KR20160107307A - 내연 기관의 제어 장치 - Google Patents

내연 기관의 제어 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20160107307A
KR20160107307A KR1020167022047A KR20167022047A KR20160107307A KR 20160107307 A KR20160107307 A KR 20160107307A KR 1020167022047 A KR1020167022047 A KR 1020167022047A KR 20167022047 A KR20167022047 A KR 20167022047A KR 20160107307 A KR20160107307 A KR 20160107307A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
temperature
exhaust purification
purification apparatus
control
internal combustion
Prior art date
Application number
KR1020167022047A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101801717B1 (ko
Inventor
이사무 고토
Original Assignee
도요타 지도샤（주）
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 도요타 지도샤（주） filed Critical 도요타 지도샤（주）
Publication of KR20160107307A publication Critical patent/KR20160107307A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101801717B1 publication Critical patent/KR101801717B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
    • F01N13/009—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series
    • F01N13/0093—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more separate purifying devices arranged in series the purifying devices are of the same type
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/025—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust
    • F01N3/0253—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using fuel burner or by adding fuel to exhaust adding fuel to exhaust gases
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/021—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine
    • F02D41/0235—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/027—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus
    • F02D41/029—Introducing corrections for particular conditions exterior to the engine in relation with the state of the exhaust gas treating apparatus to purge or regenerate the exhaust gas treating apparatus the exhaust gas treating apparatus being a particulate filter
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/08—Introducing corrections for particular operating conditions for idling
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/30—Controlling fuel injection
    • F02D41/38—Controlling fuel injection of the high pressure type
    • F02D41/40—Controlling fuel injection of the high pressure type with means for controlling injection timing or duration
    • F02D41/402—Multiple injections
    • F02D41/405—Multiple injections with post injections
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2610/00—Adding substances to exhaust gases
    • F01N2610/03—Adding substances to exhaust gases the substance being hydrocarbons, e.g. engine fuel
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/08—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the engine
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1602—Temperature of exhaust gas apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1612—SOx amount trapped in catalyst
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2900/00—Details of electrical control or of the monitoring of the exhaust gas treating apparatus
    • F01N2900/06—Parameters used for exhaust control or diagnosing
    • F01N2900/16—Parameters used for exhaust control or diagnosing said parameters being related to the exhaust apparatus, e.g. particulate filter or catalyst
    • F01N2900/1631—Heat amount provided to exhaust apparatus
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00—Input parameters for engine control
    • F02D2200/02—Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08—Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0802—Temperature of the exhaust gas treatment apparatus
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Abstract

내연 기관의 제어 장치는 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 전자 제어 유닛은, (a) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 2 온도 범위 내에 있을 때에는, 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치를 제 2 승온 속도로 승온을 실행하고; (b) 상기 재생 제어 중에 상기 배기 정화 장치의 온도가 상기 제 2 온도 범위 내에 있고 또한 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 경우, 승온 억제 제어로서, 아이들 운전 중에서의 상기 배기 정화 장치의 온도를, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 시점에서의 상기 배기 정화 장치의 온도 이하로 제어하도록 구성된다.

Description

내연 기관의 제어 장치{CONTROL APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINE}
본 발명은, 내연 기관의 제어 장치에 관한 것이다.
배기 정화 장치에 연료를 공급하여 퇴적되어 있었던 입자상 물질을 연소시켜 배기 정화 장치를 재생시키는 기술이 알려져 있다. 일본 공개특허 특개2010-229916호(JP2010-229916 A), 일본 공개특허 특개2005-090458호(JP2005-090458 A), 국제공개 제2011/055456호(WO2011/055456), 일본 공개특허 특개평7-247916호(JP07-247916 A), 일본 공개특허 특개2009-002259호(JP2009-002259 A), 일본 공개특허 특개2005-113800호(JP2005-113800 A), 일본 공개특허 특개2000-080914호(JP2000-080914 A), 및 일본 공개특허 특개2008-303835호(JP2008-303835 A)에는, 배기 정화 장치의 재생에 관련된 기술이 개시되어 있다.
배기 정화 장치를 재생할 때에 배기 정화 장치가 어느 정도의 온도에 도달하면, 배기 정화 장치에 퇴적되어 있었던 유황 화합물이 이탈하여 백연이 발생하는 경우가 있다. 특히, 유황 화합물이 이탈하는 배기 정화 장치의 온도역(溫度域)에 있어서 내연 기관이 아이들(idle) 운전 상태가 된 경우, 배기 가스의 유량이 아이들 운전 상태 전과 비교하여 저하되지만 유황 화합물의 이탈량은 감소하지 않고 배기 가스 중의 유황 화합물의 농도가 증대하여, 백연이 발생하기 쉬운 상태가 된다.
본 발명은, 아이들 운전 상태에서의 백연의 발생을 억제하는 내연 기관의 제어 장치를 제공한다.
