JP7501433B2 - Exhaust Gas Purification Device - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関の排気ガス浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust gas purification device for an internal combustion engine.

ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置は、排気ガス中の粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集して除去する粒子状物質除去フィルタ(通常、Diesel Particulate Filterと呼ばれ、以下、「DPF」ともいう。)等の浄化処理部材を備えている。ここで、排気ガスを浄化処理するDPFは、排気ガス中の粒子状物質を捕集するものであることから、粒子状物質が堆積して目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにDPF内の粒子状物質を燃焼焼却させて、DPFの捕集機能を再生させる技術に関して種々提案されている。 The exhaust gas purification device for diesel engines is equipped with purification processing components such as a particulate matter removal filter (usually called a diesel particulate filter, hereinafter also referred to as "DPF") that captures and removes particulate matter (PM) from exhaust gas. Here, since the DPF that purifies exhaust gas is a filter that captures particulate matter in exhaust gas, various technologies have been proposed for burning and incinerating the particulate matter in the DPF before the particulate matter accumulates and clogs, increasing exhaust resistance, thereby restoring the DPF's collection function.

例えば、下記特許文献1に記載されたディーゼル内燃機関の排ガス浄化装置では、内燃機関の無負荷減速運転中に、ピストンが圧縮上死点付近の位置にあるときに、燃料の主噴射をせず、代わりに、エンジンブレーキ操作部により排気弁駆動部を駆動して、排気弁を開放し、同時にポスト噴射を行うように構成されている。これにより、圧縮された高温の空気を排気路に放出して酸化触媒を250℃以上の温度に昇温することができる。また、空気に混じった燃料(HC)を酸化触媒で酸化し、DPFに捕集された粒子状物質(以下、「PM」ともいう。)を酸化して、除去することができる。 For example, in the exhaust gas purification device for a diesel internal combustion engine described in Patent Document 1 below, when the piston is near the top dead center of compression during unloaded deceleration operation of the internal combustion engine, the main injection of fuel is not performed. Instead, the exhaust valve drive unit is driven by the engine brake operating unit to open the exhaust valve, and a post injection is performed at the same time. This allows compressed high-temperature air to be released into the exhaust passage, raising the temperature of the oxidation catalyst to 250°C or higher. In addition, the fuel (HC) mixed with the air can be oxidized by the oxidation catalyst, and the particulate matter (hereinafter also referred to as "PM") captured in the DPF can be oxidized and removed.

特開2010-112280号公報JP 2010-112280 A

しかしながら、上記特許文献1に記載されたディーゼル内燃機関の排ガス浄化装置では、バルブタイミングを変更する排気弁駆動部を設ける必要があり、コスト高となる。また、圧縮上死点付近で排気弁を開放する毎に、同時にポスト噴射を行う必要があるため燃費が悪化するという問題がある。 However, the diesel internal combustion engine exhaust gas purification device described in Patent Document 1 requires the provision of an exhaust valve drive unit that changes the valve timing, which increases costs. In addition, there is a problem in that post-injection must be performed at the same time each time the exhaust valve is opened near the compression top dead center, which deteriorates fuel efficiency.

そこで、本発明は、このような点に鑑みて創案されたものであり、無負荷減速運転中に、DPFの捕集機能を再生できると共に、燃費を改善できる排気ガス浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention was conceived in consideration of these points, and aims to provide an exhaust gas purification device that can regenerate the collection function of the DPF during no-load deceleration operation and improve fuel efficiency.

上記課題を解決するため、本発明の第1の発明は、内燃機関の排気ガス通路に配置されて、排気ガス中の未燃燃料を酸化する酸化触媒と、前記酸化触媒の下流側に配置されて、排気ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタと、前記酸化触媒に流入する排気ガス中に燃料を添加する燃料添加装置と、前記粒子状物質除去フィルタに捕集された前記粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得装置と、前記粒子状物質除去フィルタの床温を取得するフィルタ床温取得装置と、前記堆積量取得装置を介して取得した前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量閾値以上になった場合には、前記内燃機関が無負荷減速運転中に、前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料を添加するように制御する燃料添加制御装置と、前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料が添加された後、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したか否かを判定するフィルタ床温判定装置と、を備え、前記燃料添加制御装置は、前記フィルタ床温判定装置を介して、前記粒子状物質除去フィルタの床温が前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したと判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止するように制御する、排気ガス浄化装置である。 In order to solve the above problems, the first aspect of the present invention includes an oxidation catalyst disposed in an exhaust gas passage of an internal combustion engine and oxidizing unburned fuel in the exhaust gas, a particulate matter removal filter disposed downstream of the oxidation catalyst and trapping particulate matter in the exhaust gas, a fuel addition device that adds fuel to the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst, a deposition amount acquisition device that acquires the deposition amount of the particulate matter trapped in the particulate matter removal filter, a filter bed temperature acquisition device that acquires the bed temperature of the particulate matter removal filter, and a fuel addition device that, when the deposition amount of the particulate matter acquired via the deposition amount acquisition device becomes equal to or exceeds a predetermined deposition amount threshold, adds fuel to the particulate matter removal filter while the internal combustion engine is decelerating at no load. The exhaust gas purification device includes a fuel addition control device that controls the fuel addition to be performed in the exhaust gas via the fuel addition device, and a filter bed temperature determination device that determines whether or not the bed temperature of the particulate matter removal filter acquired via the filter bed temperature acquisition device has reached a filter activation temperature that oxidizes the particulate matter after fuel has been added to the exhaust gas via the fuel addition device. When it is determined via the filter bed temperature determination device that the bed temperature of the particulate matter removal filter has reached the filter activation temperature that oxidizes the particulate matter, the fuel addition control device controls the fuel addition device to stop adding fuel to the exhaust gas.

次に、本発明の第2の発明は、上記第1の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記内燃機関の吸気通路に配置されて、吸気の流量を調整する吸気スロットル弁を備え、前記燃料添加制御装置は、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、前記吸気スロットル弁の開度を減少させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、排気ガス浄化装置である。 The second aspect of the present invention is an exhaust gas purification device according to the first aspect of the present invention, which is provided with an intake throttle valve disposed in the intake passage of the internal combustion engine to adjust the intake flow rate, and the fuel addition control device controls the intake throttle valve to reduce the opening degree when the fuel addition device stops adding fuel to the exhaust gas, thereby maintaining the bed temperature of the particulate matter removal filter at the filter activation temperature.

次に、本発明の第3の発明は、上記第2の発明に係る排気ガス浄化装置において、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したか否かを判定する上限温度判定装置を備え、前記燃料添加制御装置は、前記上限温度判定装置を介して、前記前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したと判定された場合には、前記吸気スロットル弁の開度を増加させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記上限温度よりも低い前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、排気ガス浄化装置である。 Next, the third invention of the present invention is an exhaust gas purification device according to the second invention, further comprising an upper limit temperature determination device that determines whether the bed temperature of the particulate matter removal filter acquired via the filter bed temperature acquisition device has reached the upper limit temperature of the filter activation temperature, and when it is determined via the upper limit temperature determination device that the bed temperature of the particulate matter removal filter has reached the upper limit temperature of the filter activation temperature, the fuel addition control device increases the opening of the intake throttle valve to control the bed temperature of the particulate matter removal filter to be maintained at the filter activation temperature, which is lower than the upper limit temperature.

次に、本発明の第4の発明は、上記第1の発明乃至第3の発明のいずれか1つに係る排気ガス浄化装置において、前記酸化触媒の床温を取得する酸化触媒床温取得装置と、前記酸化触媒床温取得装置を介して取得した前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であるか否かを判定する触媒床温判定装置と、を備え、前記燃料添加制御装置は、前記触媒床温判定装置を介して、前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加をしないように制御する、排気ガス浄化装置である。 Next, the fourth invention of the present invention is an exhaust gas purification device according to any one of the first to third inventions, which includes an oxidation catalyst bed temperature acquisition device that acquires the bed temperature of the oxidation catalyst, and a catalyst bed temperature determination device that determines whether the bed temperature of the oxidation catalyst acquired via the oxidation catalyst bed temperature acquisition device is a temperature lower than the catalytic activity temperature that oxidizes the unburned fuel in the exhaust gas, and the fuel addition control device controls the fuel addition device not to add fuel to the exhaust gas when it is determined via the catalyst bed temperature determination device that the bed temperature of the oxidation catalyst is a temperature lower than the catalytic activity temperature that oxidizes the unburned fuel in the exhaust gas.

次に、本発明の第5の発明は、上記第2の発明乃至第4の発明のいずれか1つに係る排気ガス浄化装置において、前記内燃機関が前記無負荷減速運転からアイドル運転に移行したか否かを判定するアイドル運転判定装置を備え、前記燃料添加制御装置は、前記アイドル運転判定装置を介して、前記内燃機関が前記無負荷減速運転から前記アイドル運転に移行したと判定された場合には、前記吸気スロットル弁の開度を減少させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、排気ガス浄化装置である。 Next, the fifth aspect of the present invention is an exhaust gas purification device according to any one of the second to fourth aspects, further comprising an idle operation determination device that determines whether the internal combustion engine has transitioned from the no-load deceleration operation to the idle operation, and the fuel addition control device, when it is determined via the idle operation determination device that the internal combustion engine has transitioned from the no-load deceleration operation to the idle operation, reduces the opening of the intake throttle valve to control the bed temperature of the particulate matter removal filter to be maintained at the filter activation temperature.

第1の発明によれば、DPFに堆積した粒子状物質の堆積量が所定堆積量閾値以上になった場合には、内燃機関が無負荷減速運転中に、燃料添加装置を介して酸化触媒に流入する排気ガス中に燃料を添加して、DPFの床温を昇温させる。そして、DPFの床温が、粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度(例えば、500℃以上である。)に達した場合には、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が停止される。 According to the first invention, when the amount of particulate matter deposited in the DPF becomes equal to or greater than a predetermined deposition amount threshold, fuel is added to the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst via the fuel addition device during unloaded deceleration operation of the internal combustion engine, thereby raising the bed temperature of the DPF. Then, when the bed temperature of the DPF reaches the filter activation temperature (e.g., 500°C or higher) at which particulate matter is oxidized, the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition device is stopped.

これにより、内燃機関が無負荷減速運転中の運転条件下で、DPFの床温がフィルタ活性温度に達した場合には、DPFに堆積した粒子状物質の酸化が開始される。そのため、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加を停止しても、粒子状物質の酸化反応熱量による自己発熱によって、堆積した粒子状物質の酸化焼却が継続され、DPFの捕集機能を再生することができる。また、DPFの床温がフィルタ活性温度に達した場合は、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。 As a result, when the bed temperature of the DPF reaches the filter activation temperature under operating conditions during no-load deceleration of the internal combustion engine, oxidation of particulate matter accumulated in the DPF begins. Therefore, even if the fuel addition device stops adding fuel to the exhaust gas, the particulate matter continues to be oxidized and burned due to self-heating caused by the heat of oxidation reaction of the particulate matter, and the collection function of the DPF can be regenerated. In addition, when the bed temperature of the DPF reaches the filter activation temperature, the fuel addition device stops adding fuel to the exhaust gas, thereby improving fuel efficiency compared to conventional methods.

第2の発明によれば、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、吸気スロットル弁の開度が減少されるため、吸気の流量が減少して、DPFに流入する排気ガスの流量を減少させることができる。その結果、DPFの温度低下を抑制して、DPFの床温をフィルタ活性温度に維持することができ、DPFに堆積した粒子状物質の酸化焼却を継続させることができる。 According to the second invention, when the fuel addition device stops adding fuel to the exhaust gas, the opening of the intake throttle valve is reduced, so the intake flow rate is reduced, and the flow rate of the exhaust gas flowing into the DPF can be reduced. As a result, the temperature drop of the DPF can be suppressed, the bed temperature of the DPF can be maintained at the filter activation temperature, and the oxidation incineration of the particulate matter accumulated in the DPF can be continued.

第3の発明によれば、DPFの床温がフィルタ活性温度の上限温度(例えば、700℃)に達した場合には、吸気スロットル弁の開度を増加させて、DPFの床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度に維持するように制御される。これにより、DPFの床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度に維持することができ、DPFの劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。 According to the third invention, when the bed temperature of the DPF reaches the upper limit temperature of the filter activation temperature (e.g., 700°C), the opening of the intake throttle valve is increased to control the bed temperature of the DPF to be maintained at a filter activation temperature lower than the upper limit temperature. This makes it possible to maintain the bed temperature of the DPF at a filter activation temperature lower than the upper limit temperature, suppressing deterioration of the DPF and extending its life.

第4の発明によれば、酸化触媒の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であると判定された場合には、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が行われない。これにより、酸化触媒で酸化されない未燃燃料(特にHC成分)を含む排気ガスを大気中に排出することを防止することができる。 According to the fourth invention, when it is determined that the bed temperature of the oxidation catalyst is lower than the catalytic activation temperature at which unburned fuel in the exhaust gas is oxidized, fuel is not added to the exhaust gas by the fuel addition device. This makes it possible to prevent exhaust gas containing unburned fuel (especially HC components) that is not oxidized by the oxidation catalyst from being discharged into the atmosphere.

