECU 100 assumes that the current operating state of engine 10 is not suitable for regeneration of DPF 80 (a state in which a relatively large amount of post-injection is required for regeneration of DPF 80, or a state in which regeneration is substantially impossible). The reproduction nonconformity determination is established.
Then, it progresses to step S11.

<ステップS10:再生判定カウンタ値加算>
ECU100は、直前の所定期間内(例えば数秒から数十秒程度)において再生適合判定が成立した回数をカウントするカウンタ値を加算する。
なお、所定期間以前の過去に加算されたカウンタ値は、逐次消去(クリア)されるようになっている。
その後、ステップS11に進む。
<Step S10: Reproduction determination counter value addition>
The ECU 100 adds a counter value that counts the number of times that the regeneration suitability determination is established within the immediately preceding predetermined period (for example, about several seconds to several tens of seconds).
Note that counter values added in the past before a predetermined period are sequentially erased (cleared).
Then, it progresses to step S11.

<ステップS11:累積カウンタ値判断>
ECU100は、所定期間内に加算されたカウンタ値の累積値(累積カウンタ値)が、予め設定された閾値以上であるか否か判別する。
累積カウンタ値が閾値以上である場合には、再生適合判定が高頻度で成立したものとして、ステップS12に進み、その他の場合には、再生適合判定の成立頻度が低いものとして、ステップS01に戻って以降の処理を繰り返す。
<Step S11: Judgment of cumulative counter value>
The ECU 100 determines whether or not the accumulated value of the counter values added within a predetermined period (accumulated counter value) is equal to or greater than a preset threshold value.
If the cumulative counter value is greater than or equal to the threshold value, it is determined that the reproduction suitability determination has been established with high frequency, and the process proceeds to step S12. In other cases, the establishment frequency of the regeneration suitability determination is assumed to be low, and the process returns to step S01. Repeat the subsequent steps.

<ステップS12:再生運転実行>
ECU100は、推定されたPM堆積量が第1の閾値以下である場合であっても、DPF80の再生運転の実行を決定し、燃料供給装置50にポスト噴射を開始させる。
ポスト噴射された燃料はDOC70において燃焼し、排気温度を向上させる。
昇温された排気は、DOC70からDPF80内に流入してその層内温度を向上させ、PMに着火させて再生処理を開始させる。
その後、一連の処理を終了(リターン)させる。
<Step S12: Execution of regeneration operation>
The ECU 100 determines to execute the regeneration operation of the DPF 80 even when the estimated PM accumulation amount is equal to or less than the first threshold value, and causes the fuel supply apparatus 50 to start post injection.
The post-injected fuel is combusted in the DOC 70 to improve the exhaust temperature.
The heated exhaust gas flows into the DPF 80 from the DOC 70 to improve the temperature in the layer, and ignites the PM to start the regeneration process.
Thereafter, the series of processes is terminated (returned).

以上説明した実施例によれば、以下の効果を得ることができる。
(1)排気流量が所定の上限側閾値と下限側閾値との間の範囲内である場合にのみ再生適合判定を成立させることによって、排気流量が過大又は過小なためにDPF再生時の層内の温度制御性が悪化することを防止し、少ないポスト噴射量で効率よくDPF80の再生を行うことができる。
これによって、燃料のオイルへの混入を抑制し、オイルの希釈を防止することができる。
(2)排気中の酸素濃度が閾値以上である場合にのみ再生適合判定を成立させることによって、DOC70における未燃燃料の酸化及びDPF80におけるスートの酸化に必要な酸素が不足する状態で再生運転が開始され、DPF80の再生に実質的に寄与しないポスト噴射が無駄に行われることを防止できる
(3)排気温度が閾値以上である場合にのみ再生適合判定を成立させることによって、ポスト噴射された燃料をDOC70において確実に酸化(燃焼)させて排気温度を昇温し、DPF80の再生を確実に行うことができる。
(4)再生適合判定が成立した頻度が高い場合にのみDPF80の再生運転を実行させることによって、例えば一時的な急加速時等に再生運転を開始した結果、短時間で再生運転に適しない状態となって再生効率が悪化する事態を回避し、効果的な再生運転を確実に行うことができる。
According to the embodiment described above, the following effects can be obtained.
(1) By establishing regeneration suitability determination only when the exhaust gas flow rate is within a range between a predetermined upper threshold value and lower threshold value, the exhaust gas flow rate is excessive or too small so that the inside of the layer during DPF regeneration It is possible to prevent the temperature controllability from deteriorating and to efficiently regenerate the DPF 80 with a small post injection amount.
Thereby, mixing of the fuel into the oil can be suppressed, and dilution of the oil can be prevented.
(2) Only when the oxygen concentration in the exhaust gas is equal to or higher than the threshold value, the regeneration suitability determination is established, so that the regeneration operation is performed in a state where oxygen necessary for oxidation of unburned fuel in the DOC 70 and soot oxidation in the DPF 80 is insufficient. It is possible to prevent post-injection that has been started and does not substantially contribute to regeneration of the DPF 80 from being performed wastefully. (3) The fuel that has been post-injected by establishing the regeneration conformity determination only when the exhaust temperature is equal to or higher than the threshold value Can be reliably oxidized (combusted) in the DOC 70 to raise the exhaust gas temperature, and the DPF 80 can be reliably regenerated.
(4) The state in which the regeneration operation of the DPF 80 is executed only when the regeneration suitability determination is established is high, and the regeneration operation is started, for example, at the time of temporary sudden acceleration. Thus, the situation where the regeneration efficiency is deteriorated can be avoided, and the effective regeneration operation can be surely performed.