본 발명의 하나의 태양에 관련된 내연 기관의 제어 장치가 제공된다. 상기 내연 기관은, 내연 기관의 배기 통로에 설치된 배기 정화 장치, 및 상기 배기 정화 장치에 연료를 공급하도록 구성되는 연료 공급 장치를 포함한다. 상기 제어 장치는, 전자 제어 유닛을 포함한다. 상기 전자 제어 유닛은, (a) 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치를 승온시켜 상기 배기 정화 장치에 퇴적된 입자상 물질을 연소시도록, 상기 연료 공급 장치에 의해 연료의 공급을 제어하고; (b) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 1 온도 범위 내에 있을 때에는, 상기 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치를 제 1 승온 속도로 승온을 실행하고; (c) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 2 온도 범위 내에 있을 때에는, 상기 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치를 제 2 승온 속도로 승온을 실행하고 ― 상기 제 2 승온 속도는 상기 제 1 승온 속도보다 느리며, 상기 제 2 온도 범위는 상기 제 1 온도 범위보다 높음 ―; (d) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 3 온도 범위 내에 있을 때에는, 상기 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치의 온도를 상기 제 3 온도 범위 내로 유지하여 상기 입자상 물질을 연소를 실행하고 ― 상기 제 3 온도 범위는 상기 제 2 온도 범위보다 높음 ―; 및 (e) 상기 재생 제어 중에 상기 배기 정화 장치의 온도가 상기 제 2 온도 범위 내에 있고 또한 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 경우, 승온 억제 제어로서, 아이들 운전 중에서의 상기 배기 정화 장치의 온도를, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 시점에서의 상기 배기 정화 장치의 온도 이하로 제어하도록 구성된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 아이들 운전 중에서의 연료 공급량을, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 시점에서의 연료 공급량보다 감소시키도록 구성해도 된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 배기 가스의 온도를 억제하는 배기 가스 온도 억제 제어를 실행하도록 구성해도 된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 배기 정화 장치의 온도가 상기 제 2 온도 범위 내에 있고 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 되며, 또한 차속이 소정값 이상인 경우에는, 상기 승온 억제 제어는 실행하지 않도록 구성해도 된다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에는, 상기 유황 화합물의 퇴적량이 상기 소정값 미만인 경우보다 상기 배기 정화 장치의 온도가 낮도록, 상기 배기 정화 장치의 온도를 제어하도록 구성해도 된다. 상기 유황 화합물의 퇴적량은 상기 배기 정화 장치에 퇴적되는 유황 화합물의 양이다.
상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에는, 상기 유황 화합물의 퇴적량이 상기 소정값 미만인 경우보다 연료 공급량을 적게하도록, 상기 연료 공급 장치의 상기 연료 공급량을 제어하도록 구성해도 된다.
아이들 운전 상태에서의 백연의 발생을 억제하는 내연 기관의 제어 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 예시적인 실시형태의 특징, 이점, 기술적 및 산업적 의의는, 구성 요소들을 의미하는 숫자들이 있는 첨부 도면에 관련하여 이하에 묘사될 것이다.
도 1은, 본 실시예의 엔진 시스템의 설명도이다.
도 2a는, 재생 제어 중의 정화 장치 온도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 2b는, 재생 제어 중의 배기 가스 중의 SO3의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3a는, 승온 억제 제어 중의 정화 장치 온도의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3b는, 승온 억제 제어 중의 배기 가스 중의 SO3의 농도 변화를 나타낸 그래프이다.
도 3c는, 승온 억제 제어 중의 연료 첨가 밸브의 연료 첨가량의 변화를 나타낸 그래프이다.
도 4는, 재생 제어의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는, 완속(緩速) 재생 제어의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 6은, 완속 재생 제어의 일례를 나타낸 플로우 차트이다.
도 7은, 유황 화합물의 이탈 속도와 정화 장치 온도의 관계를 규정한 맵이다.
도 1은, 실시예에 관련된 엔진 시스템(10)의 설명도이다. 디젤 엔진(이하, 엔진이라고 칭한다)(11)은, 흡기 매니폴드(12), 배기 매니폴드(13)를 구비하고 있다. 흡기 매니폴드(12)는, 흡기 통로(14)를 개재하여 터보 차져(turbo charger)(15)의 컴프레서(16)의 출구에 연결되어 있다. 흡기 통로(14)에는, 흡기를 냉각하는 인터 쿨러(IC)가 설치되고, 엔진(11)에의 흡기량을 조정하는 스로틀 밸브(V)가 배치되어 있다. 배기 매니폴드(13)는, 배기 통로(17)를 개재하여 터보 차져(15)의 배기 터빈(18)의 입구에 접속되어 있다. 배기 터빈(18)의 입구에는, 가변 노즐 베인(vane)(18a)이 설치되어 있다. 가변 노즐 베인(18a)의 개도(開度)에 따라, 배기 터빈(18)을 통과하는 배기의 유속을 조정할 수 있다. 배기 터빈(18)의 출구는, 배기 통로(19)에 접속되어 있다. 엔진(11)으로부터의 배기 가스는, 배기 터빈(18)을 통하여 배기 통로(19)로 배출된다. 엔진(11)은, 4개의 기통(C), 4개의 기통(C)의 각각에 직접 연료를 분사하는 4개의 연료 분사 밸브(F)를 구비하고 있지만 이것에 한정되지 않는다. 흡기 통로(14)와 배기 통로(17)의 사이에, EGR(Exhaust Gas Recirculation) 통로(14a)가 접속되어 있다. EGR 통로(14a)에는, EGR 밸브(Va)가 설치되어 있다. 엔진(11)에는 엔진 회전수를 검출하기 위한 크랭크각 센서(CS)가 설치되어 있다.
배기 통로(19)에는, 배기를 정화하는 배기 정화 장치(E)가 설치되어 있다. 배기 정화 장치(E) 내에는, 상류 측으로부터 하류 측의 순서대로, DOC(Disel Oxidation Catalyst)(20), DPF(Disel Particulate Filter)(21)가 설치되어 있다. DOC(20)는, 배기 가스 중에 포함되는 HC, NO, CO를 산화시켜 H2O, CO2, NO2로 변환하는 산화 촉매이다. DPF(21)는, 배기 가스 중에 포함되는 입자상 물질을 포집한다. 배기 정화 장치(E)는, 배기 정화 장치의 일례이다.
배기 터빈(18)과 DOC(20) 사이의 배기 통로(19)에는, 연료 첨가 밸브(24), SOx 센서(25), 온도 센서(26)가 설치되어 있다. SOx 센서(25)는, DOC(20)에 흐르는 배기 가스 중의 유황 농도를 검출한다. 연료 첨가 밸브(24)는, DPF(21)에 퇴적된 입자상 물질을 연소시키기 위한 연료를 배기 가스에 첨가한다. 온도 센서(26)는, DOC(20)에 유입하는 배기 가스의 온도를 검출한다.