第5の発明によれば、内燃機関が無負荷減速運転からアイドル運転に移行した場合には、吸気スロットル弁の開度を減少させて、DPFの床温が、フィルタ活性温度に維持される。これにより、内燃機関の無負荷減速運転の運転下で開始された、DPFに堆積された粒子状物質の酸化焼却を、アイドル運転に移行しても継続させることができ、DPFの捕集機能を再生することができる。また、DPFの床温がフィルタ活性温度に達した場合は、アイドル運転中も、燃料添加装置による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。 According to the fifth invention, when the internal combustion engine transitions from no-load deceleration operation to idle operation, the opening of the intake throttle valve is reduced to maintain the bed temperature of the DPF at the filter activation temperature. This allows the oxidation and incineration of particulate matter deposited in the DPF, which began during no-load deceleration operation of the internal combustion engine, to continue even when the engine transitions to idle operation, and the collection function of the DPF can be regenerated. In addition, when the bed temperature of the DPF reaches the filter activation temperature, the fuel addition device stops adding fuel to the exhaust gas even during idle operation, thereby improving fuel efficiency compared to conventional systems.

本実施形態に係る排気ガス浄化装置を適用した内燃機関の構成の一例を説明する図である。1 is a diagram illustrating an example of the configuration of an internal combustion engine to which an exhaust gas purification device according to an embodiment of the present invention is applied. 本実施形態に係る制御装置が実行する、DPFを再生するフィルタ再生処理の一例を示すメインフローチャートである。5 is a main flowchart showing an example of a filter regeneration process for regenerating a DPF, which is executed by a control device according to the present embodiment. 図2に示す「PM堆積状態取得処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。3 is a sub-flowchart showing a sub-process of the “PM accumulation state acquisition process” shown in FIG. 2 . 図2に示す「減速時DPF再生処理」のサブ処理を示す第1サブフローチャートである。3 is a first sub-flowchart showing a sub-process of the "DPF regeneration process during deceleration" shown in FIG. 2; 図2に示す「減速時DPF再生処理」のサブ処理を示す第2サブフローチャートである。3 is a second sub-flowchart showing the sub-processing of the "DPF regeneration process during deceleration" shown in FIG. 2; 図4に示す「燃料添加量取得処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。5 is a sub-flowchart showing a sub-process of the “fuel addition amount acquisition process” shown in FIG. 4 . 図4に示す「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理を示すサブフローチャートである。5 is a sub-flowchart showing a sub-process of the "intake throttle valve adjustment process" shown in FIG. 4; 酸化触媒の浄化率と床温との関係の一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of the relationship between the purification rate and the bed temperature of an oxidation catalyst. 酸化触媒(DOC)の燃料添加量を求めるマップの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a map for determining a fuel addition amount of an oxidation catalyst (DOC); DPFの床温とPM燃焼速度との関係を示すマップの一例を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing an example of a map showing the relationship between the bed temperature of the DPF and the PM combustion speed. 内燃機関の運転状態とDPFの再生状態の一例を示すタイミングチャートである。4 is a timing chart showing an example of an operating state of an internal combustion engine and a regeneration state of a DPF. 他の第1実施形態に係る「減速時DPF再生処理」のサブ処理の一部を示す第3サブフローチャートである。13 is a third sub-flowchart showing a part of the sub-processing of the "DPF regeneration process during deceleration" according to the alternative first embodiment.

以下、本発明に係る排気ガス浄化装置を具体化した一実施形態に基づき図面を参照しつつ詳細に説明する。先ず、排気ガス浄化装置1の概略構成について図1に基づいて説明する。図1に示すように、排気ガス浄化装置1は、内燃機関10と、制御装置(ECU:Electronic Control Unit)50と、吸気流量検出装置31と、吸気スロットル弁32と、回転検出装置34と、車速検出装置37と、燃料添加弁28と、排気ガス浄化ユニット41等から構成されている。 The following is a detailed description of an embodiment of an exhaust gas purification device according to the present invention, with reference to the drawings. First, the schematic configuration of the exhaust gas purification device 1 will be described with reference to FIG. 1. As shown in FIG. 1, the exhaust gas purification device 1 is composed of an internal combustion engine 10, a control device (ECU: Electronic Control Unit) 50, an intake flow detection device 31, an intake throttle valve 32, a rotation detection device 34, a vehicle speed detection device 37, a fuel addition valve 28, an exhaust gas purification unit 41, and the like.

内燃機関10は、例えば、ディーゼルエンジンである。尚、以下の説明において、DPF43は、粒子状物質除去フィルタ(Diesel Particulate Filter)に相当している。また、DPF43よりも下流側の排気通路に配置されて窒素酸化物(NOx)を無害化する選択還元触媒等については、記載を省略している。 The internal combustion engine 10 is, for example, a diesel engine. In the following description, the DPF 43 corresponds to a diesel particulate filter. In addition, a selective reduction catalyst that is disposed in the exhaust passage downstream of the DPF 43 and that neutralizes nitrogen oxides (NOx) and the like are not described.

図1に示すように、内燃機関10の排気通路(排気ガス通路)12には、排気ガス浄化ユニット41が設けられている。排気ガス浄化ユニット41の内部には、上流側から、酸化触媒(DOC:Diesel Oxidation Catalyst)42と、DPF43が設けられている。排気ガス浄化ユニット41は、排気ガス通路を構成し、上流側から下流側に排気ガスが通過する間に、排気ガスに含まれる有害物質を除去するものである。ここで、内燃機関10は、高効率で耐久性にも優れているが、粒子状物質(PM)、窒素酸化物(NOx)、一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等の有害物質を、排気ガスと一緒に排出してしまうものである。 As shown in FIG. 1, an exhaust gas purification unit 41 is provided in the exhaust passage (exhaust gas passage) 12 of an internal combustion engine 10. Inside the exhaust gas purification unit 41, from the upstream side, an oxidation catalyst (DOC: Diesel Oxidation Catalyst) 42 and a DPF 43 are provided. The exhaust gas purification unit 41 constitutes an exhaust gas passage and removes harmful substances contained in the exhaust gas as the exhaust gas passes from the upstream side to the downstream side. Here, the internal combustion engine 10 is highly efficient and has excellent durability, but it emits harmful substances such as particulate matter (PM), nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO), and hydrocarbons (HC) together with the exhaust gas.

酸化触媒(DOC)42は、セラミック製の円柱状等に形成されたセル状筒体からなり、その軸方向には多数の貫通孔が形成され、内面に白金(Pt)等の貴金属が担持されている。そして、酸化触媒(DOC)42は、触媒活性温度(例えば、約200℃~250℃以上の温度)下で多数の貫通孔に排気ガスを通すことにより、排気ガスに含まれる一酸化炭素(CO)、炭化水素(HC)等を酸化して除去すると共に、排気ガス中の未燃燃料を酸化して、排気ガス温度を昇温する。 The oxidation catalyst (DOC) 42 is made of a ceramic cellular cylinder formed into a cylindrical shape or the like, with numerous through holes formed in the axial direction, and with a precious metal such as platinum (Pt) supported on the inner surface. The oxidation catalyst (DOC) 42 oxidizes and removes carbon monoxide (CO), hydrocarbons (HC), etc. contained in the exhaust gas by passing the exhaust gas through the numerous through holes at a catalytic activation temperature (for example, a temperature of about 200°C to 250°C or higher), and also oxidizes unburned fuel in the exhaust gas, raising the exhaust gas temperature.

DPF43は、セラミックス材料等からなる多孔質な部材によって円柱状等に形成され、軸方向に多数の小孔が設けられたハニカム構造のセル状筒体をなし、各小孔は、隣同士で交互に異なる端部が目封じ部材によって閉塞されている。そして、DPF43は、上流側から各小孔に流入する排気ガスを多孔質材料に通すことで粒子状物質(PM)を捕集し、排気ガスのみを隣の小孔を通じて下流側へと流出させる。 The DPF 43 is formed into a cylindrical shape or the like from a porous member made of a ceramic material or the like, forming a honeycomb-structured cellular cylinder with many small holes in the axial direction, and the ends of each small hole are blocked by a sealing material, alternating between adjacent small holes. The DPF 43 captures particulate matter (PM) by passing exhaust gas flowing into each small hole from the upstream side through the porous material, and allows only the exhaust gas to flow downstream through the adjacent small hole.

尚、DPF43は、各小孔の内面に白金(Pt)等の貴金属が担持されていてもよい。そして、後述のDPF再生処理(フィルタ再生処理)の際には、この貴金属が排気ガス中の未燃燃料を酸化して排気ガス温度を昇温するようにしてもよい。また、DPF43に担持された貴金属の量は、酸化触媒(DOC)42に担持された貴金属の量よりも少なくなるように設定してもよい。 The DPF 43 may support a precious metal such as platinum (Pt) on the inner surface of each small hole. During the DPF regeneration process (filter regeneration process) described below, this precious metal may oxidize unburned fuel in the exhaust gas and raise the exhaust gas temperature. The amount of precious metal supported on the DPF 43 may be set to be less than the amount of precious metal supported on the oxidation catalyst (DOC) 42.

酸化触媒(DOC)42の上流側(排気ガス浄化ユニット41の上流側)には、燃料添加弁28と、排気温度検出装置36A(例えば、排気温度センサ)(上流側排気温度検出装置)と、が設けられている。燃料添加弁28は、微粒子が堆積したDPF43を再生するフィルタ再生処理(図2参照)を実行する際(粒子状物質(PM)を燃焼焼却する際)に、酸化触媒(DOC)42内で排気ガスと反応させて排気ガスの温度を上昇させるための燃料を噴射する。燃料添加弁28は、制御装置50からの制御信号にて駆動される。 A fuel addition valve 28 and an exhaust temperature detection device 36A (e.g., an exhaust temperature sensor) (upstream exhaust temperature detection device) are provided upstream of the oxidation catalyst (DOC) 42 (upstream of the exhaust gas purification unit 41). The fuel addition valve 28 injects fuel to react with the exhaust gas in the oxidation catalyst (DOC) 42 and raise the temperature of the exhaust gas when performing a filter regeneration process (see FIG. 2) for regenerating the DPF 43 on which particulates have accumulated (when burning and incinerating particulate matter (PM)). The fuel addition valve 28 is driven by a control signal from the control device 50.

また、酸化触媒(DOC)42の下流側、且つ、DPF43の上流側には、排気温度検出装置36B(例えば、排気温度センサ)(中間排気温度検出装置)が設けられている。DPF43の下流側には、排気温度検出装置36C(例えば、排気温度センサ)(下流側排気温度検出装置)が設けられている。また、排気ガス浄化ユニット41内における、酸化触媒(DOC)42の下流側、且つ、DPF43の上流側の排気管内圧力と、DPF43の下流側の排気管内圧力と、の差圧(圧力差)を検出する差圧センサ35が設けられている。 In addition, downstream of the oxidation catalyst (DOC) 42 and upstream of the DPF 43, an exhaust temperature detection device 36B (e.g., an exhaust temperature sensor) (intermediate exhaust temperature detection device) is provided. Downstream of the DPF 43, an exhaust temperature detection device 36C (e.g., an exhaust temperature sensor) (downstream exhaust temperature detection device) is provided. In addition, a differential pressure sensor 35 is provided in the exhaust gas purification unit 41, downstream of the oxidation catalyst (DOC) 42 and upstream of the DPF 43, to detect the differential pressure (pressure difference) between the exhaust pipe pressure and the exhaust pipe pressure downstream of the DPF 43.

制御装置(ECU:Electronic Control Unit)50は、CPU、RAM、ROM、タイマ、EEPROM、不図示のバックアップRAM等を備えた公知のものである。CPUは、ROMやEEPROMに記憶された各種プログラムやマップに基づいて、種々の演算処理を実行する。また、RAMは、CPUでの演算結果や各検出装置から入力されたデータ等を一時的に記憶し、EEPROMは、例えば、内燃機関10の停止時にその保存すべきデータ等を記憶する。 The control device (ECU: Electronic Control Unit) 50 is a well-known device equipped with a CPU, RAM, ROM, timer, EEPROM, and a backup RAM (not shown). The CPU executes various calculation processes based on various programs and maps stored in the ROM and EEPROM. The RAM also temporarily stores the results of calculations by the CPU and data input from each detection device, and the EEPROM stores, for example, data that should be saved when the internal combustion engine 10 is stopped.

また、EEPROMには、燃料添加量マップ記憶部501と、PM燃焼速度マップ記憶部502と、が設けられている。燃料添加量マップ記憶部501には、後述のように、酸化触媒(DOC)42の燃料添加量を決定する際に使用する燃料添加量マップM2(図9参照)が格納されている。また、PM燃焼速度マップ記憶部502には、後述のように、DPF43の床温とPM燃焼速度とを対応づけて記憶するPM燃焼速度マップM3(図10参照)が格納されている。 The EEPROM also includes a fuel addition amount map storage unit 501 and a PM combustion speed map storage unit 502. The fuel addition amount map storage unit 501 stores a fuel addition amount map M2 (see FIG. 9) used when determining the amount of fuel added to the oxidation catalyst (DOC) 42, as described below. The PM combustion speed map storage unit 502 stores a PM combustion speed map M3 (see FIG. 10) that stores the bed temperature of the DPF 43 and the PM combustion speed in association with each other, as described below.