(変形例)
本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、種々の変形や変更が可能であって、それらも本発明の技術的範囲内である。
(1)エンジン及びその補器類の構成は、上述した実施例に限らず、適宜変更することが可能である。
(2)実施例においては、再生適合判定が成立した頻度が所定値以上である場合には、比較的PM堆積量が少ない状態であっても再生運転を実施する構成としているが、これに代えて、あるいは、これと併せて、再生を実施する最小時間を低い値に切り換える構成としてもよい。
(3)再生適合判定を成立するための条件は、実施例のものに限らず適宜変更、追加、削除等することが可能である。
(Modification)
The present invention is not limited to the embodiments described above, and various modifications and changes are possible, and these are also within the technical scope of the present invention.
(1) The configurations of the engine and its auxiliary devices are not limited to the above-described embodiments, and can be changed as appropriate.
(2) In the embodiment, when the frequency at which the regeneration suitability determination is established is equal to or higher than a predetermined value, the regeneration operation is performed even when the PM accumulation amount is relatively small. Alternatively, or in combination with this, the minimum time for performing reproduction may be switched to a low value.
(3) The conditions for establishing the reproduction suitability determination are not limited to those in the embodiment, and can be appropriately changed, added, deleted, and the like.

10 エンジン 11 クランクシャフト
12 ピストン 13 シリンダブロック
13a クランク角センサ 13b 水温センサ
14 ヘッド 15 燃焼室
16 グロープラグ 17 グローコントローラ
20 ターボチャージャ 21 コンプレッサ
22 タービン 23 アクチュエータ
24 負圧制御弁
30 インテークシステム 31 インテークダクト
32 エアクリーナ 33 エアフローメータ
34 インタークーラ 35 スロットルバルブ
36 アクチュエータ 37 インテークチャンバ
38 吸気圧センサ 39 インテークマニホールド
40 エキゾーストシステム 41 エキゾーストマニホールド
42 エキゾーストパイプ
50 燃料供給装置 51 サプライポンプ
52 吸入調量電磁弁 53 燃料温度センサ
54 コモンレール 55 燃圧センサ
56 インジェクタ
60 EGR装置 61 EGR通路
62 EGR制御弁 63 EGRクーラ
70 酸化触媒(DOC) 71 温度センサ
80 ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)
81 差圧センサ 82 温度センサ
100 エンジン制御ユニット(ECU)
101 アクセルペダルセンサ 102 大気圧センサ
103 A/Fセンサ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Engine 11 Crankshaft 12 Piston 13 Cylinder block 13a Crank angle sensor 13b Water temperature sensor 14 Head 15 Combustion chamber 16 Glow plug 17 Glow controller 20 Turbocharger 21 Compressor 22 Turbine 23 Actuator 24 Negative pressure control valve 30 Intake system 31 Intake duct 32 Air cleaner 33 Air Flow Meter 34 Intercooler 35 Throttle Valve 36 Actuator 37 Intake Chamber 38 Intake Pressure Sensor 39 Intake Manifold 40 Exhaust System 41 Exhaust Manifold 42 Exhaust Pipe 50 Fuel Supply Device 51 Supply Pump 52 Suction Metering Solenoid Valve 53 Fuel Temperature Sensor 54 Common Rail 55 Fuel pressure sensor 56 in Ekuta 60 EGR device 61 EGR passage 62 EGR control valve 63 EGR cooler 70 oxidation catalyst (DOC) 71 Temperature sensor 80 diesel particulate filter (DPF)
81 Differential pressure sensor 82 Temperature sensor 100 Engine control unit (ECU)
101 Accelerator pedal sensor 102 Atmospheric pressure sensor 103 A / F sensor

Claims (5)