DOC(20)와 DPF(21) 사이의 배기 통로(19)에는, 온도 센서(27)가 설치되어 있다. 온도 센서(27)는, DOC(20)를 통과하여 DPF(21)에 유입하는 배기 가스의 온도를 검출한다. DPF(21)보다 하류 측의 배기 통로(19)에는, 온도 센서(28), 공연비(空燃比) 센서(29)가 설치되어 있다. 온도 센서(28)는, DPF(21)를 통과한 배기 가스의 온도를 검출한다. 공연비 센서(29)는, DPF(21)를 통과한 배기 가스의 공연비를 검출한다.
ECU(전자 제어 유닛)(30)는, 엔진 시스템(10)의 전체 제어를 행한다. ECU(30)는, 도시하지 않는 ROM(Read Only Memory), RAM(Random Access Memory), CPU(Central Processing Unit) 등으로 구성되는 컴퓨터이다. ECU(30)는, 스로틀 밸브(V), EGR 밸브(Va)나, 상기 센서 등이 전기적으로 접속되어 있다.
ECU(30)는, 크랭크각 센서(CS)로부터의 출력값에 의거하여, 엔진(11)의 회전수가 아이들 회전수가 되는 아이들 운전 상태인지의 여부를 판정한다. 아이들 회전수는, 엔진(11)이 아이들 운전 상태일 때에 취하는 모든 회전수의 범위를 포함하고, 예를 들면 목표로 하는 회전수 및, 당해 목표로 하는 회전수로 변화하는 도중의 회전수를 포함한다. 또, 아이들 운전 상태에는, 예를 들면 차량의 정지 중뿐만 아니라 저속 주행 시나 감속 시의 상태도 포함한다.
ECU(30)는, SOx 센서(25) 등으로부터의 출력값에 의거하여 연료 중의 유황 농도를 추정하지만 이것에 한정되지 않는다. 연료 탱크에 연료 성상(性狀) 센서를 설치하여 연료 중의 유황 농도를 직접 검출해도 된다. 또, 본 엔진 시스템(10)이 사용되는 지역에서 사용되는 연료 중의 유황 농도를 ECU(30)에 미리 기억시켜 두어도 된다.
ECU(30)는, 온도 센서(26, 27, 28)의 측정값에 의거하여, 배기 정화 장치(E)의 온도를 검출한다. 또한, DOC(20), DPF(21)에 직접 온도 센서를 설치하여 이들의 온도를 검출해도 된다. 온도 센서(26, 27, 28)는, 배기 정화 장치의 온도를 검출하는 검출부의 일례이다. 또한, 엔진(11)의 운전 상태로부터 정화 장치 온도를 추정해도 된다.
ECU(30)는, 엔진(11)의 운전 상태에 의거하여 DPF(21)에 유입하는 입자상 물질의 양을 추정하고, 적산하여 DPF(21)에서의 입자상 물질의 퇴적량을 추정한다. 또한, DPF(21) 측에 입자상 물질을 검출하는 센서를 설치하여 이 센서의 측정값에 의거하여 ECU(30)가 DPF(21)에서의 입자상 물질의 퇴적량을 추정해도 된다.
ECU(30)는, DPF(21)에 퇴적된 입자상 물질을 연소시켜 DPF(21)를 재생하는 재생 제어를 실행한다. 재생 제어에서는, ECU(30)는 연료 첨가 밸브(24)로부터의 연료 첨가량을 제어하여, 소정의 승온 속도로 정화 장치 온도를 승온시켜 입자상 물질을 연소시킨다. 연료 첨가 밸브(24)는, 연료를 배기 정화 장치(E)에 공급하는 연료 공급 장치의 일례이다. 또한, 배기 정화 장치(E)에 연료를 공급하여 승온시켜 입자상 물질을 연소시키는 방법은 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 연료 분사 밸브(F)의 메인 분사의 후에 포스트 분사를 행함으로써, 미연(未燃) 연료를 배기 정화 장치(E)에 공급하여 DPF(21)에 퇴적된 입자상 물질을 연소해도 된다. 이 경우, 연료 분사 밸브(F)는 연료 공급 장치의 일례이다.
상세하게는 후술하지만 재생 제어에 관해, ECU(30)는 통상 재생 제어와 완속 재생 제어를 택일적으로 실행 가능하다. 통상 재생 제어는, 연비의 악화의 억제를 우선하여 단기간에 정화 장치 온도를 승온시켜 입자상 물질을 연소시키는 제어이다. 완속 재생 제어는, 백연의 발생의 억제를 우선하여 정화 장치 온도를 느리게 승온시키고 나서 입자상 물질을 연소시키는 제어이다.
다음으로, 재생 제어 중에 백연이 발생하는 경우에 대하여 설명한다. 도 2a는, 재생 제어 중의 정화 장치 온도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 2b는, 재생 제어 중의 배기 가스 중의 SO3의 농도 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 2a, 2b에는, 통상 재생 제어에 의한 정화 장치 온도의 변화 및 SO3의 농도를 점선으로 나타내고, 완속 재생 제어 중에 의한 정화 장치 온도의 변화 및 SO3의 농도를 실선으로 나타내고 있다. 또, 도 2b에는, 배기 가스가 백연으로서 시인되기 시작하는 SO3의 농도를 일점쇄선으로 나타내고 있다.
DOC(20), DPF(21)에 어느 정도의 유황 화합물이 퇴적되어 있고 연료 중의 유황 농도도 낮지 않은 경우에, 상기 재생 제어가 실행되는 경우를 상정한다. 여기서, 도 2a에 나타낸 온도(T1∼T2)의 범위는, DOC(20), DPF(21)로부터의 유황 화합물의 이탈량이 다른 온도 범위보다 증가하는 온도 범위이다. 즉, 온도(T1)는, 유황 화합물의 이탈량이 증대하기 시작하는 온도이다. 온도(T2) 이상에서는, DPF(21)에 퇴적되어 있었던 입자상 물질은 연소한다. 온도(T1) 미만을 제 1 온도 범위(D1), 온도(T1) 이상 온도(T2) 미만을 제 2 온도 범위(D2), 온도(T2) 이상을 제 3 온도 범위(D3)라고 칭한다(이하, 단지 온도 범위라고 칭한다). 또한, 온도(T1)는, 예를 들면 450도이고, 온도(T2)는, 650도이다.