また、排気温度検出装置36A(上流側排気温度検出装置)は、酸化触媒(DOC)42の上流側の排気管内の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また、排気温度検出装置36B(中間排気温度検出装置)は、酸化触媒(DOC)42の下流側、且つ、DPF43の上流側を流れる排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また、排気温度検出装置36C(下流側排気温度検出装置)は、DPF43の下流側の排気ガスの温度に応じた検出信号を制御装置50に出力する。差圧センサ35は、酸化触媒(DOC)42の下流側、且つ、DPF43の上流側の排気圧力(排気管内圧力に相当)と、DPF43の下流側の排気管内圧力と、の差圧に応じた検出信号を制御装置50に出力する。 The exhaust temperature detector 36A (upstream exhaust temperature detector) outputs a detection signal corresponding to the temperature of the exhaust gas in the exhaust pipe upstream of the oxidation catalyst (DOC) 42 to the control device 50. The exhaust temperature detector 36B (intermediate exhaust temperature detector) outputs a detection signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing downstream of the oxidation catalyst (DOC) 42 and upstream of the DPF 43 to the control device 50. The exhaust temperature detector 36C (downstream exhaust temperature detector) outputs a detection signal corresponding to the temperature of the exhaust gas downstream of the DPF 43 to the control device 50. The differential pressure sensor 35 outputs a detection signal corresponding to the differential pressure between the exhaust pressure (corresponding to the exhaust pipe pressure) downstream of the oxidation catalyst (DOC) 42 and upstream of the DPF 43 and the exhaust pipe pressure downstream of the DPF 43 to the control device 50.

内燃機関10の吸気通路11の流入側には、エアクリーナ30で濾過された吸気流量を検出する吸気流量検出装置31(例えば、エアフローメータ)が設けられている。吸気流量検出装置31は、内燃機関10が吸入した空気の流量に応じた検出信号を制御装置50に出力する。エアクリーナ30よりも下流側の吸気通路11には、吸気スロットル弁32が配置されている。吸気スロットル弁32は、制御装置50からの制御信号に基づいて、吸気通路11の開度を調整して、吸気流量を調整可能である。 An intake flow rate detection device 31 (e.g., an air flow meter) is provided on the inlet side of the intake passage 11 of the internal combustion engine 10 to detect the intake flow rate filtered by the air cleaner 30. The intake flow rate detection device 31 outputs a detection signal corresponding to the flow rate of air taken in by the internal combustion engine 10 to the control device 50. An intake throttle valve 32 is disposed in the intake passage 11 downstream of the air cleaner 30. The intake throttle valve 32 can adjust the opening of the intake passage 11 based on a control signal from the control device 50 to adjust the intake flow rate.

また、アクセル開度検出装置33(例えば、アクセル開度センサ)は、運転者が操作するアクセルの開度(すなわち、運転者の要求負荷)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。内燃機関10に設けられた回転検出装置34(例えば、回転センサ)は、例えば、内燃機関10のクランクシャフトの回転数(すなわち、エンジン回転数)に応じた検出信号を制御装置50に出力する。また、車速検出装置37(例えば、車速センサ)は、車両の車輪又は車輪と一体に回転するドライブシャフト等に対して設けられ、車両の車速に応じた検出信号を制御装置50に出力する。 The accelerator opening detection device 33 (e.g., an accelerator opening sensor) outputs a detection signal corresponding to the opening of the accelerator operated by the driver (i.e., the load required by the driver) to the control device 50. The rotation detection device 34 (e.g., a rotation sensor) provided in the internal combustion engine 10 outputs a detection signal corresponding to, for example, the rotation speed of the crankshaft of the internal combustion engine 10 (i.e., the engine speed) to the control device 50. The vehicle speed detection device 37 (e.g., a vehicle speed sensor) is provided on the wheels of the vehicle or a drive shaft that rotates integrally with the wheels, and outputs a detection signal corresponding to the vehicle speed to the control device 50.

制御装置50には、吸気通路11に設けられた吸気流量検出装置31(例えば、エアフローメータ)の検出信号、アクセル開度検出装置33の検出信号、回転検出装置34の検出信号、車速検出装置37の検出信号のそれぞれが入力されている。また、制御装置50には、上述した各排気温度検出装置36A、36B、36Cの検出信号、差圧センサ35の検出信号が入力されている。 The control device 50 receives the detection signals of the intake air flow rate detection device 31 (e.g., an air flow meter) provided in the intake passage 11, the detection signals of the accelerator opening detection device 33, the detection signals of the rotation detection device 34, and the detection signals of the vehicle speed detection device 37. The control device 50 also receives the detection signals of the exhaust temperature detection devices 36A, 36B, and 36C described above, and the detection signal of the differential pressure sensor 35.

そして、制御装置50は、これらの入力された検出信号に基づいて内燃機関10の運転状態を検出することができる。また、制御装置50は、検出した内燃機関10の運転状態や、アクセル開度検出装置33からの検出信号に基づいた運転者からの要求に応じて、各インジェクタ14A~14Dから内燃機関10のシリンダ内に噴射する燃料量や、燃料添加弁28から噴射する燃料量を制御する制御信号を出力する。 The control device 50 can then detect the operating state of the internal combustion engine 10 based on these input detection signals. The control device 50 also outputs control signals to control the amount of fuel injected from each injector 14A-14D into the cylinder of the internal combustion engine 10 and the amount of fuel injected from the fuel addition valve 28 in response to the detected operating state of the internal combustion engine 10 and a request from the driver based on the detection signal from the accelerator opening detection device 33.

また、制御装置50は、各インジェクタ14A~14Dから噴射した毎秒当たりの燃料消費量(g/s)を所定時間(例えば、約10msec~100msec)毎に算出して、RAMに時系列的に記憶する。また、制御装置50は、吸気流量検出装置31から入力された検出信号から吸入空気流量GAを所定時間(例えば、約10msec~100msec)毎に算出して、RAMに時系列的に記憶する。また、制御装置50は、差圧センサ35から入力された検出信号から実際の差圧ΔPを所定時間(例えば、約10msec~100msec)毎に算出して、RAMに時系列的に記憶する。 The control device 50 also calculates the fuel consumption per second (g/s) injected from each injector 14A-14D at predetermined intervals (e.g., about 10 msec-100 msec) and stores it in chronological order in the RAM. The control device 50 also calculates the intake air flow rate GA from the detection signal input from the intake air flow rate detection device 31 at predetermined intervals (e.g., about 10 msec-100 msec) and stores it in chronological order in the RAM. The control device 50 also calculates the actual differential pressure ΔP from the detection signal input from the differential pressure sensor 35 at predetermined intervals (e.g., about 10 msec-100 msec) and stores it in chronological order in the RAM.

燃料添加弁28から排気ガス中に噴射された燃料は、酸化触媒(DOC)42の床温が触媒活性温度(例えば、約200℃~250℃)になると、酸化触媒(DOC)42に担持された貴金属によって排気ガス中に残った酸素との酸化反応が生じて燃焼し、その発熱により排気ガス温度が上昇する。そして、この高温になった排気ガスによりDPF43の床温が上昇して、フィルタ活性温度(例えば、500℃以上)になると、DPF43内に堆積された粒子状物質(PM)の酸化(燃焼)が開始される。 When the bed temperature of the oxidation catalyst (DOC) 42 reaches the catalyst activation temperature (e.g., about 200°C to 250°C), the fuel injected into the exhaust gas from the fuel addition valve 28 undergoes an oxidation reaction with the oxygen remaining in the exhaust gas due to the precious metal supported on the oxidation catalyst (DOC) 42, and burns, causing the exhaust gas temperature to rise due to the heat generated. Then, the bed temperature of the DPF 43 rises due to this high-temperature exhaust gas, and when it reaches the filter activation temperature (e.g., 500°C or higher), oxidation (combustion) of the particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43 begins.

そして、後述のように、制御装置50は、燃料添加弁28からの燃料添加を停止した後、吸気スロットル弁32の開度を減少させて(例えば、吸気スロットル弁32を閉じて)、DPF43の床温をフィルタ活性温度に維持する。これにより、制御装置50は、DPF43内に堆積した粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)させて除去し、排気ガス中の粒子状物質(PM)を捕集するというDPF43の捕集機能を回復(再生)させることができる(いわゆる、フィルタ再生処理である。)。 Then, as described below, after stopping the addition of fuel from the fuel addition valve 28, the control device 50 reduces the opening of the intake throttle valve 32 (for example, closes the intake throttle valve 32) to maintain the bed temperature of the DPF 43 at the filter activation temperature. This allows the control device 50 to oxidize (burn) and remove the particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43, and to recover (regenerate) the collection function of the DPF 43, which collects particulate matter (PM) in the exhaust gas (this is known as filter regeneration processing).

[フィルタ再生処理]
次に、上記のように構成された排気ガス浄化装置1において、制御装置50によるDPF43に捕集された粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)させて除去するフィルタ再生処理の一例について図2乃至図11に基づいて説明する。尚、制御装置50は、内燃機関10の運転中に、所定時間間隔(例えば、数10msec~数100msec間隔)にて、図2のフローチャートに示される処理手順を繰り返し実行する。
[Filter regeneration process]
Next, an example of a filter regeneration process in which the control device 50 oxidizes (burns) and removes particulate matter (PM) trapped in the DPF 43 in the exhaust gas purification device 1 configured as above will be described with reference to Figures 2 to 11. The control device 50 repeatedly executes the process procedure shown in the flowchart of Figure 2 at predetermined time intervals (e.g., intervals of several tens to several hundreds of milliseconds) while the internal combustion engine 10 is in operation.

図2に示すように、先ず、ステップS11において、制御装置50は、「PM堆積状態取得処理」のサブ処理を実行した後、ステップS12の処理に進む。「PM堆積状態取得処理」は、所定時間間隔(例えば、数10msec~数100msec間隔)の間にDPF43に捕集される、即ち、DPF43に堆積する粒子状物質(PM)の堆積量(PM堆積量)を算出して、粒子状物質(PM)の堆積状態を取得する処理である。 As shown in FIG. 2, first, in step S11, the control device 50 executes a sub-process of the "PM accumulation state acquisition process" and then proceeds to the process of step S12. The "PM accumulation state acquisition process" is a process for calculating the accumulation amount (PM accumulation amount) of particulate matter (PM) that is trapped in the DPF 43 during a predetermined time interval (e.g., an interval of several tens to several hundreds of msec), i.e., that accumulates in the DPF 43, and acquiring the accumulation state of the particulate matter (PM).

ステップS12において、制御装置50は、「減速時DPF再生処理」のサブ処理を実行した後、当該処理を終了する。「減速時DPF再生処理」は、内燃機関10の無負荷減速運転中において、所定時間間隔(例えば、数10msec~数100msec間隔)の間に、DPF43に捕集された粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)させて除去する処理である。 In step S12, the control device 50 executes the sub-processing of the "DPF regeneration process during deceleration" and then terminates the process. The "DPF regeneration process during deceleration" is a process that removes particulate matter (PM) trapped in the DPF 43 by oxidizing (burning) it during a predetermined time interval (e.g., an interval of several tens to several hundreds of milliseconds) during unloaded deceleration operation of the internal combustion engine 10.

[PM堆積状態取得処理]
ここで、「PM堆積状態取得処理」のサブ処理の詳細について図3に基づいて説明する。図3に示すように、先ず、ステップS111において、制御装置50は、減速時DPF再生フラグをEEPROMから読み出し、「OFF」に設定されているか否かを判定する。減速時DPF再生フラグは、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)が再生開始閾値C1(堆積量閾値)(例えば、約50g)に達し、内燃機関10の無負荷減速運転中において、DPF43を再生して捕集機能を回復させる必要がある旨を表している。尚、減速時DPF再生フラグは、車両の工場出荷時に、「OFF」に設定されてEEPROMに記憶されている。
[PM Accumulation State Acquisition Process]
Here, the details of the sub-process of the "PM accumulation state acquisition process" will be described with reference to Fig. 3. As shown in Fig. 3, first, in step S111, the control device 50 reads the deceleration DPF regeneration flag from the EEPROM and determines whether it is set to "OFF". The deceleration DPF regeneration flag indicates that the particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43 has reached a regeneration start threshold C1 (accumulation amount threshold) (e.g., about 50 g) and that the DPF 43 needs to be regenerated to recover the collection function during the no-load deceleration operation of the internal combustion engine 10. The deceleration DPF regeneration flag is set to "OFF" and stored in the EEPROM when the vehicle is shipped from the factory.

そして、減速時DPF再生フラグが「ON」に設定されていると判定された場合には(S111:NO)、制御装置50は、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、ステップS12のサブ処理に進む。一方、減速時DPF再生フラグが「OFF」に設定されていると判定された場合には(S111:YES)、制御装置50は、ステップS112の処理に進む。 If it is determined that the deceleration DPF regeneration flag is set to "ON" (S111: NO), the control device 50 ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and proceeds to the sub-processing of step S12. On the other hand, if it is determined that the deceleration DPF regeneration flag is set to "OFF" (S111: YES), the control device 50 proceeds to the processing of step S112.