エンジンの排気管路に上流側から順次配列された酸化触媒及び粒子状物質フィルタと、
前記エンジンの燃料噴射装置にポスト噴射を行なわせることによって前記粒子状物質フィルタの再生を行う再生運転の適否を判定する再生適否判定手段と
を備える排気浄化装置であって、
前記エンジンの負荷状態を判別する負荷検出手段と、
車両の登坂状態を判定する登坂判定手段と、
前記エンジンの排気流量を検出する排気流量検出手段とを備え、
前記再生適否判定手段は、前記負荷検出手段が所定の高負荷条件を判別し、前記登坂判定手段が前記登坂状態を判定し、かつ前記排気流量が所定の上限側閾値と下限側閾値との間の範囲内である場合に前記再生運転に適した状態であると判定すること
を特徴とする排気浄化装置。
An oxidation catalyst and a particulate matter filter sequentially arranged from the upstream side to the exhaust pipe of the engine;
An exhaust purification device comprising: regeneration propriety determination means for determining the propriety of the regeneration operation for performing regeneration of the particulate matter filter by causing the fuel injection device of the engine to perform post injection,
Load detection means for determining the load state of the engine;
Climbing judgment means for judging the climbing state of the vehicle;
An exhaust flow rate detecting means for detecting the exhaust flow rate of the engine,
The regeneration suitability determining unit is configured such that the load detecting unit determines a predetermined high load condition , the climbing determination unit determines the climbing state, and the exhaust flow rate is between a predetermined upper limit side threshold and a lower limit side threshold. When it is in the range, it is determined that the state is suitable for the regeneration operation.
エンジンの排気管路に上流側から順次配列された酸化触媒及び粒子状物質フィルタと、  An oxidation catalyst and a particulate matter filter sequentially arranged from the upstream side to the exhaust pipe of the engine;
前記エンジンの燃料噴射装置にポスト噴射を行なわせることによって前記粒子状物質フィルタの再生を行う再生運転の適否を判定する再生適否判定手段と  Regenerative propriety determining means for determining the propriety of the regenerating operation for regenerating the particulate filter by causing the fuel injection device of the engine to perform post injection;
を備える排気浄化装置であって、  An exhaust purification device comprising:
前記エンジンの負荷状態を判別する負荷検出手段と、  Load detection means for determining the load state of the engine;
車両の高速走行状態を判定する高速走行判定手段と、  High-speed traveling determination means for determining a high-speed traveling state of the vehicle;
前記エンジンの排気流量を検出する排気流量検出手段とを備え、  An exhaust flow rate detecting means for detecting the exhaust flow rate of the engine,
前記再生適否判定手段は、前記負荷検出手段が所定の高負荷条件を判別し、前記高速走行判定手段が前記高速走行状態を判定し、かつ前記排気流量が所定の上限側閾値と下限側閾値との間の範囲内である場合に前記再生運転に適した状態であると判定すること  The regeneration suitability determining unit is configured such that the load detecting unit determines a predetermined high load condition, the high speed traveling determining unit determines the high speed traveling state, and the exhaust flow rate is a predetermined upper limit side threshold value and a lower limit side threshold value. To determine that it is in a state suitable for the regeneration operation when it is within the range between
を特徴とする排気浄化装置。  An exhaust purification device characterized by the above.
前記酸化触媒の上流側における排気内の酸素濃度を検出する酸素濃度検出手段を備え、
前記再生適否判定手段は、前記酸素濃度が所定値以上の場合に前記再生運転に適した状態であると判定すること
を特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排気浄化装置。
Oxygen concentration detection means for detecting the oxygen concentration in the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst,
The exhaust emission control device according to claim 1 or 2 , wherein the regeneration suitability determination unit determines that the state is suitable for the regeneration operation when the oxygen concentration is equal to or higher than a predetermined value.
排気温度を検出する排気温度検出手段を備え、
前記再生適否判定手段は、前記排気温度が所定値以上の場合に前記再生運転に適した状態であると判定すること
を特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか1項に記載の排気浄化装置。
An exhaust temperature detecting means for detecting the exhaust temperature is provided,
The reproduction appropriateness determination means, the exhaust gas temperature according to any one of claims 1, wherein the determining that the state suitable for the regeneration operation in the case of a predetermined value or more to claim 3 Exhaust purification device.
所定期間内において前記再生適否判定手段が前記再生運転に適した状態であると判定した頻度が所定値以上である場合に前記再生運転を実行させる再生運転実行手段を備えること
を特徴とする請求項1から請求項までのいずれか1項に記載の排気浄化装置。
The regeneration operation execution means for executing the regeneration operation when the frequency at which the regeneration suitability determination means determines that the regeneration suitability is in a state suitable for the regeneration operation is equal to or greater than a predetermined value within a predetermined period. The exhaust emission control device according to any one of claims 1 to 4 .
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