통상 재생 제어에서는, 입자상 물질이 연소하기 시작하는 온도(T2)에 도달하기까지 정화 장치 온도를 대략 일정한 승온 속도로 조기에 승온시킨다. 정화 장치 온도가 온도(T2)에 도달한 후, 소정 기간 내 정화 장치 온도를 온도 범위(D3) 내에서 유지시켜 입자상 물질을 연소시킨다. 또한, 온도 범위(D3) 내에서는, 단계적으로 정화 장치 온도를 상승시켜 입자상 물질을 연소시킨다. 온도 범위(D2)는, DOC(20), DPF(21)로부터의 유황 화합물의 이탈량이 증대하는 온도 범위이다. 이 때문에, 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있고 승온 속도가 빠른 경우에는 백연이 발생한다. 백연이 발생하는 이유는, 정화 장치 온도가 소정값 이상에 도달하면 DOC(20), DPF(21)로부터 이탈하는 유황 화합물(SOx)의 양이 증대하고 배기 가스 중의 SO3가 H2O와 결합하여 미스트 형상의 H2SO4가 되어 백연으로서 배출되기 때문으로 생각된다. 통상 재생 제어와 같이 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에 정화 장치 온도의 승온 속도가 빠르면, 단위 시간당에서의 유황 화합물의 이탈량이 증가하여, 배기 가스 중의 SO3의 농도가 증가한다. 이에 따라, 배기 가스가 백연으로서 시인된다.
완속 재생 제어에서는, 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에는, 통상 재생 제어에서의 승온 속도보다 느린 승온 속도로 정화 장치 온도를 승온시킨다. 이에 따라, 단위 시간당의 유황 화합물의 이탈량을 일정 미만으로 억제할 수 있고, 배기 가스 중의 SO3의 농도를 억제할 수 있어, 배기 가스가 백연으로서 시인되는 것을 억제할 수 있다. 구체적으로는, 완속 재생 제어에서는, 정화 장치 온도가 온도 범위(D1) 내에 있는 경우에는 정화 장치 온도를 제 1 승온 속도로 승온시킨다. 이에 따라, 조기에 정화 장치 온도를 온도(T1)에 도달시켜 연비의 악화를 억제한다. 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에는 정화 장치 온도를 제 1 승온 속도보다 느린 제 2 승온 속도로 승온시킨다. 이에 따라, 배기 가스 중의 SO3의 농도를 억제하여 백연의 발생을 억제할 수 있다. 정화 장치 온도가 온도 범위(D3) 내에 있는 경우에는 정화 장치 온도를 소정 기간 온도 범위(D3) 내로 유지시킨다. 이에 따라, DPF(21)에 퇴적된 입자상 물질을 연소시킨다. 또한, 통상 재생 제어에서는, 정화 장치 온도가 온도 범위(D1) 또는 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에는, 정화 장치 온도를 상기의 제 1 승온 속도로 승온시킨다.
또, 상세하게는 후술하지만, ECU(30)는 완속 재생 제어 중에, 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있고 엔진(11)이 아이들 운전 상태가 된 경우에는, 아이들 운전의 정화 장치 온도의 승온을 억제하는 승온 억제 제어를 실행한다. 승온 억제 제어는, 완속 재생 제어 중에 엔진(11)이 아이들 운전 상태가 된 경우에서의 백연의 발생을 억제하는 제어이다.
다음으로, 승온 억제 제어에 대하여 설명한다. 도 3a는, 승온 억제 제어 중의 정화 장치 온도의 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3b는, 승온 억제 제어 중의 배기 가스 중의 SO3의 농도 변화를 나타낸 그래프이다. 도 3c는, 승온 억제 제어 중의 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량의 변화를 나타낸 그래프이다. 또한, 도 3a, 3b에서는, 완속 재생 제어 중에 승온 억제 제어를 실행하지 않았을 경우의 정화 장치 온도의 변화 및 SO3의 농도를 점선으로 나타내고, 완속 재생 제어 중에 승온 억제 제어를 실행한 경우의 정화 장치 온도의 변화 및 SO3의 농도를 실선으로 나타내고 있다. 또, 도 3c에서는, 완속 재생 제어 중에 승온 억제 제어를 실행하지 않았을 경우에서의 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량의 변화를 점선으로 나타내고, 완속 재생 제어 중에 승온 억제 제어를 실행한 경우에서의 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량의 변화를 실선으로 나타내고 있다.
정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에 엔진(11)이 아이들 운전 상태가 된 후에도 정화 장치 온도의 승온을 계속하면, 배기 가스의 유량은 아이들 운전의 직전보다 감소하지만 SO3는 계속해서 이탈하고, 배기 가스 중의 SO3 농도가 높아진다. 이에 따라, 백연이 발생할 우려가 있다. 따라서, ECU(30)는, 완속 재생 제어 중이고 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에 엔진(11)이 아이들 운전 상태가 된 경우에는, 아이들 운전 중에서의 정화 장치 온도의 승온을 억제하는 승온 억제 제어를 실행한다. 본 실시예에 있어서 승온 억제 제어에서는, 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제로로 제어하여 아이들 운전 중은 정화 장치 온도를 저하시키는 경우와, 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제어하여 아이들 운전 중은 아이들 운전 직전의 정화 장치 온도를 유지하는 경우가 있다. 도 3a∼3c에 있어서는, 연료 첨가량을 제로로 제어하는 경우에서의 정화 장치 온도를 곡선(A)으로 나타내고, SO3 농도를 곡선(A´)으로 나타내며, 연료 첨가량을 곡선(A˝)으로 나타내고 있다. 또, 아이들 운전 직전에서의 정화 장치 온도를 유지하는 경우에서의 정화 장치 온도를 곡선(B)으로 나타내고, SO3 농도를 곡선(B´)으로 나타내며, 연료 첨가량을 곡선(B˝)으로 나타내고 있다.