ステップS112において、制御装置50は、アクセル開度検出装置33、回転検出装置34等からの検出信号から、内燃機関10のエンジン回転数やエンジン負荷(燃料噴射量)等の運転状態を取得してRAMに記憶した後、ステップS113の処理に進む。ステップS113において、制御装置50は、内燃機関10の運転状態と粒子状物質(PM)の単位時間当たり堆積量との関係を示した不図示のマップに基づいて、所定時間間隔(例えば、数10msec~数100msec間隔)における、DPF43への粒子状物質(PM)の堆積量を算出して、ステップS114の処理に進む。 In step S112, the control device 50 acquires the operating state of the internal combustion engine 10, such as the engine speed and engine load (fuel injection amount), from detection signals from the accelerator opening detection device 33, the rotation detection device 34, etc., and stores them in RAM, and then proceeds to the processing of step S113. In step S113, the control device 50 calculates the amount of particulate matter (PM) deposited in the DPF 43 at a predetermined time interval (e.g., an interval of several tens to several hundreds of msec) based on a map (not shown) showing the relationship between the operating state of the internal combustion engine 10 and the amount of particulate matter (PM) deposited per unit time, and proceeds to the processing of step S114.

ステップS114において、制御装置50は、累積PM堆積量PMSをEEPROMから読み出し、この累積PM堆積量PMSに上記ステップS113で算出した粒子状物質(PM)の堆積量(以下、「PM堆積量」ともいう。)を加算して、再度EEPROMに記憶した後、ステップS115の処理に進む。 In step S114, the control device 50 reads the cumulative PM deposition amount PMS from the EEPROM, adds the particulate matter (PM) deposition amount (hereinafter also referred to as "PM deposition amount") calculated in step S113 to this cumulative PM deposition amount PMS, stores it again in the EEPROM, and then proceeds to processing in step S115.

ステップS115において、制御装置50は、差圧センサ35から入力された検出信号に基づいてDPF43の上流側排気圧力と下流側排気圧力との差圧ΔPを算出した後、ステップS116の処理に進む。ステップS116において、制御装置50は、差圧ΔPとDPF43に堆積しているPM堆積量(PM堆積量PMD)との関係を示した不図示のマップに基づいて、DPF43に捕集されたPM堆積量PMDを算出してRAMに記憶した後、ステップS117の処理に進む。 In step S115, the control device 50 calculates the differential pressure ΔP between the upstream exhaust pressure and the downstream exhaust pressure of the DPF 43 based on the detection signal input from the differential pressure sensor 35, and then proceeds to processing in step S116. In step S116, the control device 50 calculates the PM deposition amount PMD trapped in the DPF 43 based on a map (not shown) showing the relationship between the differential pressure ΔP and the PM deposition amount (PM deposition amount PMD) deposited in the DPF 43, stores it in RAM, and then proceeds to processing in step S117.

ステップS117において、制御装置50は、累積PM堆積量PMSをEEPROMから読み出すと共に、PM堆積量PMDをRAMから読み出す。また、制御装置50は、DPF43に堆積したPM堆積量の上限値である再生開始閾値C1(堆積量閾値)をEEPROMから読み出す。続いて、制御装置50は、累積PM堆積量PMS又はPM堆積量PMDのうちの一方が再生開始閾値C1以上になったか否か、つまり、DPF43のPM堆積量が上限値に達したか否かを判定する。 In step S117, the control device 50 reads the cumulative PM accumulation amount PMS from the EEPROM and reads the PM accumulation amount PMD from the RAM. The control device 50 also reads the regeneration start threshold C1 (accumulation amount threshold), which is the upper limit of the amount of PM accumulated in the DPF 43, from the EEPROM. The control device 50 then determines whether or not one of the cumulative PM accumulation amount PMS or the PM accumulation amount PMD has become equal to or greater than the regeneration start threshold C1, that is, whether or not the amount of PM accumulation in the DPF 43 has reached its upper limit.

そして、累積PM堆積量PMS及びPM堆積量PMDが再生開始閾値C1未満であると判定した場合、つまり、DPF43のPM堆積量が上限値に達していないと判定した場合には(S117:NO)、制御装置50は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS12のサブ処理に進む。 If it is determined that the cumulative PM accumulation amount PMS and the PM accumulation amount PMD are less than the regeneration start threshold C1, that is, if it is determined that the PM accumulation amount in the DPF 43 has not reached the upper limit value (S117: NO), the control device 50 ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and proceeds to the sub-processing of step S12.

一方、累積PM堆積量PMS又はPM堆積量PMDのうちの一方が再生開始閾値C1以上であると判定した場合、つまり、DPF43のPM堆積量が上限値に達したと判定した場合には(S117:YES)、制御装置50は、ステップS118の処理に進む。ステップS118において、制御装置50は、累積PM堆積量PMSとPM堆積量PMDのうち、大きい方をDPF43に堆積したPM堆積量P1としてEEPROMに記憶した後、ステップS119の処理に進む。尚、制御装置50は、累積PM堆積量PMSとPM堆積量PMDとの平均値をDPF43に堆積したPM堆積量P1としてEEPROMに記憶してもよい。 On the other hand, if it is determined that either the accumulated PM accumulation amount PMS or the PM accumulation amount PMD is equal to or greater than the regeneration start threshold C1, that is, if it is determined that the PM accumulation amount in the DPF 43 has reached the upper limit (S117: YES), the control device 50 proceeds to processing in step S118. In step S118, the control device 50 stores the larger of the accumulated PM accumulation amount PMS and the PM accumulation amount PMD in the EEPROM as the PM accumulation amount P1 accumulated in the DPF 43, and then proceeds to processing in step S119. The control device 50 may also store the average value of the accumulated PM accumulation amount PMS and the PM accumulation amount PMD in the EEPROM as the PM accumulation amount P1 accumulated in the DPF 43.

ステップS119において、制御装置50は、減速時DPF再生フラグをEEPROMから読み出し、「ON」に設定して再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、ステップS12のサブ処理に進む。 In step S119, the control device 50 reads the deceleration DPF regeneration flag from the EEPROM, sets it to "ON" and stores it again in the EEPROM, then ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and proceeds to the sub-processing of step S12.

尚、制御装置50は、上記ステップS112~ステップS114と、上記ステップS115~ステップS116とのうち、一方の処理だけを実行するようにしてもよい。つまり、累積PM堆積量PMS又はPM堆積量PMDのうちの一方のみを取得して、ステップS117において、再生開始閾値C1以上になったか否か、つまり、DPF43のPM堆積量が上限値に達したか否かを判定するようにしてもよい。この場合には、上記ステップS118において、取得した累積PM堆積量PMS又はPM堆積量PMDをPM堆積量P1としてEEPROMに記憶するようにしてもよい。これにより、制御装置50の処理速度を向上させることができる。 The control device 50 may execute only one of the above steps S112 to S114 and the above steps S115 to S116. In other words, it may acquire only one of the accumulated PM deposition amount PMS or the PM deposition amount PMD, and in step S117, determine whether or not it has reached the regeneration start threshold C1 or more, that is, whether or not the PM deposition amount in the DPF 43 has reached the upper limit value. In this case, in step S118, the acquired accumulated PM deposition amount PMS or PM deposition amount PMD may be stored in the EEPROM as the PM deposition amount P1. This can improve the processing speed of the control device 50.

[減速時DPF再生処理]
次に、「減速時DPF再生処理」のサブ処理の詳細について図4乃至図10に基づいて説明する。図4及び図5に示すように、先ず、ステップS211において、制御装置50は、減速時DPF再生フラグをEEPROMから読み出し、「ON」に設定されているか否かを判定する。そして、減速時DPF再生フラグが「OFF」に設定されていると判定された場合には(S211:NO)、制御装置50は、DPF43のPM堆積量が上限値に達していないと判定して、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。
[DPF regeneration process during deceleration]
Next, the details of the sub-process of the "DPF regeneration process during deceleration" will be described with reference to Figures 4 to 10. As shown in Figures 4 and 5, first, in step S211, the control device 50 reads the deceleration DPF regeneration flag from the EEPROM and determines whether it is set to "ON". If it is determined that the deceleration DPF regeneration flag is set to "OFF" (S211: NO), the control device 50 determines that the PM accumulation amount in the DPF 43 has not reached the upper limit value, ends the sub-process, returns to the main flowchart, and ends the filter regeneration process.

一方、減速時DPF再生フラグが「ON」に設定されていると判定された場合には(S211:YES)、制御装置50は、ステップS212の処理に進む。ステップS212において、制御装置50は、内燃機関10が無負荷減速運転中であるか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined that the deceleration DPF regeneration flag is set to "ON" (S211: YES), the control device 50 proceeds to processing in step S212. In step S212, the control device 50 determines whether the internal combustion engine 10 is in a no-load deceleration operation.

具体的には、制御装置50は、アクセル開度検出装置33から入力された検出信号に基づいてアクセル開度を検出して、RAMに記憶する。また、制御装置50は、車速検出装置37から入力された検出信号に基づいて車速を検出して、RAMに記憶する。続いて、制御装置50は、アクセル開度と車速をRAMから読み出し、アクセル開度が「0」であり、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、且つ、車速が車速閾値V1(例えば、2km/h)以上であるか否かを判定する。尚、車速閾値V1(例えば、2km/h)は、予めEEPROMに記憶されている。 Specifically, the control device 50 detects the accelerator opening based on the detection signal input from the accelerator opening detection device 33 and stores it in the RAM. The control device 50 also detects the vehicle speed based on the detection signal input from the vehicle speed detection device 37 and stores it in the RAM. Next, the control device 50 reads the accelerator opening and vehicle speed from the RAM and determines whether the accelerator opening is "0", that is, whether the driver is not depressing the accelerator pedal, and whether the vehicle speed is equal to or greater than the vehicle speed threshold value V1 (e.g., 2 km/h). The vehicle speed threshold value V1 (e.g., 2 km/h) is stored in advance in the EEPROM.

そして、内燃機関10が無負荷減速運転中でないと判定された場合には(S212:NO)、制御装置50は、減速フラグをRAMから読み出し、「OFF」に設定して再度RAMに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。具体的には、アクセル開度が「0」でない、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでいる場合は、制御装置50は、内燃機関10は通常運転中であると判定する(S212:NO)。また、アクセル開度が「0」で、且つ、車速が車速閾値V1(例えば、2km/h)より遅い場合は、制御装置50は、既に停車寸前であり、内燃機関10の無負荷減速運転は終了したと判定する(S212:NO)。 If it is determined that the internal combustion engine 10 is not in unloaded deceleration operation (S212: NO), the control device 50 reads the deceleration flag from the RAM, sets it to "OFF" and stores it again in the RAM, then ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and ends the filter regeneration process. Specifically, if the accelerator opening is not "0", that is, if the driver is depressing the accelerator pedal, the control device 50 determines that the internal combustion engine 10 is in normal operation (S212: NO). Also, if the accelerator opening is "0" and the vehicle speed is slower than the vehicle speed threshold V1 (e.g., 2 km/h), the control device 50 determines that the vehicle is about to stop and that the unloaded deceleration operation of the internal combustion engine 10 has ended (S212: NO).

一方、内燃機関10が無負荷減速運転中であると判定された場合には(S212:YES)、制御装置50は、減速フラグをRAMから読み出し、「ON」に設定して再度RAMに記憶した後、ステップS213の処理に進む。具体的には、アクセル開度が「0」であり、且つ、車速が車速閾値V1(例えば、2km/h)以上である場合には、制御装置50は、内燃機関10が無負荷減速運転中であると判定する(S212:YES)。尚、減速フラグは、制御装置50の起動時に、「OFF」に設定されてRAMに記憶される。 On the other hand, if it is determined that the internal combustion engine 10 is in unloaded deceleration operation (S212: YES), the control device 50 reads the deceleration flag from the RAM, sets it to "ON", stores it again in the RAM, and then proceeds to the processing of step S213. Specifically, if the accelerator opening is "0" and the vehicle speed is equal to or greater than the vehicle speed threshold V1 (e.g., 2 km/h), the control device 50 determines that the internal combustion engine 10 is in unloaded deceleration operation (S212: YES). The deceleration flag is set to "OFF" and stored in the RAM when the control device 50 is started.

ステップS213において、制御装置50は、各排気温度検出装置36B、36Cからの検出信号に基づいて、DPF43の上流側の排気ガス温度T2と下流側の排気ガス温度T3とを検出して、RAMに記憶する。そして、制御装置50は、各排気ガス温度T2、T3とDPF43の床温とを対応づけた不図示の温度マップMP1に基づいてDPF43の床温を算出して、RAMに記憶する。続いて、制御装置50は、DPF43の床温が、粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)するフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)であるか否か、つまり、フィルタ活性温度に昇温されているか否かを判定する。 In step S213, the control device 50 detects the exhaust gas temperature T2 upstream of the DPF 43 and the exhaust gas temperature T3 downstream of the DPF 43 based on the detection signals from the exhaust temperature detection devices 36B and 36C, and stores them in the RAM. The control device 50 then calculates the bed temperature of the DPF 43 based on a temperature map MP1 (not shown) that associates the exhaust gas temperatures T2 and T3 with the bed temperature of the DPF 43, and stores them in the RAM. Next, the control device 50 determines whether the bed temperature of the DPF 43 is at a filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) at which particulate matter (PM) is oxidized (burned), that is, whether the temperature has been raised to the filter activation temperature.

そして、DPF43の床温が、粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)するフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)でない、つまり、フィルタ活性温度よりも低い温度であると判定した場合には(S213:NO)、制御装置50は、ステップS214の処理に進む。尚、不図示の温度マップMP1は、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により取得されて、予めEEPROMに記憶されている。また、フィルタ活性温度は、実験により取得されて、予めEEPROMに記憶されている。 If the bed temperature of the DPF 43 is not the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) at which particulate matter (PM) is oxidized (burned), that is, if it is determined that the temperature is lower than the filter activation temperature (S213: NO), the control device 50 proceeds to the process of step S214. The temperature map MP1 (not shown) is obtained by CAE (Computer Aided Engineering) analysis or experiment, and is stored in advance in the EEPROM. The filter activation temperature is also obtained by experiment and is stored in advance in the EEPROM.

ステップS214において、制御装置50は、各排気温度検出装置36A、36Bからの検出信号に基づいて、酸化触媒42の上流側の排気ガス温度T1と下流側の排気ガス温度T2とを検出して、RAMに記憶する。そして、制御装置50は、各排気ガス温度T1、T2と酸化触媒42の床温とを対応づけた不図示の温度マップMP2に基づいて酸化触媒42の床温を算出して、RAMに記憶する。 In step S214, the control device 50 detects the exhaust gas temperature T1 upstream of the oxidation catalyst 42 and the exhaust gas temperature T2 downstream of the oxidation catalyst 42 based on the detection signals from the exhaust temperature detection devices 36A and 36B, and stores them in the RAM. The control device 50 then calculates the bed temperature of the oxidation catalyst 42 based on a temperature map MP2 (not shown) that associates the exhaust gas temperatures T1 and T2 with the bed temperature of the oxidation catalyst 42, and stores them in the RAM.

続いて、制御装置50は、酸化触媒42の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化(燃焼)する触媒活性温度(例えば、150℃~180℃以上の温度)であるか否かを判定する。尚、不図示の温度マップMP2は、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により取得されて、予めEEPROMに記憶されている。また、触媒活性温度は、実験により取得されて、予めEEPROMに記憶されている。 Then, the control device 50 determines whether the bed temperature of the oxidation catalyst 42 is at the catalyst activation temperature (e.g., a temperature of 150°C to 180°C or higher) at which the unburned fuel in the exhaust gas is oxidized (burned). The temperature map MP2 (not shown) is obtained by CAE (Computer Aided Engineering) analysis or experiment, and is stored in advance in the EEPROM. The catalyst activation temperature is also obtained by experiment and is stored in advance in the EEPROM.

そして、酸化触媒42の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化(燃焼)する触媒活性温度(例えば、150℃~180℃以上の温度)でない、つまり、触媒活性温度よりも低い温度であると判定した場合には(S214:NO)、制御装置50は、当該サブ処理を終了して、メインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。これにより、酸化触媒42の床温が、触媒活性温度よりも低い温度である場合には、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加が行われない。これにより、酸化触媒42で酸化されない未燃燃料(特にHC成分)を含む排気ガスを大気中に排出することを防止することができる。 If the bed temperature of the oxidation catalyst 42 is not the catalyst activation temperature (for example, a temperature of 150°C to 180°C or higher) at which the unburned fuel in the exhaust gas is oxidized (burned), that is, if it is determined that the temperature is lower than the catalyst activation temperature (S214: NO), the control device 50 ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and ends the filter regeneration process. As a result, if the bed temperature of the oxidation catalyst 42 is lower than the catalyst activation temperature, fuel is not added to the exhaust gas by the fuel addition valve 28. This makes it possible to prevent exhaust gas containing unburned fuel (particularly HC components) that is not oxidized by the oxidation catalyst 42 from being discharged into the atmosphere.

一方、酸化触媒42の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化(燃焼)する触媒活性温度(例えば、150℃~180℃以上の温度)であると判定された場合には(S214:YES)、制御装置50は、ステップS215の処理に進む。ステップS215において、制御装置50は、「燃料添加量取得処理」のサブ処理(図6参照)を実行した後、ステップS216の処理に進む。「燃料添加量取得処理」のサブ処理は、燃料添加弁28から排気ガス中に添加(供給)する燃料の添加量を取得する処理である。 On the other hand, if it is determined that the bed temperature of the oxidation catalyst 42 is at the catalyst activation temperature (e.g., a temperature of 150°C to 180°C or higher) at which unburned fuel in the exhaust gas is oxidized (burned) (S214: YES), the control device 50 proceeds to processing in step S215. In step S215, the control device 50 executes a sub-process of "fuel addition amount acquisition processing" (see FIG. 6), and then proceeds to processing in step S216. The sub-process of "fuel addition amount acquisition processing" is a process for acquiring the amount of fuel to be added (supplied) from the fuel addition valve 28 to the exhaust gas.

[燃料添加量取得処理]
ここで、「燃料添加量取得処理」のサブ処理について図6、図8及び図9に基づいて説明する。図6に示すように、先ず、ステップS311において、制御装置50は、上記ステップS214で算出した酸化触媒42の床温をRAMから読み出す。そして、制御装置50は、図8に示す酸化触媒(DOC)42の床温と浄化率(炭化水素(HC)又は一酸化炭素(CO)の酸化される割合)との関係を対応づけた実線61で示す2次元マップM1を用いて、酸化触媒42の床温に対応する浄化率[%]を取得して、RAMに記憶した後、ステップS312の処理に進む。
[Fuel addition amount acquisition process]
Here, the sub-processing of the "fuel addition amount acquisition process" will be described with reference to Figures 6, 8, and 9. As shown in Figure 6, first, in step S311, the control device 50 reads out the bed temperature of the oxidation catalyst 42 calculated in step S214 from the RAM. Then, the control device 50 obtains the purification rate [%] corresponding to the bed temperature of the oxidation catalyst 42 using a two-dimensional map M1 shown in Figure 8, which is indicated by a solid line 61 that corresponds to the relationship between the bed temperature of the oxidation catalyst (DOC) 42 and the purification rate (the proportion of hydrocarbons (HC) or carbon monoxide (CO) oxidized), stores it in the RAM, and then proceeds to the process of step S312.

例えば、図8に示すように、酸化触媒42の床温TC1(例えば、150℃~180℃)に対応する浄化率は、約10[%]である。また、酸化触媒42の床温TC2(例えば、200℃~250℃)に対応する浄化率は、約90[%]である。 For example, as shown in FIG. 8, the purification rate corresponding to the bed temperature TC1 of the oxidation catalyst 42 (e.g., 150°C to 180°C) is about 10%. Also, the purification rate corresponding to the bed temperature TC2 of the oxidation catalyst 42 (e.g., 200°C to 250°C) is about 90%.

ステップS312において、制御装置50は、吸気流量検出装置31から入力された検出信号から吸入空気流量GA[g/sec]を算出し、排気ガス流量[g/sec]としてRAMに記憶した後、ステップS313の処理に進む。尚、制御装置50は、現在から所定時間(例えば、1秒)前までに各インジェクタ14A~14Dに指示した燃料噴射量を取得して、吸入空気流量GAとの合計値を排気ガス流量[g/sec]としてRAMに記憶してもよい。 In step S312, the control device 50 calculates the intake air flow rate GA [g/sec] from the detection signal input from the intake air flow rate detection device 31, stores it in RAM as the exhaust gas flow rate [g/sec], and then proceeds to processing in step S313. The control device 50 may also obtain the fuel injection amount instructed to each injector 14A-14D up to a predetermined time ago (e.g., 1 second) from the present, and store the sum of this and the intake air flow rate GA in RAM as the exhaust gas flow rate [g/sec].

ステップS313において、制御装置50は、上記ステップS311で取得した酸化触媒42の今回の浄化率[%]と、上記ステップS312で取得した今回の排気ガス量[g/sec]と、をRAMから読み出す。そして、制御装置50は、図9に示す酸化触媒42の燃料添加量マップM2を用いて、酸化触媒42の今回の浄化率[%]と、今回の排気ガス流量[g/sec]と、に対応する燃料添加量[mm3/sec]を算出して、RAMに記憶した後、当該サブ処理を終了して、「減速時DPF再生処理」のサブ処理に戻り、ステップS216の処理に進む。 In step S313, the control device 50 reads from the RAM the current purification rate [%] of the oxidation catalyst 42 obtained in step S311 and the current exhaust gas amount [g/sec] obtained in step S312. Then, using the fuel addition amount map M2 of the oxidation catalyst 42 shown in Figure 9, the control device 50 calculates the fuel addition amount [ mm3 /sec] corresponding to the current purification rate [%] of the oxidation catalyst 42 and the current exhaust gas flow rate [g/sec] and stores them in the RAM, then ends the sub-processing, returns to the sub-processing of "DPF regeneration process during deceleration", and proceeds to the process of step S216.

図4に示すように、ステップS216において、制御装置50は、上記ステップS313で算出した燃料添加量[mm3/sec]をRAMから読み出す。そして、制御装置50は、この燃料添加量[mm3/sec]に図2に示す処理を起動する間隔の時間(例えば10[msec]間隔で起動する場合は10[msec]である)を乗算して算出した燃料添加量[mm3]の燃料を燃料添加弁28を介して排気ガス中に添加(噴射)した後、ステップS217の処理に進む。 As shown in Fig. 4, in step S216, the control device 50 reads out from the RAM the amount of fuel added [ mm3 /sec] calculated in step S313. The control device 50 then multiplies this amount of fuel added [ mm3 /sec] by the interval at which the process shown in Fig. 2 is started (for example, 10 msec if the process is started at 10 msec intervals), calculates the amount of fuel added [mm3], and adds (injects) the calculated amount of fuel added [ mm3 ] into the exhaust gas via the fuel addition valve 28, and then proceeds to the process of step S217.

ステップS217において、制御装置50は、燃料添加弁28を介した排気ガス中への燃料の添加(噴射)を実施中である旨を表す排気燃料添加フラグをEEPROMから読み出し、排気燃料添加フラグを「ON」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。尚、排気燃料添加フラグは、車両の工場出荷時に、「OFF」に設定されてEEPROMに記憶されている。 In step S217, the control device 50 reads from the EEPROM the exhaust fuel addition flag, which indicates that fuel is being added (injected) into the exhaust gas via the fuel addition valve 28, sets the exhaust fuel addition flag to "ON" and stores it in the EEPROM again, then ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and ends the filter regeneration process. Note that the exhaust fuel addition flag is set to "OFF" and stored in the EEPROM when the vehicle is shipped from the factory.

一方、上記ステップS213でDPF43の床温が、粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)するフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)である、つまり、フィルタ活性温度に昇温されていると判定された場合には(S213:YES)、制御装置50は、ステップS218の処理に進む。ステップS218において、制御装置50は、排気燃料添加フラグをEEPROMから読み出し、この排気燃料添加フラグが「ON」に設定されているか否か、つまり、燃料添加弁28を介して排気ガス中に燃料の添加(噴射)を実施中であるか否かを判定する。 On the other hand, if it is determined in step S213 that the bed temperature of the DPF 43 is at the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) at which particulate matter (PM) is oxidized (burned), that is, that the temperature has risen to the filter activation temperature (S213: YES), the control device 50 proceeds to the process of step S218. In step S218, the control device 50 reads the exhaust fuel addition flag from the EEPROM and determines whether the exhaust fuel addition flag is set to "ON" or not, that is, whether fuel is being added (injected) into the exhaust gas via the fuel addition valve 28 or not.

そして、排気燃料添加フラグが「OFF」に設定されていると判定された場合には(S218:NO)、制御装置50は、燃料添加弁28を介した排気ガス中への燃料の添加(噴射)を停止していると判定して、後述のステップS221の処理に進む。一方、排気燃料添加フラグが「ON」に設定されていると判定された場合には(S218:YES)、制御装置50は、燃料添加弁28を介した排気ガス中への燃料の添加(噴射)を実施中であると判定して、ステップS219の処理に進む。 If it is determined that the exhaust fuel addition flag is set to "OFF" (S218: NO), the control device 50 determines that the addition (injection) of fuel into the exhaust gas via the fuel addition valve 28 has stopped, and proceeds to the processing of step S221 described below. On the other hand, if it is determined that the exhaust fuel addition flag is set to "ON" (S218: YES), the control device 50 determines that the addition (injection) of fuel into the exhaust gas via the fuel addition valve 28 is being performed, and proceeds to the processing of step S219.

ステップS219において、制御装置50は、燃料添加弁28を介した排気ガス中への燃料の添加(噴射)を停止した後、ステップS220の処理に進む。ステップS220において、制御装置50は、排気燃料添加フラグをEEPROMから読み出し、「OFF」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、ステップS221の処理に進む。ステップS221において、制御装置50は、「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理(図7参照)を実行した後、ステップS222の処理に進む。「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理は、PDF43の床温をフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)に維持するように、吸気スロットル弁32の開度を設定する処理である。 In step S219, the control device 50 stops the addition (injection) of fuel into the exhaust gas via the fuel addition valve 28, and then proceeds to the process of step S220. In step S220, the control device 50 reads the exhaust fuel addition flag from the EEPROM, sets it to "OFF", stores it in the EEPROM again, and then proceeds to the process of step S221. In step S221, the control device 50 executes the sub-processing of "intake throttle valve adjustment processing" (see FIG. 7), and then proceeds to the process of step S222. The sub-processing of "intake throttle valve adjustment processing" is a process for setting the opening degree of the intake throttle valve 32 so as to maintain the bed temperature of the PDF 43 at the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C).

[吸気スロットル弁調整処理]
ここで、「吸気スロットル弁調整処理」のサブ処理について図7に基づいて説明する。図7に示すように、先ず、ステップS411において、制御装置50は、上記ステップS213で取得したDPF43の床温をRAMから読み出し、DPF43の床温が、フィル活性温度の上限温度(例えば、695℃~700℃)に達したか否かを判定する。尚、フィル活性温度の上限温度(例えば、695℃~700℃)は、実験により取得されて、予めEEPROMに記憶されている。
[Intake throttle valve adjustment process]
Here, the sub-processing of the "intake throttle valve adjustment process" will be described with reference to Fig. 7. As shown in Fig. 7, first, in step S411, the control device 50 reads out the bed temperature of the DPF 43 acquired in step S213 from the RAM, and determines whether the bed temperature of the DPF 43 has reached the upper limit temperature of the filter activation temperature (e.g., 695°C to 700°C). The upper limit temperature of the filter activation temperature (e.g., 695°C to 700°C) is acquired by experiment and stored in advance in the EEPROM.

そして、DPF43の床温が、フィルタ活性温度の上限温度(例えば、695℃~700℃)に達していないと判定された場合には(S411:NO)、制御装置50は、ステップS412の処理に進む。ステップS412において、制御装置50は、吸気スロットル弁32の開度を減少させて、例えば、吸気スロットル弁32を閉じて、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化(燃焼)を維持するために必要な吸気空気量のみ流れるように設定した後、当該サブ処理を終了して、「減速時DPF再生処理」のサブ処理に戻り、ステップS222の処理に進む。 If it is determined that the bed temperature of the DPF 43 has not reached the upper limit temperature of the filter activation temperature (e.g., 695°C to 700°C) (S411: NO), the control device 50 proceeds to the process of step S412. In step S412, the control device 50 reduces the opening of the intake throttle valve 32, for example, closes the intake throttle valve 32, and sets the flow rate to only the amount of intake air necessary to maintain the oxidation (combustion) of particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43, and then ends the sub-processing, returns to the sub-processing of "DPF regeneration process during deceleration", and proceeds to the process of step S222.

これにより、制御装置50は、DPF43の床温の低下を抑制しつつ、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化(燃焼)による自己発熱により、DPF43の床温をフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)に維持するように制御することができる。その結果、DPF43の温度低下を抑制して、DPF43の床温をフィルタ活性温度に維持することができ、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化焼却を継続させることができる。 The control device 50 can thus control the bed temperature of the DPF 43 to be maintained at the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) by self-heating due to oxidation (combustion) of particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43, while suppressing a decrease in the bed temperature of the DPF 43. As a result, the bed temperature of the DPF 43 can be maintained at the filter activation temperature by suppressing a decrease in the temperature of the DPF 43, and the oxidation incineration of the particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43 can be continued.

一方、DPF43の床温が、フィルタ活性温度の上限温度(例えば、695℃~700℃)に達したと判定された場合には(S411:YES)、制御装置50は、ステップS413の処理に進む。ステップS413において、制御装置50は、吸気スロットル弁32の開度を増加させて、吸気流量を増加させた後、当該サブ処理を終了して、「減速時DPF再生処理」のサブ処理に戻り、ステップS222の処理に進む。 On the other hand, if it is determined that the bed temperature of the DPF 43 has reached the upper limit temperature of the filter activation temperature (e.g., 695°C to 700°C) (S411: YES), the control device 50 proceeds to processing in step S413. In step S413, the control device 50 increases the opening of the intake throttle valve 32 to increase the intake flow rate, and then ends the sub-processing, returns to the sub-processing of "DPF regeneration processing during deceleration," and proceeds to processing in step S222.

これにより、制御装置50は、DPF43を流れる排気ガス流量を増加させて、DPF43の床温をフィルタ活性温度の上限温度(例えば、695℃~700℃)よりも低いフィルタ活性温度に維持することができる。その結果、制御装置50は、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化焼却を継続させることができると共に、DPF43の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。 By this, the control device 50 can increase the exhaust gas flow rate through the DPF 43 and maintain the bed temperature of the DPF 43 at a filter activation temperature that is lower than the upper limit temperature of the filter activation temperature (e.g., 695°C to 700°C). As a result, the control device 50 can continue the oxidative incineration of particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43, and can suppress deterioration of the DPF 43 and extend its life.

図4に示すように、ステップS222において、制御装置50は、各排気温度検出装置36B、36Cからの検出信号に基づいて、DPF43の上流側の排気ガス温度T2と下流側の排気ガス温度T3とを検出して、RAMに記憶する。そして、制御装置50は、各排気ガス温度T2、T3とDPF43の床温とを対応づけた不図示の温度マップMP1に基づいてDPF43の床温TP1を算出して、RAMに記憶した後、ステップS223の処理に進む。 As shown in FIG. 4, in step S222, the control device 50 detects the exhaust gas temperature T2 upstream of the DPF 43 and the exhaust gas temperature T3 downstream of the DPF 43 based on the detection signals from the exhaust temperature detection devices 36B and 36C, and stores them in RAM. The control device 50 then calculates the bed temperature TP1 of the DPF 43 based on a temperature map MP1 (not shown) that associates the exhaust gas temperatures T2 and T3 with the bed temperature of the DPF 43, stores it in RAM, and then proceeds to the processing of step S223.

ステップS223において、制御装置50は、図10に示すDPF43の床温と粒子状物質(PM)の燃焼速度(以下、「PM燃焼速度」という。)との関係を対応づけたPM燃焼速度マップM3を用いて、上記ステップS222で算出したDPF43の床温TP1に対応するPM燃焼速度を算出して、RAMに記憶した後、ステップS224の処理に進む。尚、PM燃焼速度マップM3は、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により予め取得され、マップや数式によりEEPROMに予め記憶されている。 In step S223, the control device 50 calculates the PM combustion speed corresponding to the bed temperature TP1 of the DPF 43 calculated in step S222 using a PM combustion speed map M3 shown in FIG. 10, which corresponds to the relationship between the bed temperature of the DPF 43 and the combustion speed of particulate matter (PM) (hereinafter referred to as "PM combustion speed"). After storing the PM combustion speed in RAM, the control device 50 proceeds to the processing of step S224. The PM combustion speed map M3 is previously obtained by CAE (Computer Aided Engineering) analysis or experiment, and is previously stored in the EEPROM as a map or a formula.

ステップS224において、PM燃焼速度は、DPF43内において、単位体積当たりの、且つ、単位時間当たりの粒子状物質(PM)の燃焼量であることから、制御装置50は、DPF43の床温TP1に対応するPM燃焼速度をRAMから読み出すと共に、EEPROMからDPF43の体積を読み出す。そして、制御装置50は、PM燃焼速度にDPF43の体積を乗算した値に、図2に示す処理を起動する間隔の時間(例えば10[msec]間隔で起動する場合は10[msec]である)を乗算して、DPF43内で燃焼される粒子状物質(PM)の燃焼量を算出して、RAMに記憶する。 In step S224, since the PM combustion rate is the amount of particulate matter (PM) burned per unit volume and per unit time in the DPF 43, the control device 50 reads the PM combustion rate corresponding to the bed temperature TP1 of the DPF 43 from the RAM and reads the volume of the DPF 43 from the EEPROM. The control device 50 then multiplies the PM combustion rate by the volume of the DPF 43 by the interval at which the process shown in FIG. 2 is started (for example, 10 msec when started at 10 msec intervals) to calculate the amount of particulate matter (PM) burned in the DPF 43 and stores the result in the RAM.

続いて、制御装置50は、DPF43に堆積したPM堆積量P1をEEPROMから読み出す。そして、制御装置50は、このPM堆積量P1からDPF43内で燃焼される粒子状物質(PM)の燃焼量を減算して、再度EEPROMに記憶した後、ステップS225の処理に進む。 Next, the control device 50 reads out the amount of PM accumulated in the DPF 43, P1, from the EEPROM. The control device 50 then subtracts the amount of particulate matter (PM) burned in the DPF 43 from this amount of PM accumulated, P1, stores the amount in the EEPROM again, and then proceeds to the process of step S225.

図5に示すように、ステップS225において、制御装置50は、DPF43に堆積したPM堆積量P1をEEPROMから読み出し、このPM堆積量P1が「再生終了閾値C2」以下になったか否かを判定する。つまり、制御装置50は、DPF43内の粒子状物質(PM)のほぼ全量が酸化焼却(燃焼焼却)されたか否かを判定する。尚、再生終了閾値C2は、CAE(Computer Aided Engineering)解析、又は、実験により取得されて、予めEEPROMに記憶されている。 As shown in FIG. 5, in step S225, the control device 50 reads the amount P1 of PM accumulated in the DPF 43 from the EEPROM and determines whether this amount P1 of PM accumulation is equal to or less than the "regeneration end threshold C2". In other words, the control device 50 determines whether almost all of the particulate matter (PM) in the DPF 43 has been oxidized and incinerated (combusted). The regeneration end threshold C2 is obtained by CAE (Computer Aided Engineering) analysis or experimentation and is stored in advance in the EEPROM.

そして、PM堆積量P1が再生終了閾値C2よりも大きいと判定された場合には(S225:NO)、制御装置50は、DPF43内の粒子状物質(PM)のほぼ全量が酸化焼却(燃焼焼却)されていないと判定して、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。 If it is determined that the PM accumulation amount P1 is greater than the regeneration end threshold C2 (S225: NO), the control device 50 determines that almost all of the particulate matter (PM) in the DPF 43 has not been oxidized and incinerated (combusted), ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and ends the filter regeneration process.

一方、PM堆積量P1が再生終了閾値C2以下であると判定された場合には(S225:YES)、制御装置50は、DPF43内の粒子状物質(PM)のほぼ全量が酸化焼却(燃焼焼却)されたと判定して、ステップS226の処理に進む。ステップS226において、制御装置50は、吸気スロットル弁32を開いて吸気流量を増加させ、DPF43の床温をフィルタ活性温度よりも低くなるように設定した後、ステップS227の処理に進む。 On the other hand, if it is determined that the PM accumulation amount P1 is equal to or less than the regeneration end threshold C2 (S225: YES), the control device 50 determines that almost all of the particulate matter (PM) in the DPF 43 has been oxidized and incinerated (combusted), and proceeds to the process of step S226. In step S226, the control device 50 opens the intake throttle valve 32 to increase the intake flow rate, sets the bed temperature of the DPF 43 to be lower than the filter activation temperature, and then proceeds to the process of step S227.

つまり、制御装置50は、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化(燃焼)が停止するように設定した後、ステップS227の処理に進む。ステップS227において、制御装置50は、減速時DPF再生フラグをEEPROMから読み出し、この減速時DPF再生フラグを「OFF」に設定して、再度EEPROMに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了する。 That is, the control device 50 sets the oxidation (combustion) of particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43 to stop, and then proceeds to the process of step S227. In step S227, the control device 50 reads the deceleration DPF regeneration flag from the EEPROM, sets this deceleration DPF regeneration flag to "OFF", stores it again in the EEPROM, and then ends the sub-processing, returns to the main flowchart, and ends the filter regeneration process.

ここで、DPF43に捕集された粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)させて除去するフィルタ再生処理(図2参照)が制御装置50によって実行された際の、内燃機関10の運転状態とDPF43の再生状態の一例を図11に基づいて説明する。図11に示すように、時間TM1において、DPF43に堆積したPM堆積量が再生開始閾値C1以上になった場合には、減速時DPF再生フラグが「ON」に設定される(S117~S119)。 Here, an example of the operating state of the internal combustion engine 10 and the regeneration state of the DPF 43 when the control device 50 executes a filter regeneration process (see FIG. 2) that removes particulate matter (PM) trapped in the DPF 43 by oxidizing (burning) it will be described with reference to FIG. 11. As shown in FIG. 11, if the amount of PM accumulated in the DPF 43 becomes equal to or greater than the regeneration start threshold C1 at time TM1, the deceleration DPF regeneration flag is set to "ON" (S117 to S119).

そして、時間TM2において、アクセル開度が「0」になって、燃料噴射量が「0」になり、且つ、車速が車速閾値V1(例えば、2km/h)以上であるため、無負荷減速運転中となり、減速フラグが「ON」に設定される(S212:YES)。また、DPF43の床温がフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)よりも低い温度で、酸化触媒の床温が触媒活性温度(例えば、150℃~180℃以上の温度)であるため、制御装置50は、燃料を燃料添加弁28を介して排気ガス中に添加(噴射)し、排気燃料添加フラグを「ON」に設定して、EEPROMに記憶する(S213:NO~S217)。 Then, at time TM2, the accelerator opening becomes "0", the fuel injection amount becomes "0", and the vehicle speed is equal to or greater than the vehicle speed threshold V1 (e.g., 2 km/h), so the vehicle is in unloaded deceleration operation and the deceleration flag is set to "ON" (S212: YES). Also, because the bed temperature of the DPF 43 is lower than the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) and the bed temperature of the oxidation catalyst is equal to or greater than the catalyst activation temperature (e.g., 150°C to 180°C), the control device 50 adds (injects) fuel into the exhaust gas via the fuel addition valve 28, sets the exhaust fuel addition flag to "ON", and stores this in the EEPROM (S213: NO to S217).

その後、時間TM3において、制御装置50は、DPF43の床温がフィルタ活性温度(例えば、500℃)に達したため、燃料添加弁28を介した排気ガス中への燃料の添加(噴射)を停止した後、排気燃料添加フラグを「OFF」に設定して、EEPROMに記憶する(S213:YES~S220)。また、制御装置50は、吸気スロットル弁32の開度を閉じるため、DPF43に流入する排気ガス流量がほぼ「0」になり、粒子状物質(PM)の酸化(燃焼)が継続されて、DPF43の床温が、自己発熱によりフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)に維持される(S221)。 After that, at time TM3, the control device 50 stops adding (injecting) fuel into the exhaust gas via the fuel addition valve 28 because the bed temperature of the DPF 43 has reached the filter activation temperature (e.g., 500°C), and then sets the exhaust fuel addition flag to "OFF" and stores it in the EEPROM (S213: YES to S220). In addition, the control device 50 closes the opening of the intake throttle valve 32, so that the exhaust gas flow rate into the DPF 43 becomes almost "0", and oxidation (combustion) of particulate matter (PM) continues, and the bed temperature of the DPF 43 is maintained at the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) by self-heating (S221).

そして、時間TM4において、DPF43に堆積したPM堆積量P1が「再生終了閾値C2」以下になり、つまり、DPF43内の粒子状物質(PM)のほぼ全量が酸化焼却(燃焼焼却)される。その結果、制御装置50は、吸気スロットル弁32を開いて吸気流量を増加させて、DPF43の床温をフィルタ活性温度よりも低くなるように設定した後、減速時DPF再生フラグを「OFF」に設定してEEPROMに記憶する(S225:YES~S227)。その後、車速がほぼ「0」になると、制御装置50は、減速フラグを「OFF」に設定して、RAMに記憶する。 Then, at time TM4, the amount of PM accumulated in the DPF 43, P1, becomes equal to or less than the "regeneration end threshold C2", meaning that almost all of the particulate matter (PM) in the DPF 43 is oxidized and incinerated (combusted). As a result, the control device 50 opens the intake throttle valve 32 to increase the intake flow rate, sets the bed temperature of the DPF 43 lower than the filter activation temperature, and then sets the deceleration DPF regeneration flag to "OFF" and stores it in the EEPROM (S225: YES to S227). Thereafter, when the vehicle speed becomes approximately "0", the control device 50 sets the deceleration flag to "OFF" and stores it in the RAM.

ここで、燃料添加弁28は、燃料添加装置の一例として機能する。制御装置50は、堆積量取得装置、燃料添加制御装置、フィルタ床温判定装置、上限温度判定装置、触媒床温判定装置、アイドル運転判定装置の一例として機能する。制御装置50と、各排気温度検出装置36B、36Cとは、フィルタ床温取得装置の一例を構成する。制御装置50と、各排気温度検出装置36A、36Bとは、酸化触媒床温取得装置の一例を構成する。 Here, the fuel addition valve 28 functions as an example of a fuel addition device. The control device 50 functions as an example of a deposition amount acquisition device, a fuel addition control device, a filter bed temperature determination device, an upper limit temperature determination device, a catalyst bed temperature determination device, and an idle operation determination device. The control device 50 and each of the exhaust temperature detection devices 36B, 36C constitute an example of a filter bed temperature acquisition device. The control device 50 and each of the exhaust temperature detection devices 36A, 36B constitute an example of an oxidation catalyst bed temperature acquisition device.

以上詳細に説明した通り、本実施形態に係る排気ガス浄化装置1では、制御装置50は、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の堆積量が再生開始閾値C1(堆積量閾値)以上になった場合には、内燃機関10が無負荷減速運転中に、燃料添加弁28を介して酸化触媒42に流入する排気ガス中に燃料を添加して、DPF43の床温を昇温させる。そして、DPF43の床温が、粒子状物質(PM)を酸化(燃焼)するフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)に達した場合には、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加が停止される。 As described above in detail, in the exhaust gas purification device 1 according to this embodiment, when the amount of particulate matter (PM) deposited in the DPF 43 becomes equal to or greater than the regeneration start threshold C1 (deposition amount threshold), the control device 50 adds fuel to the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst 42 via the fuel addition valve 28 during unloaded deceleration operation of the internal combustion engine 10 to raise the bed temperature of the DPF 43. Then, when the bed temperature of the DPF 43 reaches the filter activation temperature (e.g., 500°C to 700°C) at which the particulate matter (PM) is oxidized (burned), the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition valve 28 is stopped.

これにより、内燃機関10が無負荷減速運転中の運転条件下で、DPF43の床温がフィルタ活性温度に達した場合には、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化が開始される。そのため、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加を停止しても、粒子状物質(PM)の酸化反応熱量による自己発熱によって、堆積した粒子状物質(PM)の酸化焼却(燃焼焼却)が継続され、DPF43の捕集機能を再生することができる。また、DPF43の床温がフィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)に達した場合は、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。 As a result, when the bed temperature of the DPF 43 reaches the filter activation temperature under the operating conditions during no-load deceleration operation of the internal combustion engine 10, oxidation of the particulate matter (PM) deposited in the DPF 43 begins. Therefore, even if the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition valve 28 is stopped, the oxidation and incineration (combustion and incineration) of the deposited particulate matter (PM) continues due to self-heating caused by the heat of oxidation reaction of the particulate matter (PM), and the collection function of the DPF 43 can be restored. In addition, when the bed temperature of the DPF 43 reaches the filter activation temperature (for example, 500°C to 700°C), the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition valve 28 is stopped, so that fuel efficiency can be improved compared to the conventional method.

また、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、吸気スロットル弁32の開度が減少される(例えば、吸気スロットル弁32が閉じられる)ため、吸気の流量が減少して、DPF43に流入する排気ガスの流量を減少させることができる。その結果、制御装置50は、DPF43の温度低下を抑制して、DPF43の床温をフィルタ活性温度に維持することができ、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化焼却(燃焼焼却)を継続させることができる。 In addition, when the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition valve 28 is stopped, the opening of the intake throttle valve 32 is reduced (for example, the intake throttle valve 32 is closed), so the intake flow rate is reduced and the flow rate of the exhaust gas flowing into the DPF 43 can be reduced. As a result, the control device 50 can suppress a decrease in the temperature of the DPF 43 and maintain the bed temperature of the DPF 43 at the filter activation temperature, and can continue the oxidation incineration (combustion incineration) of particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43.

また、DPF43の床温がフィルタ活性温度の上限温度(例えば、700℃)に達した場合には、吸気スロットル弁32の開度を増加させて、DPF43の床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度(例えば、500℃~695℃)に維持するように制御される。これにより、制御装置50は、DPF43に堆積した粒子状物質(PM)の酸化焼却を継続させることができると共に、DPF43の床温を上限温度よりも低いフィルタ活性温度に維持することができ、DPF43の劣化を抑制し、長寿命化を図ることができる。 In addition, when the bed temperature of the DPF 43 reaches the upper limit of the filter activation temperature (e.g., 700°C), the opening of the intake throttle valve 32 is increased to control the bed temperature of the DPF 43 to be maintained at a filter activation temperature (e.g., 500°C to 695°C) lower than the upper limit. This allows the control device 50 to continue the oxidation and incineration of particulate matter (PM) accumulated in the DPF 43, and to maintain the bed temperature of the DPF 43 at a filter activation temperature lower than the upper limit, thereby suppressing deterioration of the DPF 43 and extending its life.

また、制御装置50は、酸化触媒42の床温が、排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度(例えば、150℃~180℃)よりも低い温度であると判定された場合には、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加を行わない。これにより、酸化触媒42で酸化(燃焼)されない未燃燃料(特にHC成分)を含む排気ガスを大気中に排出することを防止することができる。 In addition, when the control device 50 determines that the bed temperature of the oxidation catalyst 42 is lower than the catalyst activation temperature (e.g., 150°C to 180°C) at which unburned fuel in the exhaust gas is oxidized, the control device 50 does not add fuel to the exhaust gas through the fuel addition valve 28. This makes it possible to prevent exhaust gas containing unburned fuel (especially HC components) that is not oxidized (burned) by the oxidation catalyst 42 from being discharged into the atmosphere.

尚、前記実施形態の説明に用いた数値は一例であり、この数値に限定されるものではない。また、以上(≧)、以下(≦)、より大きい(>)、未満(<)等は、等号を含んでも含まなくてもよい。 The numerical values used in the description of the above embodiment are merely examples and are not limited to these numerical values. Furthermore, terms such as greater than or equal to (≧), less than or equal to (≦), greater than (>), less than (<), etc. may or may not include an equal sign.

本発明の排気ガス浄化装置は、前記実施形態で説明した構成、構造、外観、形状、処理手順等に限定されることはなく、本発明の要旨を変更しない範囲内で種々の変更、改良、追加、削除が可能である。尚、以下の説明において上記図1~図11の前記実施形態に係る内燃機関10等と同一符号は、前記実施形態に係る内燃機関10等と同一あるいは相当部分を示すものである。 The exhaust gas purification device of the present invention is not limited to the configuration, structure, appearance, shape, processing procedure, etc. described in the above embodiment, and various modifications, improvements, additions, and deletions are possible without changing the gist of the present invention. In the following description, the same reference numerals as those of the internal combustion engine 10, etc., according to the above embodiment in Figures 1 to 11 indicate the same or equivalent parts as those of the internal combustion engine 10, etc., according to the above embodiment.

[他の第1実施形態]
(A)例えば、図12に示すように、他の第1実施形態に係る制御装置50は、「減速時DPF再生処理」のサブ処理のステップS212において、内燃機関10が無負荷減速運転中であると判定された場合には(S212:YES)、制御装置50は、ステップS213の処理に進む。一方、内燃機関10が無負荷減速運転中でないと判定された場合には(S212:NO)、制御装置50は、ステップS311の処理に進むようにしてもよい。
[Another First Embodiment]
(A) For example, as shown in Fig. 12, in the control device 50 according to another first embodiment, when it is determined in step S212 of the sub-processing of the "DPF regeneration process during deceleration" that the internal combustion engine 10 is in no-load deceleration operation (S212: YES), the control device 50 proceeds to the process of step S213. On the other hand, when it is determined that the internal combustion engine 10 is not in no-load deceleration operation (S212: NO), the control device 50 may proceed to the process of step S311.

ステップS311において、制御装置50は、内燃機関10がアイドル運転中であるか否かを判定するようにしてもよい。具体的には、制御装置50は、アクセル開度検出装置33から入力された検出信号に基づいてアクセル開度を検出して、RAMに記憶する。また、制御装置50は、車速検出装置37から入力された検出信号に基づいて車速を検出して、RAMに記憶する。また、制御装置50は、回転検出装置34から入力された検出信号に基づいてエンジン回転数を検出してRAMに記憶する。 In step S311, the control device 50 may determine whether the internal combustion engine 10 is idling. Specifically, the control device 50 detects the accelerator opening based on the detection signal input from the accelerator opening detection device 33 and stores it in the RAM. The control device 50 also detects the vehicle speed based on the detection signal input from the vehicle speed detection device 37 and stores it in the RAM. The control device 50 also detects the engine speed based on the detection signal input from the rotation detection device 34 and stores it in the RAM.

続いて、制御装置50は、アクセル開度と車速とエンジン回転数とをRAMから読み出し、アクセル開度が「0」であり、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでおらず、且つ、車速が車速閾値V1(例えば、2km/h)よりも遅く、且つ、エンジン回転数が回転数閾値N1(例えば、800rpm)以下であるか否かを判定する。尚、車速閾値V1(例えば、2km/h)と回転数閾値N1(例えば、800rpm)は、予めEEPROMに記憶されている。 Next, the control device 50 reads the accelerator opening, vehicle speed, and engine speed from the RAM, and determines whether the accelerator opening is "0", that is, the driver is not stepping on the accelerator pedal, the vehicle speed is slower than the vehicle speed threshold V1 (e.g., 2 km/h), and the engine speed is equal to or lower than the engine speed threshold N1 (e.g., 800 rpm). The vehicle speed threshold V1 (e.g., 2 km/h) and engine speed threshold N1 (e.g., 800 rpm) are stored in advance in the EEPROM.

そして、内燃機関10がアイドル運転中でないと判定された場合には(S311:NO)、制御装置50は、減速フラグをRAMから読み出し、「OFF」に設定して再度RAMに記憶した後、当該サブ処理を終了してメインフローチャートに戻り、フィルタ再生処理を終了するようにしてもよい。具体的には、アクセル開度が「0」でなく、エンジン回転数が回転数閾値N1よりも高い回転数である、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んで発進寸前の場合には、制御装置50は、内燃機関10のアイドル運転は終了したと判定する(S311:NO)。また、アクセル開度が「0」でない、つまり、運転者がアクセルペダルを踏んでいる場合は、制御装置50は、内燃機関10は通常運転中であると判定する(S311:NO)。 If it is determined that the internal combustion engine 10 is not idling (S311: NO), the control device 50 may read the deceleration flag from the RAM, set it to "OFF", store it again in the RAM, and then end the sub-processing, return to the main flowchart, and end the filter regeneration process. Specifically, if the accelerator opening is not "0" and the engine speed is higher than the engine speed threshold N1, that is, the driver is about to depress the accelerator pedal and start moving, the control device 50 determines that the idling operation of the internal combustion engine 10 has ended (S311: NO). Also, if the accelerator opening is not "0", that is, the driver is depressing the accelerator pedal, the control device 50 determines that the internal combustion engine 10 is in normal operation (S311: NO).

一方、内燃機関10がアイドル運転中であると判定された場合には(S311:YES)、制御装置50は、減速フラグをRAMから読み出し、「ON」に設定して再度RAMに記憶した後、ステップS213の処理に進むようにしてもよい。具体的には、アクセル開度が「0」であり、且つ、車速が車速閾値V1(例えば、2km/h)よりも遅く、且つ、エンジン回転数が回転数閾値N1(例えば、800rpm)以下である場合には、制御装置50は、内燃機関10がアイドル運転中であると判定する(S311:YES)。尚、減速フラグは、制御装置50の起動時に、「OFF」に設定されてRAMに記憶される。 On the other hand, if it is determined that the internal combustion engine 10 is idling (S311: YES), the control device 50 may read the deceleration flag from the RAM, set it to "ON", store it again in the RAM, and then proceed to the processing of step S213. Specifically, if the accelerator opening is "0", the vehicle speed is slower than the vehicle speed threshold V1 (e.g., 2 km/h), and the engine speed is equal to or lower than the engine speed threshold N1 (e.g., 800 rpm), the control device 50 determines that the internal combustion engine 10 is idling (S311: YES). The deceleration flag is set to "OFF" and stored in the RAM when the control device 50 is started.

以上説明した通り、他の第1実施形態に係る制御装置50は、内燃機関10が無負荷減速運転からアイドル運転に移行した場合には、吸気スロットル弁32の開度を減少させて(例えば、吸気スロットル弁32を閉じて)、DPF43の床温が、フィルタ活性温度(例えば、500℃~700℃)に維持される。これにより、内燃機関10の無負荷減速運転の運転下で開始された、DPF43に堆積された粒子状物質(PM)の酸化焼却(燃焼焼却)を、アイドル運転に移行しても継続させることができ、DPF43の捕集機能を再生することができる。また、DPF43の床温がフィルタ活性温度に達した場合は、アイドル運転中も、燃料添加弁28による排気ガス中への燃料の添加が停止されるため、燃費を従来よりも改善することができる。 As described above, in the control device 50 according to the first embodiment, when the internal combustion engine 10 transitions from unloaded deceleration operation to idle operation, the opening of the intake throttle valve 32 is reduced (for example, the intake throttle valve 32 is closed) to maintain the bed temperature of the DPF 43 at the filter activation temperature (for example, 500°C to 700°C). This allows the oxidation and incineration (combustion and incineration) of particulate matter (PM) deposited in the DPF 43, which was started during unloaded deceleration operation of the internal combustion engine 10, to continue even when the engine transitions to idle operation, and the collection function of the DPF 43 can be regenerated. In addition, when the bed temperature of the DPF 43 reaches the filter activation temperature, the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition valve 28 is stopped even during idle operation, thereby improving fuel efficiency more than before.

(B)例えば、前記実施形態では、上記ステップS216の処理において、制御装置50は、燃料添加弁28を介して、排気ガス中に未燃燃料を添加(供給)したが、各インジェクタ14A~14Dを介して、いわゆるポスト噴射によって排気ガス中に未燃燃料を供給するようにしてもよい。 (B) For example, in the above embodiment, in the processing of step S216, the control device 50 adds (supplies) unburned fuel to the exhaust gas via the fuel addition valve 28, but it is also possible to supply unburned fuel to the exhaust gas by so-called post-injection via each injector 14A-14D.

1 排気ガス浄化装置
10 内燃機関
11 吸気通路
12 排気通路(排気ガス通路)
28 燃料添加弁
31 吸気流量検出装置
32 吸気スロットル弁
33 アクセル開度検出装置
34 回転検出装置
35 差圧センサ
36A~36C 排気温度検出装置
37 車速検出装置
41 排気ガス浄化ユニット
42 酸化触媒(DOC)
43 粒子状物質除去フィルタ(DPF)
50 制御装置
1 exhaust gas purification device 10 internal combustion engine 11 intake passage 12 exhaust passage (exhaust gas passage)
28 Fuel addition valve 31 Intake flow rate detection device 32 Intake throttle valve 33 Accelerator opening detection device 34 Revolution detection device 35 Differential pressure sensor 36A to 36C Exhaust temperature detection device 37 Vehicle speed detection device 41 Exhaust gas purification unit 42 Oxidation catalyst (DOC)
43 Particulate matter removal filter (DPF)
50 Control device

Claims (3)

内燃機関の排気ガス通路に配置されて、排気ガス中の未燃燃料を酸化する酸化触媒と、
前記酸化触媒の下流側に配置されて、排気ガス中の粒子状物質を捕集する粒子状物質除去フィルタと、
前記酸化触媒に流入する排気ガス中に燃料を添加する燃料添加装置と、
前記粒子状物質除去フィルタに捕集された前記粒子状物質の堆積量を取得する堆積量取得装置と、
前記粒子状物質除去フィルタの床温を取得するフィルタ床温取得装置と、
前記堆積量取得装置を介して取得した前記粒子状物質の堆積量が所定堆積量閾値以上になった場合には、前記内燃機関が無負荷減速運転中に、前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料を添加するように制御して前記粒子状物質除去フィルタに捕集されている前記粒子状物質を酸化焼却する減速時DPF再生処理を開始し、前記無負荷減速運転中に前記堆積量が再生終了閾値以下となるまで前記減速時DPF再生処理を実行する燃料添加制御装置と、
前記燃料添加装置を介して前記排気ガス中に燃料が添加された後、前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したか否かを判定するフィルタ床温判定装置と、
を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時DPF再生処理の実行中において、
前記フィルタ床温判定装置を介して、前記粒子状物質除去フィルタの床温が前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達していないと判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を実行するように制御し、
前記フィルタ床温判定装置を介して、前記粒子状物質除去フィルタの床温が前記粒子状物質を酸化するフィルタ活性温度に達したと判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止するように制御し、
前記内燃機関の吸気通路に配置されて、吸気の流量を調整する吸気スロットル弁を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時DPF再生処理の実行中において、
前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加を停止した場合には、前記吸気スロットル弁の開度を減少させて排気ガスの流量を減少させることで、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御し、
前記内燃機関はディーゼルエンジンであり、
前記内燃機関が前記無負荷減速運転からアイドル運転に移行したか否かを判定するアイドル運転判定装置を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記無負荷減速運転中に前記減速時DPF再生処理を開始した後、
前記アイドル運転判定装置を介して、前記内燃機関が前記無負荷減速運転から前記アイドル運転に移行したと判定された場合には、前記無負荷減速運転中に開始した前記減速時DPF再生処理を中止することなく継続するとともに前記吸気スロットル弁の開度を減少させて排気ガスの流量を減少させることで、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、
排気ガス浄化装置。
an oxidation catalyst disposed in an exhaust gas passage of the internal combustion engine and configured to oxidize unburned fuel in the exhaust gas;
a particulate matter removal filter disposed downstream of the oxidation catalyst and configured to collect particulate matter in the exhaust gas;
a fuel addition device that adds fuel to the exhaust gas flowing into the oxidation catalyst;
an accumulation amount acquisition device that acquires an accumulation amount of the particulate matter trapped in the particulate matter removal filter;
a filter bed temperature acquisition device for acquiring a bed temperature of the particulate matter removal filter;
a fuel addition control device that, when the deposition amount of the particulate matter acquired via the deposition amount acquisition device becomes equal to or greater than a predetermined deposition amount threshold, starts a deceleration DPF regeneration process for oxidizing and incinerating the particulate matter trapped in the particulate matter removal filter by controlling fuel to be added to the exhaust gas via the fuel addition device during a no-load deceleration operation of the internal combustion engine, and executes the deceleration DPF regeneration process until the deposition amount becomes equal to or less than a regeneration end threshold during the no-load deceleration operation;
a filter bed temperature determination device that determines whether or not the bed temperature of the particulate matter removal filter acquired through the filter bed temperature acquisition device has reached a filter activation temperature at which the particulate matter is oxidized after fuel is added to the exhaust gas through the fuel addition device;
Equipped with
The fuel addition control device, during the execution of the deceleration DPF regeneration process,
when it is determined via the filter bed temperature determination device that the bed temperature of the particulate matter removal filter has not reached a filter activation temperature at which the particulate matter is oxidized, control is performed so that the fuel addition device adds fuel to the exhaust gas;
when it is determined via the filter bed temperature determination device that the bed temperature of the particulate matter removal filter has reached a filter activation temperature at which the particulate matter is oxidized, control is performed so as to stop the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition device;
an intake throttle valve arranged in an intake passage of the internal combustion engine to adjust the flow rate of intake air;
The fuel addition control device, during the execution of the deceleration DPF regeneration process,
when the addition of fuel to the exhaust gas by the fuel addition device is stopped, the opening of the intake throttle valve is decreased to reduce the flow rate of the exhaust gas, thereby controlling the bed temperature of the particulate matter removal filter to be maintained at the filter activation temperature;
the internal combustion engine is a diesel engine,
an idle operation determination device that determines whether the internal combustion engine has transitioned from the no-load deceleration operation to an idle operation,
The fuel addition control device starts the deceleration DPF regeneration process during the no-load deceleration operation, and then
When it is determined via the idle operation determination device that the internal combustion engine has transitioned from the no-load deceleration operation to the idle operation, the deceleration DPF regeneration process that was started during the no-load deceleration operation is continued without being stopped, and the opening of the intake throttle valve is reduced to reduce the flow rate of exhaust gas , thereby controlling the bed temperature of the particulate matter removal filter to be maintained at the filter activation temperature.
Exhaust gas purification device.
請求項1に記載の排気ガス浄化装置において、
前記フィルタ床温取得装置を介して取得した前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したか否かを判定する上限温度判定装置を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時DPF再生処理の実行中において、
前記上限温度判定装置を介して、前記前記粒子状物質除去フィルタの床温が、前記フィルタ活性温度の上限温度に達したと判定された場合には、前記吸気スロットル弁の開度を増加させて、前記粒子状物質除去フィルタの床温を前記上限温度よりも低い前記フィルタ活性温度に維持するように制御する、
排気ガス浄化装置。
The exhaust gas purification device according to claim 1,
an upper limit temperature determination device that determines whether or not the bed temperature of the particulate matter removal filter acquired via the filter bed temperature acquisition device has reached an upper limit temperature of the filter activation temperature;
The fuel addition control device, during the execution of the deceleration DPF regeneration process,
When it is determined via the upper limit temperature determination device that the bed temperature of the particulate matter removal filter has reached the upper limit temperature of the filter activation temperature, the opening degree of the intake throttle valve is increased to control the bed temperature of the particulate matter removal filter to be maintained at the filter activation temperature which is lower than the upper limit temperature.
Exhaust gas purification device.
請求項1または請求項2に記載の排気ガス浄化装置において、
前記酸化触媒の床温を取得する酸化触媒床温取得装置と、
前記酸化触媒床温取得装置を介して取得した前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であるか否かを判定する触媒床温判定装置と、
を備え、
前記燃料添加制御装置は、前記減速時DPF再生処理の実行中において、
前記触媒床温判定装置を介して、前記酸化触媒の床温が、前記排気ガス中の未燃燃料を酸化する触媒活性温度よりも低い温度であると判定された場合には、前記燃料添加装置による前記排気ガス中への燃料の添加をしないように制御する、
排気ガス浄化装置。

The exhaust gas purification device according to claim 1 or 2,
An oxidation catalyst bed temperature acquisition device for acquiring a bed temperature of the oxidation catalyst;
a catalyst bed temperature determination device that determines whether the bed temperature of the oxidation catalyst acquired via the oxidation catalyst bed temperature acquisition device is a temperature lower than a catalyst activation temperature at which unburned fuel in the exhaust gas is oxidized;
Equipped with
The fuel addition control device, during the execution of the deceleration DPF regeneration process,
When it is determined via the catalyst bed temperature determination device that the bed temperature of the oxidation catalyst is lower than a catalyst activation temperature at which unburned fuel in the exhaust gas is oxidized, control is performed so that the fuel addition device does not add fuel to the exhaust gas.
Exhaust gas purification device.

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