도 4는, 재생 제어의 일례를 나타낸 플로우 차트이다. 또한, 재생 제어는, 예를 들면, DPF(21)에의 입자상 물질의 퇴적량이 소정값을 넘었다고 ECU(30)가 판정한 경우에 개시된다. 구체적으로는, ECU(30)는 주행 거리 등에 의거하여 DPF(21)에의 입자상 물질의 퇴적량을 추정한다. 재생 제어가 개시되면, ECU(30)는, 연료 중의 유황 농도가 소정값 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S1). 소정값은, 통상 재생 제어의 실행에 의해 백연이 발생하는지의 여부를 판단하는 기준이 되는 값이다. 단계 S1에서 부정 판정인 경우, ECU(30)는 통상 재생 제어를 실행한다(단계 S2). 연료 중의 유황 농도가 소정값 미만과 같이 낮은 경우에는, DOC(20), DPF(21)에의 유황 화합물의 퇴적량도 적다고 생각되며, 통상 재생 제어를 실행했다고 해도 백연이 발생하기 어렵기 때문이다. 통상 재생 제어가 종료되면 본 재생 제어는 종료한다.
단계 S2에서 긍정 판정인 경우에는, ECU(30)는 완속 재생 제어를 실행한다(단계 S3). 연료 중의 유황 농도가 소정값 이상인 경우에 통상 재생 제어를 실행하면, 백연이 발생할 우려가 있기 때문이다. 완속 재생 제어가 종료되면 본 재생 제어는 종료한다.
도 5, 6은, 완속 재생 제어의 일례를 나타낸 플로우 차트이다. ECU(30)는, 정화 장치 온도가 온도 범위(D1) 내에 있는지의 여부를 판정한다(단계 S11). 긍정 판정인 경우에는, ECU(30)는, 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제어하여 정화 장치 온도를 제 1 승온 속도로 승온시킨다(단계 S12). 구체적으로는, ECU(30)는, 정화 장치 온도가 제 1 승온 속도로 승온하도록 제 1 목표 승온 속도를 설정하고, 제 1 목표 승온 속도에 대응하도록 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제어한다.
단계 S11에서 부정 판정인 경우, 즉 정화 장치 온도가 온도 범위(D1) 내에는 없고 온도 범위(D2) 내에 있는 경우, ECU(30)는 제 2 승온 속도로 승온시킨다(단계 S13). 여기서, ECU(30)는, 연료 중의 유황 농도에 따라 제 2 목표 승온 속도를 설정한다. 제 2 목표 승온 속도는, 정화 장치 온도를 제 2 승온 속도로 승온시킬 때의 목표값이다. 또한, 연료 중의 유황 농도가 높을수록 제 2 목표 승온 속도가 느려지도록 규정한 맵에 의거하여 제 2 목표 승온 속도를 설정해도 된다. 연료 중의 유황 농도가 높을수록 유황 화합물의 퇴적량도 많아지고 이것에 수반하여 이탈량도 많아지기 때문이며, 제 2 목표 승온 속도가 느려짐으로써 백연의 발생을 억제할 수 있기 때문이다. 또, ECU(30)는, 정화 장치 온도가 제 2 승온 속도로 승온하도록 실제의 정화 장치 온도에 의거하여 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 피드백 제어해도 된다. 이에 따라, 정화 장치 온도를 제 2 승온 속도로 양호한 정밀도로 승온시킬 수 있다.
다음으로, ECU(30)는, 엔진(11)이 아이들 운전 상태인지의 여부를 판정한다(단계 S14). 단계 S14에서 부정 판정인 경우에는, ECU(30)는, 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는지의 여부를 판정한다(단계 S15). 단계 S15에서 긍정 판정인 경우에는, ECU(30)는 재차 단계 S13 이후의 처리를 실행한다. 단계 S15에서 부정 판정인 경우, 즉 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 없는 경우, ECU(30)는 정화 장치 온도를 온도 범위(D3) 내에 소정 기간 유지한다(단계 S16). 소정 기간은, DPF(21)에 퇴적된 입자상 물질을 연소시키는데에 필요한 기간이다. ECU(30)는, 소정 기간 정화 장치 온도를 온도 범위(D3) 내로 유지시킨 후에 완속 재생 제어를 종료하여 재생 제어를 종료한다.
단계 S14에서 긍정 판정인 경우, 즉 엔진(11)이 아이들 운전 상태인 경우, ECU(30)는, 배기 정화 장치(E)에의 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S21). 소정값은, 아이들 운전 중에서 백연이 발생할 가능성이 있는 유황 화합물의 퇴적량이다. 또한, ECU(30)에 의한 유황 화합물의 퇴적량의 추정은, 완속 재생 제어 실행 전의 차량의 주행 거리에 의거하여 산출할 수 있는 유황 화합물의 퇴적량으로부터, 완속 재생 제어 중에 엔진(11)이 아이들 운전 상태가 되었을 때의 정화 장치 온도에 도달하기까지 이미 이탈한 유황 화합물의 이탈량을 감산한 값에 의거하여 추정된다.
도 7은, 유황 화합물의 이탈 속도와 정화 장치 온도의 관계를 규정한 맵이다. 유황 화합물의 이탈 속도는, 퇴적량에 관계없이 대략 동일한 정화 장치 온도를 중심으로 하여 피크를 취한다. 또, 유황 화합물의 퇴적량이 많을수록, 유황 화합물의 이탈 속도도 상승한다. 따라서, 유황 화합물의 퇴적량이 많을수록, 아이들 운전 상태에서 백연이 발생할 가능성이 높아진다. 단계 S21에서의 소정값은, 유황 화합물의 이탈 속도가 빠른 경우에서의 유황 화합물의 퇴적량을 기준으로 하여 설정되어 있다.
단계 S21에서 긍정 판정인 경우, 즉, 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 많은 경우, ECU(30)는, 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제로로 제어한다(단계 S22). 이에 따라, 정화 장치 온도의 추가적인 승온은 억제된다.
또한 ECU(30)는, 배기 가스의 온도를 억제하는 배기 가스 온도 억제 제어를 실행한다(단계 S23). 이에 따라, 배기 가스에 의해 정화 장치 온도가 승온되는 것이 억제된다. 예를 들면 배기 가스 온도 억제 제어에서는, 엔진(11)에 도입되는 신기(新氣)량을 증대시켜 공연비를 린(lean)으로 제어함으로써, 배기 가스의 온도를 저하시킨다. 예를 들면, EGR 밸브(Va)의 개도를 폐쇄 측으로 제어함으로써, 엔진(11)으로 되돌려지는 기연(旣燃) 가스량을 저감시켜 신기량을 증대시켜도 된다. 또는, 스로틀 밸브(V)를 개방 측으로 제어하여 가변 노즐 베인(18a)을 폐쇄 측으로 제어함으로써, 과급압(壓)을 증대시켜 신기량을 증대시켜도 된다. 또, 엔진(11)에서의 연료의 연소 속도를 빠르게 함으로써, 배기 가스의 온도를 저하시켜도 된다. 예를 들면, 엔진(11)에의 연료의 분사 시기를 진각(進角)시키는 것이나 연료 분사압을 증대시켜도 된다.
ECU(30)는, 엔진(11)이 아이들 운전 중인지의 여부를 판정한다(단계 S24). 긍정 판정인 경우에는, ECU(30)는 재차 단계 S21 이후의 처리를 실행한다. 부정 판정인 경우에는, ECU(30)는 재차 단계 S11 이후의 처리를 실행한다. 이와 같이, 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 많은 경우에 아이들 운전 상태가 된 경우에는, 아이들 운전 중에서는 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제로로 설정하고 또한 배기 가스 온도 억제 제어도 실행하여 정화 장치 온도의 승온을 억제하여, 백연의 발생을 억제한다.
단계 S21에서 부정 판정인 경우, 즉, 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 적은 경우에는, ECU(30)는 차속이 소정값 이상인지의 여부를 판정한다(단계 S31). 차속은, 차속 센서로부터 출력값에 의거하여 판정된다. 여기서 소정값은, 단계 S21에서 부정 판정된 바와 같이 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 적은 경우에 있어서 정화 장치 온도를 제 2 승온 속도로 승온시킨 경우여도 배기 가스가 백연으로서 시인되지 않는 차속이다. 예를 들면, 소정값은 시속 1㎞이다. 단계 S31에서 긍정 판정인 경우, 즉, 아이들 운전 상태여도 차속이 어느 정도 있는 경우에는, ECU(30)는 재차 단계 S11 이후의 처리가 실행되고, 정화 장치 온도가 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에는 제 2 승온 속도로 승온된다. 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 적고 차속이 어느 정도 있는 경우에는, 정화 장치 온도를 제 2 승온 속도로 승온시켜도 백연은 시인되기 어렵기 때문이다.
단계 S31에서 부정 판정인 경우, 즉 차속이 대략 제로와 같은 경우, ECU(30)는, 아이들 운전 중에 있어서도 아이들 운전 직전에서의 정화 장치 온도가 유지되도록 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제어한다(단계 S32). 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량은, 아이들 운전 직전에서의 정화 장치 온도가 높을수록 연료 첨가량도 증량하도록 규정한 맵에 의거하여 제어된다. 아이들 운전 상태 직전에서의 정화 장치 온도가 유지되므로, 그 이상의 정화 장치 온도의 승온이 억제된다. 이 때문에, 백연의 발생도 억제된다. 또, 단계 S21에서 부정 판정된 바와 같이 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 적은 경우에 아이들 운전 상태 직전에서의 정화 장치 온도를 유지하므로, 예를 들면 예기치 않은 배기 가스 온도의 상승 등에 기인하여 정화 장치 온도가 조금 상승했다고 해도, 유황 화합물의 퇴적량이 비교적 적으므로 백연의 발생은 억제된다. 또한, 단계 S11에서 부정 판정되고나서 단계 S14에서 긍정 판정되어 있으므로, 단계 S32의 처리에 의해 정화 장치 온도는 온도 범위(D2) 내로 유지된다.
도 3c의 곡선(B˝)은 아이들 운전 직전에서의 정화 장치 온도가 유지되도록 연료 첨가 밸브(24)의 연료 첨가량을 제어하는 경우를 나타내고 있다. 또한, 이 경우, 아이들 운전 직전의 연료 첨가량보다 아이들 운전 중의 연료 첨가량이 감소하고 있는 이유는, 아이들 운전 전의 흡입 공기량보다 아이들 운전 중의 흡입 공기량은 감소하고 있기 때문에, 이것에 따라 연료 첨가량도 감소시키지 않으면, 감소한 흡입 공기량에 대하여 연료 첨가량이 증대하여 아이들 운전 중에 정화 장치 온도가 승온되어버릴 우려가 있기 때문이다. 따라서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우여도 소정값 미만인 경우여도, 아이들 운전 직전의 연료 첨가량보다 아이들 운전 중의 연료 첨가량이 감소하도록 제어된다.
다음으로, ECU(30)는 아이들 운전 중인지의 여부를 판정하고(단계 S24), 긍정 판정인 경우에는 재차 단계 S21 이후의 처리를 실행하며, 부정 판정인 경우에는 재차 단계 S11 이후의 처리가 실행된다. 따라서, 단계 S32의 처리가 실행되고나서 아이들 운전으로부터 통상 운전으로 복귀한 경우, 아이들 운전 직전에서의 정화 장치 온도로부터 제 2 승온 속도로 재차 승온된다. 단계 S11에서 부정 판정되고 단계 S13의 처리가 실행되기 때문이다. 이에 따라, 아이들 운전 중에 정화 장치 온도를 저하시키고 통상 운전의 복귀 후에 정화 장치 온도를 승온시키는 경우와 비교하여, 아이들 운전 중에도 정화 장치 온도를 어느 정도의 온도로 유지한 경우의 쪽이 재생 제어의 장기화를 억제할 수 있어 연비 악화를 억제할 수 있다.
이상과 같이, 완속 재생 제어 중이고 정화 장치 온도가 유황 화합물이 이탈하는 온도 범위(D2) 내에 있는 경우에 아이들 운전 상태가 된 경우에, 그 이상의 정화 장치 온도의 상승을 억제하는 승온 억제 제어를 실행함으로써, 백연의 발생을 억제한다.
또, 단계 S21, S22, S32에 나타낸 바와 같이, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에는, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 미만인 경우보다, 정화 장치 온도가 낮아지도록 연료 첨가량을 제어한다. 이 때문에, 유황 화합물의 퇴적량이 많은 경우에는, 백연의 억제를 우선시키고, 유황 화합물의 퇴적량이 적은 경우에는, 백연을 억제하면서 완속 재생 제어의 장기화를 억제하여 연비의 악화를 억제한다.
상기 실시형태는 본 발명을 실시하기 위한 예에 불과하고, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니며, 이들 실시예를 여러 가지로 변형하는 것은 본 발명의 범위 내이고, 또한 본 발명의 범위 내에 있어서, 다른 여러 가지의 실시예가 가능한 것은 상기 기재로부터 자명하다.
상기 실시예에서는, 재생 제어로서 통상 재생 제어와 완속 재생 제어를 택일적으로 실행하지만, 항상 완속 재생 제어만을 실행해도 된다. 또, 연료 중의 유황 농도가 소정값 미만인 경우에 통상 재생 제어를 실행하고, 소정값 이상인 경우에 완속 재생 제어를 실행하지만 이것에 한정되지 않는다. 예를 들면, 배기 정화 장치(E)에의 유황 화합물의 퇴적량을 추정하여, 추정된 퇴적량이 소정값 미만인 경우에 통상 재생 제어를 실행하고, 소정값 이상인 경우에 완속 재생 제어를 실행해도 된다. 또, 연료 중의 유황 농도가 소정값 미만이고 추정된 유황 화합물의 퇴적량도 소정값 미만인 경우에만 통상 재생 제어를 실행하며, 그 이외의 경우에 완속 재생 제어를 실행해도 된다.
또, 승온 억제 제어에 있어서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에는, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 미만인 경우보다, 연료 첨가량을 적게 하여 어느 경우에도 연료 첨가를 계속해도 된다. 이에 따라, 어느 경우에도 완속 재생 제어의 장기화를 억제할 수 있다.
또, 승온 억제 제어에 있어서는, 항상 배기 가스 온도 억제 제어를 실행해도 되고 실행하지 않아도 된다. 또, 유황 화합물의 퇴적량에 관계없이 아이들 운전 직전의 정화 장치 온도로 유지하도록 연료 첨가량을 제어하면서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에 배기 가스 온도 억제 제어를 실행하고, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 미만인 경우에는 배기 가스 온도 억제 제어를 실행하지 않도록 해도 된다.

Claims (6)

  1. 내연 기관의 제어 장치에 있어서,
    상기 내연 기관은, 내연 기관의 배기 통로에 설치된 배기 정화 장치, 및 상기 배기 정화 장치에 연료를 공급하도록 구성되는 연료 공급 장치를 포함하고,
    상기 제어 장치는,
    (a) 상기 배기 정화 장치가 승온되고 상기 배기 정화 장치에 퇴적된 입자상 물질을 연소시키도록, 재생 제어로서, 상기 연료 공급 장치에 의해 연료의 공급을 제어하고;
    (b) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 1 온도 범위 내에 있을 때에는, 상기 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치를 제 1 승온 속도로 승온을 실행하고;
    (c) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 2 온도 범위 내에 있을 때에는, 상기 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치를 제 2 승온 속도로 승온을 실행하고 ― 상기 제 2 승온 속도는 상기 제 1 승온 속도보다 느리며, 상기 제 2 온도 범위는 상기 제 1 온도 범위보다 높음 ―;
    (d) 상기 배기 정화 장치의 온도가 제 3 온도 범위 내에 있을 때에는, 상기 재생 제어로서, 상기 배기 정화 장치의 온도를 상기 제 3 온도 범위 내로 유지하여 상기 입자상 물질을 연소를 실행하고 ― 상기 제 3 온도 범위는 상기 제 2 온도 범위보다 높음 ―; 그리고
    (e) 상기 재생 제어 중에 상기 배기 정화 장치의 온도가 상기 제 2 온도 범위 내에 있고 또한 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 경우, 승온 억제 제어로서, 아이들 운전 중에서의 상기 배기 정화 장치의 온도를, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 시점에서의 상기 배기 정화 장치의 온도 이하로 제어하도록 구성되는 전자 제어 유닛을 포함하는 내연 기관의 제어 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 아이들 운전 중에서의 연료 공급량을, 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 된 시점에서의 연료 공급량보다 감소시키도록 구성되는 내연 기관의 제어 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 배기 가스의 온도를 억제하는 배기 가스 온도 억제 제어를 실행하도록 구성되는 내연 기관의 제어 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 배기 정화 장치의 온도가 상기 제 2 온도 범위 내에 있고 상기 내연 기관이 아이들 운전 상태가 되며, 또한 차속이 소정값 이상인 경우에는, 상기 승온 억제 제어는 실행하지 않도록 구성되는 내연 기관의 제어 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에는, 상기 유황 화합물의 퇴적량이 상기 소정값 미만인 경우보다 상기 배기 정화 장치의 온도가 낮도록, 상기 배기 정화 장치의 온도를 제어하도록 구성되며, 상기 유황 화합물의 퇴적량은 상기 배기 정화 장치에 퇴적되는 유황 화합물의 양인 내연 기관의 제어 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전자 제어 유닛은, 상기 승온 억제 제어로서, 유황 화합물의 퇴적량이 소정값 이상인 경우에는, 상기 유황 화합물의 퇴적량이 상기 소정값 미만인 경우보다 연료 공급량을 적게하도록, 상기 연료 공급 장치의 상기 연료 공급량을 제어하도록 구성되는 내연 기관의 제어 장치.
KR1020167022047A 2014-03-05 2015-02-24 내연 기관의 제어 장치 KR101801717B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2014-043207 2014-03-05
JP2014043207A JP6136994B2 (ja) 2014-03-05 2014-03-05 内燃機関の制御装置
PCT/IB2015/000220 WO2015132642A1 (en) 2014-03-05 2015-02-24 Control apparatus for internal combustion engine

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160107307A true KR20160107307A (ko) 2016-09-13
KR101801717B1 KR101801717B1 (ko) 2017-11-27

Family

ID=52727172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020167022047A KR101801717B1 (ko) 2014-03-05 2015-02-24 내연 기관의 제어 장치

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10352222B2 (ko)
JP (1) JP6136994B2 (ko)
KR (1) KR101801717B1 (ko)
CN (1) CN106062329B (ko)
RU (1) RU2640867C9 (ko)
WO (1) WO2015132642A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6281324B2 (ja) * 2014-03-05 2018-02-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置

Family Cites Families (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07247916A (ja) 1994-03-10 1995-09-26 Nissan Motor Co Ltd ディーゼル機関の排気還流制御装置
JP3427881B2 (ja) 1998-09-04 2003-07-22 三菱自動車工業株式会社 内燃機関
JP4103753B2 (ja) 2003-09-19 2008-06-18 日産自動車株式会社 エンジンの排気浄化装置
JP4357918B2 (ja) * 2003-09-26 2009-11-04 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
JP4026576B2 (ja) 2003-10-08 2007-12-26 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
JP4228919B2 (ja) * 2004-01-13 2009-02-25 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化装置
US7047730B2 (en) * 2004-07-08 2006-05-23 International Engine Intellectual Property Company, Llc De-sulfurization of a NOx adsorber catalyst in a diesel engine exhaust system
JP4003768B2 (ja) * 2004-09-14 2007-11-07 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の排気浄化システム
FR2899932A1 (fr) * 2006-04-14 2007-10-19 Renault Sas Procede et dispositif de controle de la regeneration d'un systeme de depollution
JP2008303835A (ja) 2007-06-08 2008-12-18 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化システム
JP5145789B2 (ja) 2007-06-22 2013-02-20 スズキ株式会社 内燃機関の可変バルブタイミング制御装置
JP2010043597A (ja) * 2008-08-12 2010-02-25 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2010229916A (ja) 2009-03-27 2010-10-14 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
WO2011055456A1 (ja) 2009-11-09 2011-05-12 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US20110146246A1 (en) * 2009-12-22 2011-06-23 Caterpillar Inc. Regeneration assist transition period
KR101326812B1 (ko) * 2011-05-17 2013-11-07 현대자동차 주식회사 배기가스 후처리 방법
JP5705676B2 (ja) * 2011-07-27 2015-04-22 株式会社日本自動車部品総合研究所 内燃機関の排気浄化装置
KR101360047B1 (ko) * 2012-04-04 2014-02-10 현대자동차주식회사 백연 저감 시스템 및 그 방법
JP6281324B2 (ja) * 2014-03-05 2018-02-21 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
JP2015169105A (ja) 2014-03-05 2015-09-28 トヨタ自動車株式会社 内燃機関の制御装置
US20160084184A1 (en) * 2014-09-19 2016-03-24 Progress Rail Services Corporation Exhaust system having aftertreatment regeneration cycle control

Also Published As

Publication number Publication date
RU2640867C1 (ru) 2018-01-12
US10352222B2 (en) 2019-07-16
CN106062329B (zh) 2018-09-04
JP6136994B2 (ja) 2017-05-31
WO2015132642A1 (en) 2015-09-11
KR101801717B1 (ko) 2017-11-27
CN106062329A (zh) 2016-10-26
US20170248058A1 (en) 2017-08-31
RU2640867C9 (ru) 2018-03-26
JP2015169104A (ja) 2015-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7877985B2 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
EP1882088B1 (en) Exhaust gas purification system for internal combustion engine
US20130014641A1 (en) Failure detection apparatus and failure detection method for a particulate filter
JP2006029239A (ja) 排気浄化フィルタ過熱防止装置
JP5168089B2 (ja) 触媒の診断装置
KR101843673B1 (ko) 백연 방출물을 억제하는 내연 기관용 제어 장치
JP5332575B2 (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP4267414B2 (ja) 内燃機関の触媒制御装置
WO2015132646A1 (en) Control system for internal combustion engine
KR101801717B1 (ko) 내연 기관의 제어 장치
JP2008144726A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2010169032A (ja) エンジンの制御装置
JP2019073980A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2015135096A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2008121518A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
EP1647688B1 (en) Fuel injection control device for internal combustion engine
JP2018044471A (ja) 排気浄化装置及び排気浄化方法
JP2017115703A (ja) 内燃機関の制御装置
JP2008215110A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2005163652A (ja) 排気浄化装置
KR20180067898A (ko) 엔진의 소기 제어 시의 배기 가스 저감 방법
JP2019035380A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JP2023180688A (ja) 内燃機関システムの制御装置
JP6197663B2 (ja) Ｅｇｒ制御装置
JP2006097578A (ja) 内燃機関の排気浄化システム

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant