WO2006075801A1 - 内燃機関の排気浄化装置再生システム - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置再生システム Download PDF

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Tomoyuki Kogo
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Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification device regeneration system for an internal combustion engine that regenerates the exhaust gas purification capability of an exhaust gas purification device that purifies exhaust gas discharged from the internal combustion engine by supplying fuel to the exhaust gas purification device.
  • PM Particulate filter
  • NOX catalyst an NOx storage reduction catalyst that reduces the stored NOX
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 03-1 5 5 9 14 has filter regeneration control execution means for performing so-called filter regeneration control for oxidizing and removing PM deposited on a filter.
  • a technique for providing a regeneration button on the driver's seat of a vehicle is disclosed so that the data regeneration control execution means can be arbitrarily operated.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-7 7 8 26 Japanese Patent Publication No. 3-9 2 8 5 and Japanese Patent Application Laid-Open No. 2 0 4 1 4 3 9 8 7 also disclose such reproduction.
  • a technique for executing filter regeneration control with a button is disclosed. Disclosure of the invention
  • regeneration control that regenerates the exhaust purification capacity of exhaust purification devices such as filters and N O x catalysts provided in the exhaust passage of an internal combustion engine
  • fuel may be supplied to the exhaust purification device.
  • command means for issuing a regeneration execution command is provided to the regeneration control execution means for executing such regeneration control, and the driver performs the regeneration control by operating the command means.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and in an exhaust purification device regeneration system for an internal combustion engine, a regeneration control for regenerating the exhaust purification capability of the exhaust purification device by supplying fuel to the exhaust purification device. It is an object to provide a technology capable of suppressing an excessively small amount of fuel remaining during execution.
  • the timing for issuing a notification prompting the driver to perform the regeneration control is determined. This control is performed so that the remaining fuel level does not fall below the specified level during ⁇
  • the exhaust gas purification device regeneration system for an internal combustion engine according to the present invention is:
  • Regeneration control execution means for performing regeneration control for regenerating the exhaust purification capability of the exhaust purification device by supplying fuel to an exhaust purification device that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and purifies the exhaust;
  • Notification means for notifying a driver to issue a regeneration execution command to the regeneration control execution means by the command means
  • the command means issues a regeneration execution command to the regeneration control execution means, and during the regeneration control executed thereby, The notification time by the notification means is controlled so that the remaining amount does not fall below the specified remaining amount.
  • the driver can operate command means for issuing a regeneration execution command to the regeneration control execution means.
  • the notification means notifies the regeneration control execution means to issue a regeneration execution command by the command means, thereby prompting the driver to execute the regeneration control. Then, when the notification is given by the notifying means, the regeneration control is executed by the driver operating the command means to issue a regeneration execution command to the regeneration control executing means.
  • the execution of the reproduction control is started when the notification by the notification means is made. Therefore, the execution timing of the reproduction control can be controlled by controlling the notification timing by the notification means.
  • the notification timing by the notification means is controlled so that the remaining amount of fuel does not fall below the specified remaining amount during execution of regeneration control. In other words, even if the fuel is used for the regeneration control by executing the regeneration control, the remaining amount of fuel does not decrease below the specified remaining amount during the regeneration control. In this way, the notification timing by the notification means is controlled.
  • the prescribed remaining amount is a predetermined amount that is larger than a threshold amount that can be determined to be an excessively small remaining amount of fuel.
  • the fuel is supplied during the execution of regeneration control for regenerating the exhaust purification capability of the exhaust purification device by supplying fuel to the exhaust purification device. It can be suppressed that the remaining amount of the amount becomes excessively small.
  • the regeneration control is executed by the regeneration control execution means to estimate the amount of fuel for regeneration, which is the amount of fuel necessary to regenerate the exhaust purification capability of the exhaust purification device to the regeneration end level.
  • a regeneration fuel amount estimation means may be further provided. In this case, when the remaining amount of fuel is less than the sum of the fuel amount for regeneration and the specified remaining amount, notification by the notification means may be prohibited.
  • the reproduction end level is a level at which execution of the reproduction control is ended, and may be a predetermined value.
  • the regeneration fuel amount estimation means may estimate the operating state of the internal combustion engine when the regeneration control is executed, and estimate the regeneration fuel amount based on the operating state.
  • the regeneration control executed when the regeneration execution command is issued from the command means to the regeneration control execution means is executed only when the operation state of the internal combustion engine is in the specified operation state.
  • the fuel amount estimating means may estimate the amount of fuel for regeneration based on the specified operating state.
  • notification by the notification means is prohibited when the remaining amount of fuel is less than the sum of the amount of fuel for regeneration and the specified remaining amount.
  • a regeneration execution command is issued from the command means to the regeneration control execution means, and the regeneration control is executed accordingly. Can be suppressed. Therefore, it is possible to prevent the remaining amount of fuel from becoming excessively small during the regeneration control.
  • the regeneration fuel amount may be estimated on the assumption that the operating state of the internal combustion engine when the regeneration control is executed is idling. This prohibits notification by notification means when the remaining amount of fuel is higher Will be. Therefore, it is possible to further suppress the remaining amount of fuel from being excessively small during the regeneration control.
  • the remaining amount of fuel is the difference between the regeneration fuel amount estimated by the regeneration fuel amount estimation means and the specified remaining amount.
  • notification by the notification means may be started.
  • the notification start level is a level that is higher than a lower limit level within an allowable range in the exhaust gas purification capability of the exhaust gas purification device, and is a predetermined level.
  • the driver can be prompted to start the regeneration control when the remaining fuel amount is equal to or greater than the sum of the regeneration fuel amount and the specified remaining fuel amount.
  • the regeneration execution command from the command means is There may be further provided automatic start means for starting execution of regeneration control by the regeneration control execution means.
  • the automatic reproduction start level is higher than the notification start level and is a predetermined level.
  • the automatically reproducible operation state is an operation state in which the regeneration control can be started by the automatic start means, and is a predetermined operation state.
  • the automatic start means In the case where the automatic start means is provided, if the operation state of the internal combustion engine is an automatically regenerative operation state, before the exhaust purification capability of the exhaust purification device decreases to the notification start level, the exhaust of the exhaust purification device Regeneration control is automatically started when the purification capacity reaches the automatic regeneration start level. However, if the exhaust gas purification device's exhaust gas purification capacity reaches the automatic regeneration start level, the operation state of the internal combustion engine is not an automatic regenerative operation state. The regeneration control is not started by the starting means, and the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device is further reduced.
  • the remaining amount of fuel is estimated by the regeneration fuel amount estimation means.
  • Notification by the notification means may also be started when a predetermined amount is added to the sum of the fuel amount and the specified remaining amount.
  • the remaining amount of fuel is defined as the amount of fuel for regeneration after the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device falls below the automatic regeneration start level until it reaches the notification start level. It may be the sum of the remaining amount. However, as described above, after the time when the remaining amount of fuel becomes the sum of the fuel amount for regeneration and the specified remaining amount, that is, the remaining amount of fuel exceeds the sum of the amount of fuel for regeneration and the specified remaining amount. If execution of regeneration control is started after the time is short, there is a possibility that the remaining amount of fuel may become equal to or less than the prescribed remaining amount until the end of execution of regeneration control.
  • the remaining amount of fuel adds a predetermined amount to the sum of the fuel amount for regeneration and the specified remaining amount.
  • notification by the notification means is started even if the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device has not decreased to the notification start level.
  • the predetermined amount is a predetermined amount. This predetermined amount is used for the operation of the internal combustion engine from the start of notification by the notification means until the start of regeneration control when a regeneration execution command is issued to the regeneration control execution means. It may be an amount considered to be sufficient as the sum of the amount of fuel to be consumed and the amount of fuel necessary to regenerate the decrease in the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification apparatus during this time through regeneration control.
  • the driver can be prompted to start the regeneration control when the remaining amount of fuel is equal to or greater than the sum of the regeneration fuel amount and the specified remaining amount.
  • the regeneration end level may be a regeneration completion level which is a threshold value with which it can be determined that the regeneration of the exhaust gas purification device of the exhaust gas purification apparatus is almost completed.
  • the reproduction completion level may be a predetermined value.
  • the regeneration completion level may be a level at which it can be determined that the exhaust gas purification capability of the exhaust gas purification device will not be regenerated even if the regeneration control is continued.
  • the amount of fuel corresponding to the sum of the fuel amount for the specified remaining amount and a predetermined amount is used, and the level of the exhaust gas purification capability of the exhaust gas purification device is reduced by operating the internal combustion engine.
  • the playback end level may be higher than the automatic regeneration start level by the remaining amount level decrease amount.
  • the remaining amount of fuel reaches an amount obtained by adding a predetermined amount to the sum of the amount of fuel for regeneration and the specified remaining amount
  • notification by the notification means is started, and then regeneration control is executed.
  • the internal combustion engine may continue to operate with the remaining fuel. In this case, the exhaust gas purification power of the exhaust gas purification device is reduced again while the internal combustion engine is operating.
  • the remaining amount of fuel at the end of regeneration control execution is the sum of the fuel amount for the specified remaining amount and the predetermined amount.
  • the corresponding amount of fuel that is, the fuel amount corresponding to the sum of the fuel amount for the specified remaining amount and the predetermined amount is the maximum amount of fuel remaining at the end of execution of the regeneration control.
  • the level of the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device which decreases when the internal combustion engine is operated using an amount of fuel corresponding to the sum of the fuel amount for the specified remaining amount and the predetermined amount, decreases the remaining amount level. Amount.
  • the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device is further reduced by operating the internal combustion engine.
  • the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device starts automatic regeneration before it drops to the notification start level. Reach the level.
  • the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device reaches the automatic regeneration start level, if the operation state of the internal combustion engine is in an automatically reproducible operation state, regeneration control is automatically executed by the automatic start means.
  • the present invention when further provided with a prediction means for predicting the frequency of notification by the notification means during operation of the internal combustion engine, when the notification frequency by the notification means predicted by the prediction means is equal to or higher than a prescribed frequency, when the playback end level is set as the playback completion level, and the notification frequency predicted by the notification means is lower than the specified frequency, the playback end level is set to a level that is lower than the automatic playback start level. It is also possible to set the level higher by that amount.
  • the prescribed frequency is a predetermined frequency.
  • This specified frequency may be a threshold that can be used to determine that the notification frequency by the notification means is excessively high.
  • the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device reaches the automatic regeneration start level, if the operating state of the internal combustion engine is not an automatically reproducible operating state, the execution of the regeneration control is not started at this point. Therefore, the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device will be further reduced.
  • the playback end level is higher than the automatic playback start level by the amount of decrease in the remaining amount level, the playback control execution end point is higher than when the playback end level is set to the playback end level. The level of the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device at will be lower.
  • the playback end level is higher than the automatic playback start level by the amount of remaining level reduction than the playback end level is set to the playback end level.
  • the exhaust gas purification capacity of the exhaust gas purification device will fall to the notification start level at an earlier time.
  • the notification frequency by the notification means may be increased.
  • the reproduction end level is set as the reproduction completion level. Therefore, the notification frequency by the notification means can be suppressed.
  • the playback control will end earlier than if the playback end level was set to the playback end level. Become. In other words, the time required for one playback control can be further shortened.
  • the exhaust purification device may have a filter that collects PM in the exhaust.
  • the regeneration control executed by the regeneration control execution means may be filter regeneration control for oxidizing and removing PM accumulated on the filter.
  • the regeneration fuel amount estimated by the regeneration fuel amount estimation means may be the fuel amount necessary to reduce the PM accumulation amount in the filter to the regeneration completion accumulation amount.
  • the exhaust purification capacity of the exhaust emission control device may be determined that the exhaust purification capacity of the exhaust emission control device has fallen below the notification start level when the amount of PM deposition in the filter has increased beyond the notification start deposition amount.
  • the PM accumulation amount in the filter increases to the automatic regeneration start accumulation amount, it may be determined that the exhaust gas purification capacity of the exhaust purification device has decreased to the automatic regeneration start level.
  • the exhaust purification device may have a NOx catalyst.
  • the level of the exhaust gas purification capability of the exhaust gas purification device decreases with an increase in the SOx stored in the NOx catalyst. Therefore, the regeneration control executed by the regeneration control execution means may be SOX poisoning regeneration control for reducing SOX stored in the NOx catalyst. Further, in this case, it may be determined that the exhaust purification capacity of the exhaust purification device has been regenerated to the regeneration end level when the S O X storage amount in the NOx catalyst has decreased to the regeneration end storage amount.
  • the regeneration fuel amount estimated by the regeneration fuel amount estimation means may be the fuel amount necessary to reduce the S O X storage amount in the N O X catalyst to the regeneration end storage amount.
  • the exhaust purification capacity of the exhaust purification device may be determined that the exhaust purification capacity of the exhaust purification device has dropped below the notification start level when the S Ox storage amount in the NOx catalyst has increased beyond the notification start storage amount. Further, it may be determined that the exhaust purification capacity of the exhaust purification device has decreased to the automatic regeneration start level when the SOx storage amount in the NOx catalyst has increased to the automatic regeneration start storage amount.
  • the command means may be a regeneration execution switch provided in a vehicle equipped with an internal combustion engine.
  • playback control execution is performed by turning on the playback execution switch.
  • a reproduction execution command is issued to the means.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system and a fuel system of an internal combustion engine according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a flowchart showing a control routine of the regeneration notification lamp lighting control according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a flowchart showing a control routine of second regeneration notification lamp lighting control according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an intake / exhaust system and a fuel system of an internal combustion engine according to the present embodiment.
  • the internal combustion engine 1 is a diesel engine for driving a vehicle.
  • An intake passage 4 and an exhaust passage 2 are connected to the internal combustion engine 1.
  • An oxidation catalyst 6 is provided in the exhaust passage 2.
  • a filter 3 that collects PM in the exhaust is provided in the exhaust passage 2 downstream of the oxidation catalyst 6.
  • This filter 3 carries an N O X catalyst.
  • the exhaust purification device according to the present invention is formed including the oxidation catalyst 6 and the filter 3.
  • the exhaust passage 2 upstream of the oxidation catalyst 6 has a fuel addition valve 5 for adding fuel to the exhaust. Is provided.
  • the exhaust passage 2 outputs an electrical signal corresponding to the pressure difference between the exhaust passage 2 downstream of the oxidation catalyst 6 and upstream of the filter 3 and the exhaust passage 2 downstream of the filter 3.
  • a differential pressure sensor 9 is provided.
  • an exhaust temperature sensor 7 for outputting an electrical signal corresponding to the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust passage 2 is provided in the exhaust passage 2 downstream of the filter 3.
  • a float sensor 13 that outputs an electrical signal corresponding to the water level of the fuel is installed in the fuel tank 12 that stores fuel supplied to the fuel injection valve 5 and the fuel addition valve 5 of the internal combustion engine 1. ing.
  • the internal combustion engine 1 configured as described above is provided with an electronic control unit (ECU) 10 for controlling the internal combustion engine 1.
  • the ECU 10 is a unit that controls the operation state of the internal combustion engine 1 in accordance with the operation conditions of the internal combustion engine 1 and the demands of the driver.
  • the ECU 10 is electrically connected to various sensors such as a differential pressure sensor 9, an exhaust temperature sensor 7, and a float sensor 13. These output signals are input to the ECU 10.
  • the ECU 10 estimates the PM accumulation amount in the filter 3 from the output value of the differential pressure sensor 9. Further, the ECU 10 estimates the temperature of the filter 3 from the output value of the exhaust temperature sensor 7. Further, the ECU 10 estimates the remaining amount of fuel from the output value of the float sensor 13. Further, the ECU 10 is electrically connected to the fuel addition valve 5 and the fuel injection valve of the internal combustion engine 1, and these are controlled by the ECU 10.
  • a fuel warning lamp 11, a regeneration switch 14, and a regeneration notification lamp 15 are provided in the driver's seat of the vehicle equipped with the internal combustion engine 1 according to the present embodiment, and these are electrically connected to the ECU 10. It is connected to the.
  • the fuel warning lamp 11 is turned on by a signal from the ECU 10 when the remaining amount of fuel in the fuel tank 12 is less than the specified remaining amount.
  • the specified remaining amount is a predetermined amount that is a threshold value that can be used to determine that the remaining amount of fuel is excessively small.
  • the regeneration switch 14 can be operated at least by the driver. As a result, a regeneration execution command is issued to the ECU 10 to execute filter regeneration control, which will be described later.
  • the regeneration notification lamp 15 is lit to notify the driver to turn on the regeneration switch 14.
  • the regeneration notification lamp 15 is turned on by a signal from the ECU 10.
  • the regeneration switch 14 corresponds to command means according to the present invention
  • the regeneration notification lamp 15 corresponds to notification means according to the present invention.
  • filter regeneration control is performed to oxidize and remove PM deposited on the filter 3.
  • the filter regeneration control according to the present embodiment is executed by adding fuel into the exhaust gas from the fuel addition valve 5 and supplying the fuel to the oxidation catalyst 6 and the filter 3.
  • the fuel supplied to these is oxidized by the oxidation catalyst 6 or the NOx catalyst supported on the filter 3.
  • the heat of oxidation generated at this time raises the filter 3 to the target temperature, thereby oxidizing and removing the deposited PM.
  • the target temperature is a temperature at which PM deposited on the filter 3 can be oxidized and removed, and a temperature at which excessive temperature rise of the filter 3 can be suppressed.
  • the filter regeneration control according to this embodiment is terminated when the PM accumulation amount in the filter 3 is reduced to the regeneration end accumulation amount by executing the filter regeneration control.
  • the regeneration-completed accumulation amount may be a predetermined amount, and may be a regeneration-completed accumulation amount that can be determined that the removal of PM from the filter 3 is almost completed.
  • the filter regeneration control that is automatically started in this way is referred to as automatic regeneration control.
  • the automatic regeneration start accumulation amount is a predetermined amount that is smaller than the upper limit amount within the allowable range of the PM accumulation amount in the filter 3.
  • the automatic regeneration enabled operation state is an operation state in which automatic regeneration control can be started by ECU 10 and is a predetermined operation state.
  • the automatic regeneration control is not executed if the operation state of the internal combustion engine 1 is not an automatically regenerative operation state. In such a case, the amount of PM deposited on Filter 3 will further increase.
  • the filter regeneration control can be executed even when the driver sets the regeneration switch 14 to “O”.
  • a regeneration execution command is issued to E C U 10.
  • E C U 10 starts executing filter regeneration control.
  • the filter regeneration control started when the regeneration switch 14 is turned ON is referred to as manual regeneration control.
  • the PM accumulation amount in the filter 3 is larger than the automatic regeneration start accumulation amount, the PM accumulated on the filter 3 is oxidized and removed by executing the manual regeneration control. I can do it.
  • the manual regeneration control is performed when the operating state of the internal combustion engine 1 is idling. It shall be executed from time to time. That is, when executing the manual regeneration control, the driver first sets the operation state of the internal combustion engine 1 to idling, and then turns on the regeneration switch 14.
  • the amount of PM accumulation in the filter 3 at the start of execution of the filter regeneration control differs between the automatic regeneration control and the manual regeneration control. Therefore, it is preferable to set the target temperature to a different temperature.
  • the PM accumulation amount in the filter 3 at the start of execution differs depending on the execution start time. Therefore, even if the target temperature is changed based on the PM accumulation amount at the start of execution. good.
  • the regeneration notification lamp 15 is turned on to prompt the driver to perform manual regeneration control. That is, the ECU 10 performs manual regeneration control by turning on the regeneration switch 14 by turning on the regeneration notification lamp 15 when the PM accumulation amount in the filter 3 is larger than the automatic regeneration start accumulation amount. Notify the driver.
  • regeneration notification lamp lighting control is performed to control the lighting timing of the regeneration notification lamp 15 so that the remaining amount of fuel does not fall below the specified remaining amount during execution of manual regeneration control.
  • the manual regeneration control is executed after the regeneration notification lamp 15 starts to light. Therefore, by controlling the lighting timing of the regeneration notification lamp 15, the timing for executing the manual regeneration control is controlled when the remaining amount of fuel does not decrease below the specified remaining amount during the execution of the manual regeneration control. I can do it.
  • This routine is stored in the ECU 10 in advance. This is a routine that is executed every specified time during the operation of the internal combustion engine 1.
  • the ECU 10 first determines in S 101 whether or not the PM accumulation amount in the filter 3 is equal to or greater than the notification start accumulation amount Qpma.
  • the notification start accumulation amount Qpma is larger than the automatic regeneration start accumulation amount Qpmb and smaller than the upper limit amount within the allowable range of the PM accumulation amount in the filter 3.
  • This notification start accumulation amount Qpma is also a predetermined amount, similar to the automatic regeneration start accumulation amount Qpmb. If an affirmative determination is made in S 101, the ECU 10 proceeds to S 102, and if a negative determination is made, the ECU 1 once ends the execution of this routine.
  • the ECU 10 is required to reduce the PM accumulation amount Q pm to the regeneration completion accumulation amount Q pme when the manual regeneration control is executed based on the current PM accumulation amount Q pm.
  • the amount of fuel that is, the amount of fuel for regeneration Q fr that is the amount of fuel required for manual regeneration control is calculated.
  • the operating state of the internal combustion engine 1 during execution of the manual regeneration control is idling. Therefore, when the filter regeneration control is executed in the idling state, the regeneration fuel amount Q fr is calculated as the fuel amount necessary to reduce the accumulation amount Q p m to the regeneration completion accumulation amount Q pme.
  • the ECU 10 proceeds to S 103 and determines whether or not the remaining amount of fuel is equal to or greater than the sum of the regeneration fuel amount Q fr and the specified remaining amount Q f p. If an affirmative determination is made in S103, the ECU 10 proceeds to S104, and if a negative determination is made, the ECU 10 proceeds to S105.
  • the ECU 10 having proceeded to S104 turns on the regeneration notification lamp 15, and then temporarily terminates execution of this routine.
  • the ECU 10 that has proceeded to S105 prohibits the regeneration notification lamp 15 from being turned on, and then ends the execution of this routine.
  • the regeneration notification lamp 15 is turned off.
  • the fuel remaining amount Q f u e 1 force is less than the sum of the fuel amount for regeneration Q fr and the specified remaining amount Q f p.
  • the fuel remaining amount Q f u e l becomes smaller than the specified remaining amount Q f p during execution of the manual regeneration control, thereby suppressing the fuel warning lamp 11 from being lit.
  • the remaining amount of fuel becomes the regeneration fuel amount Q fr and the specified remaining amount Q f If it is greater than the sum of P, that is, even if fuel is used for filter regeneration control, it can be determined that there is a high possibility that fuel of the specified remaining amount Q fp or more will remain after the completion of the filter regeneration control.
  • Notification lamp 15 lights up. As a result, the driver can be prompted to start execution of manual regeneration control when the remaining amount of fuel is equal to or greater than the sum of the regeneration fuel amount Q f r and the specified remaining amount Q f p.
  • the manual regeneration control is executed when the driver sets the regeneration switch 14 to ON. Therefore, even if the regeneration notification lamp 15 is lit once, the operation of the internal combustion engine 1 may be continued without executing the manual regeneration control.
  • the remaining amount of fuel Q fue 1 force S, the amount of fuel for regeneration Q fr, and the remaining specified amount remain during the operation of the internal combustion engine 1 after the start of the regeneration notification lamp 15. Even if the amount is less than the sum of Q fp, the playback notification lamp 15 is prohibited from lighting. In other words, the playback notification lamp 15 that has been turned on is turned off.
  • the regeneration notification lamp 15 after the regeneration notification lamp 15 is turned off, the remaining amount of fuel Q fue 1 force is greater than the sum of the fuel amount for regeneration Q fr and the specified remaining amount Q fp. In this case, the playback notification lamp 15 will be lit.
  • the regeneration switch 14 when the regeneration switch 14 is turned on after the regeneration notification lamp 15 is turned on, that is, when execution of the manual regeneration control is started, the regeneration notification lamp 1 5 may be turned off.
  • the filter regeneration control is executed by automatic regeneration control and manual regeneration control. Further, the same regeneration notification lamp lighting control as that in the first embodiment is executed.
  • the same regeneration notification lamp lighting control as in the first embodiment is set as the first regeneration notification lamp lighting control.
  • the second regeneration notification lamp lighting control is executed in addition to the first regeneration notification lamp lighting control.
  • the second regeneration notification lamp lighting control according to this embodiment will be described.
  • the PM accumulation amount in the filter 3 is smaller than the notification start accumulation amount and larger than the automatic regeneration start accumulation amount, the remaining amount of fuel remains.
  • the amount becomes the sum of the amount of fuel for regeneration and the specified remaining amount plus a predetermined amount lighting of the regeneration notification lamp 15 starts.
  • the remaining amount of fuel becomes equal to the amount of fuel for regeneration between the time when the PM accumulation amount in the filter 3 becomes larger than the automatic regeneration start accumulation amount and the notification start accumulation amount. It may be the sum of the specified remaining amount. However, as described above, the fuel remaining amount is after the time when the fuel amount for regeneration becomes the sum of the regeneration fuel amount and the specified remaining amount. If the manual regeneration control is started after the time is less, there is a possibility that the remaining amount of fuel will be below the specified remaining amount until the manual regeneration control is completed. Therefore, in this embodiment, as described above, when the PM accumulation amount in the filter 3 is larger than the automatic regeneration start accumulation amount, the remaining amount of fuel becomes the sum of the regeneration fuel amount and the specified remaining amount. When the predetermined amount is added, the regeneration notification lamp 15 starts to light even if the PM accumulation amount in the filter 3 does not reach the notification start accumulation amount.
  • the predetermined amount is a predetermined amount. This predetermined amount is used for the operation of the internal combustion engine 1 during the period from when the regeneration notification lamp 15 starts to turn on until when the regeneration switch 14 is turned on to start execution of manual regeneration control. It may be an amount considered to be sufficient as the sum of the amount of fuel to be added and the amount of fuel required to oxidize and remove the amount of PM accumulated on the filter 3 during this time by filter regeneration control. Even in such a case, the predetermined amount can be determined in advance by experiments or the like.
  • the filter regeneration control is terminated when the PM accumulation amount in the filter 3 is reduced to the regeneration completion accumulation amount.
  • the regeneration completion accumulation amount is set to either the regeneration completion accumulation amount or a subtraction accumulation amount described later.
  • the regeneration completion accumulation amount is a PM accumulation amount that is a threshold value at which it can be determined that the removal of PM from the filter 3 is almost completed, and is a predetermined amount.
  • the PM accumulation amount deposited on the filter 3 by operating the internal combustion engine 1 with the fuel amount corresponding to the sum of the fuel amount for the specified remaining amount and the predetermined amount is defined as the remaining amount accumulation amount.
  • the PM accumulation amount obtained by subtracting the remaining amount accumulation amount from the automatic regeneration start accumulation amount is set as the subtraction accumulation amount.
  • the specified remaining amount and the predetermined amount are predetermined amounts, estimate the amount of deposit for the remaining amount. Is possible. Since the automatic regeneration start accumulation amount is also a predetermined amount, it is possible to calculate the subtraction accumulation amount. In this embodiment, the subtraction accumulation amount is larger than the regeneration completion accumulation amount.
  • the regeneration fuel amount is calculated using the regeneration completion accumulation amount as the subtraction accumulation amount, and when the remaining amount of fuel becomes the sum of the regeneration fuel amount and the specified remaining amount plus a predetermined amount.
  • the remaining amount of fuel at the end of execution of the manual regeneration control is the fuel amount for the specified remaining amount.
  • a predetermined amount that is, the amount of fuel corresponding to the sum of the fuel amount for the specified remaining amount and the predetermined amount is the maximum amount of fuel remaining at the end of execution of the manual regeneration control.
  • the amount of PM deposited on the filter 3 is equal to the remaining amount. It is the amount of deposition.
  • the regeneration completion accumulation amount is set to the subtraction accumulation amount that is the accumulation amount obtained by subtracting the remaining amount accumulation amount from the automatic regeneration start accumulation amount, if the operation of the internal combustion engine 1 is continued after the completion of the manual regeneration control, Before the PM accumulation amount increases again to the automatic regeneration start accumulation amount, the remaining amount of fuel becomes zero. For this reason, when the regeneration completion accumulation amount is set as the subtraction accumulation amount, there is a high possibility that after the execution of the manual regeneration control, the PM accumulation amount will increase before reaching the automatic regeneration start accumulation amount.
  • the filter regeneration control is automatically executed as the automatic regeneration control if the operation state of the internal combustion engine 1 is in an automatically reproducible operation state.
  • the regeneration notification lamp 15 is turned on. As a result, it is possible to suppress the start of lighting of the regeneration notification lamp 15 immediately after the driver executes the hand regeneration control.
  • whether the regeneration completion accumulation amount is set as the regeneration completion accumulation amount or the subtraction accumulation amount is determined according to the lighting frequency of the raw notification lamp 15 during the operation of the internal combustion engine 1. Is done.
  • the automatic regeneration control is started when the PM accumulation amount in the filter 3 reaches the automatic regeneration start accumulation amount is determined by the operating state of the internal combustion engine 1 at this time.
  • the PM accumulation amount increases to the notification start accumulation amount when the automatic regeneration control is not executed. Therefore, the frequency at which the PM accumulation amount increases to the notification start accumulation amount, that is, the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 changes according to the operating state of the internal combustion engine 1. Therefore, in the present embodiment, the operating state of the internal combustion engine 1 is predicted based on the operation history of the internal combustion engine 1 and the like, thereby predicting the lighting frequency of the E C U 10 force S and the regeneration notification lamp 15.
  • the regeneration completion accumulation amount is set to the regeneration completion accumulation amount, while the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 is more than the prescribed frequency.
  • the amount of accumulated regeneration is set to the subtracted accumulation amount.
  • the specified frequency is a predetermined frequency, which is a frequency that becomes a threshold at which it can be determined that the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 is excessively high.
  • the PM deposition amount reaches the automatic regeneration start deposition amount before increasing to the notification start deposition amount.
  • the PM accumulation amount at the end of execution of the manual regeneration control is smaller than when the regeneration completion accumulation amount is set to the regeneration completion accumulation amount. Become. Therefore, when the automatic regeneration control is not executed as described above, the PM accumulation is greater when the regeneration completion accumulation amount is set to the subtraction accumulation amount than when the regeneration completion accumulation amount is set to the regeneration completion accumulation amount. The amount will increase to the notification start deposition amount at an earlier time. As a result, the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 may be increased. Thus, as described above, when the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 is equal to or higher than the specified frequency, the regeneration end accumulation amount is set to the regeneration completion accumulation amount. Thereby, the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 can be suppressed.
  • the manual regeneration control ends earlier than when the regeneration completion accumulation amount is set to the regeneration completion accumulation amount. In other words, the time required for one manual regeneration control can be further reduced.
  • This routine is also stored in the ECU 10 in advance, and is executed at regular time intervals during the operation of the internal combustion engine 1, as in the control routine for the first regeneration notification lamp lighting control shown in FIG.
  • the ECU 10 first determines in S 201 whether or not the PM accumulation amount in the filter 3 is larger than the automatic regeneration start accumulation amount Qpmb. Here, if an affirmative determination is made in S 201, the ECU 10 proceeds to S 202, and if a negative determination is made, the ECU 10 ends the execution of this routine.
  • the ECU 10 determines whether or not the predicted lighting frequency F r of the regeneration notification lamp 15 is equal to or higher than the specified frequency F p. If an affirmative determination is made in S202, the ECU 10 proceeds to S203, and if a negative determination is made, the ECU 10 proceeds to S207. Mu
  • the ECU 10 proceeds to S204, and calculates the regeneration fuel amount Q fr based on the current PM accumulation amount Q pm and the regeneration completion accumulation amount Qpmc.
  • the ECU 10 calculates the regeneration fuel amount Q fr as the fuel amount necessary for reducing the PM accumulation amount Q pm to the regeneration completion accumulation amount Qpmc.
  • the ECU 10 proceeds to S205 and determines whether or not the fuel remaining amount Q fue 1 power is the amount obtained by adding a predetermined amount Q fd to the sum of the fuel amount Q fr for regeneration and the specified remaining amount Q fp. Is discriminated. If an affirmative determination is made in S205, the ECU 10 proceeds to S206, and if a negative determination is made, the ECU 10 once terminates execution of this routine.
  • the ECU 10 that has proceeded to S 206 starts to turn on the regeneration notification lamp 15 and then ends the execution of this notification.
  • the ECU 10 proceeding to S207 estimates the remaining amount accumulation amount Qp m z based on the sum of the specified remaining amount Q f p and the predetermined amount Q f d.
  • the ECU 10 proceeds to S208, and calculates a subtraction accumulation amount Qpmy by subtracting the remaining accumulation amount Qpmz from the automatic regeneration start accumulation amount Qpmb.
  • the ECU 10 proceeds to S209, and sets the regeneration completion accumulation amount Q pme to the subtraction accumulation amount Qp my.
  • the ECU 10 proceeds to S 210 and calculates a regeneration fuel amount Q fr based on the current PM accumulation amount Qpm and the subtraction accumulation amount Q p my. At this time, as described above, the ECU 10 subtracts the PM accumulation amount Q pm when the operating state of the internal combustion engine 1 is idling, and subtracts the accumulation amount Qpm to the accumulation amount Qpm y as the amount of fuel required for regeneration Q Calculate fr. After calculating the amount of fuel for regeneration Q fr, ECU 10 proceeds to S 2 ⁇ 5.
  • the remaining amount of fuel Q fue 1 force Fuel amount for regeneration Q fr
  • the regeneration notification lamp 15 lights up even if the PM accumulation amount Q pm in the filter 3 has not reached the notification start accumulation amount. Be started. Therefore, the driver can be prompted to start the manual regeneration control when the remaining amount of fuel Q fuel is equal to or greater than the sum of the amount of fuel for regeneration Q fr and the specified remaining amount Q fp.
  • the regeneration completion accumulation amount Q p m e is set to the regeneration completion accumulation amount Q p m c.
  • the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 can be suppressed.
  • the regeneration completion accumulation amount Q p me is set to the subtraction accumulation amount Q p my. As a result, the time required for one manual regeneration control can be further shortened.
  • the regeneration notification lamp 15 is turned on by the second regeneration notification lamp lighting control, when the regeneration switch 14 is turned on, that is, when manual regeneration control is started. Alternatively, the playback notification lamp 15 may be turned off.
  • the first regeneration notification lamp lighting control turns on the regeneration notification lamp 3 when the PM accumulation amount in the filter 3 is equal to or greater than the notification start accumulation amount, so that manual regeneration control is executed. Even if, as in the second regeneration notification lamp lighting control described above, if the lighting frequency of the regeneration notification lamp 15 is equal to or higher than the specified frequency, the regeneration completion accumulation amount is set to the regeneration completion accumulation amount. When the lighting frequency of the lamp 15 is lower than the specified frequency, the regeneration end accumulation amount may be set to an amount smaller than the automatic regeneration start accumulation amount and larger than the regeneration completion accumulation amount (for example, subtraction accumulation amount).
  • the same effect as the second regeneration notification lamp lighting control can be obtained.
  • the regeneration control according to the present invention is the filter regeneration control.
  • the regeneration control according to the present invention is performed by reducing the SOX stored in the NOX catalyst supported by the filter 3.
  • the same regeneration notification lamp lighting control can be applied even when SOX poisoning regeneration control is used.
  • the remaining amount of fuel is excessive during execution of regeneration control for regenerating the exhaust gas purification capability of the exhaust gas purification device by supplying fuel to the exhaust gas purification device. A small amount can be suppressed.

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Abstract

内燃機関の排気浄化装置再生システムにおいて、排気浄化装置に燃料を供給することで該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御の実行中に、燃料の残量が過剰に少ない量となることを抑制することが可能な技術を提供する。本発明は、運転者によって操作されることが可能であって、再生制御実行手段に対して再生制御を実行するよう再生実行指令を出す指令手段と、指令手段によって再生制御実行手段に対して再生実行指令を出すよう運転者に通知する通知手段とを備えている。そして、通知手段によって運転者に通知がなされているときに、指令手段によって再生制御実行手段に対して再生実行指令が出され、それによって実行される再生制御の実行中に、燃料の残量が規定残量以下とならないように、通知手段による通知時期を制御する。

Description

明 細 書 内燃機関の排気浄化装置再生システム 技術分野
本発明は、 内燃機関から排出される排気を浄化する排気浄化装置の排気浄化能力を、 該排気浄化装置に燃料を供給することで再生させる内燃機関の排気浄化装置再生シス テムに関する。 背景技術
内燃機関から排出される排気を浄化するために、 内燃機関の排気通路に排気浄化装 置を設ける技術が知られている。 この排気浄化装置としては、 排気中の粒子状物質
(以下、 P Mと称する) を捕集するパティキュレートフィルタ (以下、 単にフィルタ と称する) や、 周囲雰囲気が酸化雰囲気のときに排気中の N O Xを吸蔵し、 周囲雰囲 気が還元雰囲気のときに、 吸蔵されている N O Xを還元する吸蔵還元型 N O X触媒 (以下、 単に N O X触媒と称する) 等を例示することが出来る。
また、 このような排気浄化装置の排気浄化能力が低下した場合、 該排気浄化装置に 燃料を供給することで、 その排気浄化能力を再生させる技術も開発されている。 例え ば、 特開 2 0 0 3— 1 5 5 9 1 4号公報には、 フィルタに堆積した P Mを酸化し除去 する、 所謂フィルタ再生制御を実行するフィルタ再生制御実行手段を有し、 該フィル タ再生制御実行手段を任意に作動させることが可能となるように、 車両の運転席に再 生ボタンを設ける技術が開示されている。 また、 特開平 1 0— 7 7 8 2 6号公報や、 特公平 3— 9 2 8 5号公報、 特開 2 0 0 4— 1 4 3 9 8 7号公報にも、 このような再 生ボタンによってフィルタ再生制御を実行する技術について開示されている。 発明の開示
内燃機関の排気通路に設けられたフィルタや N O x触媒等の排気浄化装置の排気浄 化能力を再生させる再生制御においては、 排気浄化装置に燃料を供給する場合があ る。 また、 このような再生制御を実行する再生制御実行手段に対して再生実行指令を 出す指令手段を設け、 運転者がこの指令手段を操作することによって再生制御が行わ れる場合がある。
再生制御が実行されると、 内燃機関の運転に加えて更に該再生制御のためにも燃料 が使用される。 そのため、 再生制御を実行しているときは、 通常運転時、 即ち、 再生 制御を実行していないときに比べて燃料の残量がより減少し易くなる。 このようなこ とから、 運転者が指令手段によって再生制御実行手段に対して再生実行指令を出し、 それによつて実行された再生制御の実行中に、 燃料の残量が過剰に少ない量にまで減 少してしまう虞がある。
本発明は、 上記問題に鑑みてなされたものであって、 内燃機関の排気浄化装置再生 システムにおいて、 排気浄化装置に燃料を供給することで該排気浄化装置の排気浄化 能力を再生させる再生制御の実行中に、 燃料の残量が過剰に少ない量となることを抑 制することが可能な技術を提供することを課題とする。
本発明は、 排気浄化装置に燃料を供給することで該排気浄化装置の排気浄化能力を 再生させる再生制御を実行する場合において、 運転者に再生制御の実行を促す通知を 出す時期を、 再生制御の実行中に燃料の残量が規定残量以下とならないよう制御する ものである。 ·
より詳しくは、 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置再生システムは、
内燃機関の排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化装置に燃料を供給すること で該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御を実行する再生制御実行手段 と、
運転者によって操作されることが可能であって、 前記再生制御実行手段に対して再 生制御を実行するよう再生実行指令を出す指令手段と、
該指令手段によって前記再生制御実行手段に対して再生実行指令を出すよう運転者 に通知する通知手段と、 を備え、
前記通知手段によって運転者に通知がなされているときに前記指令手段によって前 記再生制御実行手段に対して再生実行指令が出され、 それによつて実行される再生制 御の実行中に、 燃料の残量が規定残量以下とならないように、 前記通知手段による通 知時期を制御する。
本発明では、 再生制御実行手段に対して再生実行指令を出す指令手段を運転者が操 作することが可能となっている。 また、 指令手段によって再生制御実行手段に対して 再生実行指令を出すよう通知手段によって通知を出すことで、 運転者に再生制御の実 行を促すことが出来る。 そして、 通知手段による通知がなされているときに、 再生制 御実行手段に対して再生実行指令を出すべく運転者が指令手段を操作することで再生 制御が実行される。
つまり、 本発明においては、 通知手段による通知がなされているときに再生制御の 実行が開始されることになる。 そのため、 通知手段による通知時期を制御することに よって再生制御の実行時期を制御することが出来る。
そこで、 本発明では、 再生制御の実行中に燃料の残量が規定残量以下とならないよ うに、 通知手段による通知時期を制御する。 つまり、 再生制御が実行されることで該 再生制御のために燃料が使用された場合であっても、 該再生制御の実行中に燃料の残 量が規定残量以下にまで減少することがないように、 通知手段による通知時期を制御 する。
ここで、 規定残量は、 燃料の残量が過剰に少ないと判断出来る閾値となる量よりも 多い量であって、 予め定められた値である。
上記のように通知手段による通知時期を制御することにより、 排気浄化装置に燃料を 供給することで該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御の実行中に燃料 の残量が過剰に少ない量となることを抑制することが出来る。
本発明においては、 再生制御実行手段によつて再生制御を実行することで排気浄化 装置の排気浄化能力を再生終了レベルにまで再生させるために必要な燃料量である再 生用燃料量を推定する再生用燃料量推定手段をさらに備えても良い。 そして、 この場 合、 燃料の残量が再生用燃料量と規定残量との和より少ないときは、 通知手段による 通知を禁止しても良い。
ここで、 再生終了レベルとは再生制御の実行が終了されるレベルであって、 予め定 められた値であっても良い。 また、 再生用燃料量推定手段は、 再生制御が実行される ときの内燃機関の運転状態を推定し、 該運転状態に基づいて再生用燃料量を推定して も良い。 また、 指令手段から再生制御実行手段に対して再生実行指令が出されること で実行される再生制御は、 内燃機関の運転状態が規定の運転状態のときにのみ実行さ れるものとした場合、 再生用燃料量推定手段は該規定の運転状態に基づいて再生用燃 料量を推定しても良い。
燃料の残量が、 再生用燃料量と規定残量との和より少ないときに再生制御の実行が 開始された場合、 排気浄化手段の排気浄化能力が再生終了レベルに達するまでの間に 燃料の残量が規定残量より少ない量となる虞がある。
そこで、 上記のように、 燃料の残量が再生用燃料量と規定残量との和より少ないと きは、 通知手段による通知を禁止する。 これにより、 燃料の残量が再生用燃料量と規 定残量との和より少ないときに指令手段から再生制御実行手段に再生実行指令が出さ れ、 それによつて再生制御が実行されるのを抑制することが出来る。 従って、 再生制 御の実行中に、 燃料の残量が過剰に少ない量となることを抑制することが出来る。 尚、 内燃機関 1の運転状態がアイドリングであるときに再生制御を実行した場合、 再生用燃料量が最大量となる。 そこで、 上記の場合において、 再生制御が実行される ときの内燃機関の運転状態はアイドリングであると仮定して再生用燃料量を推定して も良い。 これにより、 燃料の残量がより多い状態のときに通知手段による通知が禁止 されることになる。 そのため、 再生制御の実行中に、 燃料の残量が過剰に少ない量と なることをより抑制することが出来る。
本発明では、 排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レベル以下にまで低下したと きに、 燃料の残量が、 再生用燃料量推定手段によって推定される再生用燃料量と規定 残量との和以上のときは、 通知手段による通知を開始しても良い。
ここで、 通知開始レベルとは、 排気浄化装置の排気浄化能力における許容範囲内で の下限レベルより高いレベルであって、 予め定められたレベルである。
燃料の残量が、 再生用燃料量と規定残量との和以上のときに、 再生制御の実行が開 始された場合、 該再生制御の実行終了時に規定残量以上の燃料が残る可能性が高いと 判断出来る。
そして、 上記によれば、 燃料の残量が再生用燃料量と規定残量との和以上のときに 再生制御の実行を開始するよう運転者に促すことが出来る。
本発明においては、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルにまで低下 したときに、 内燃機関の運転状態が自動再生可能運転状態となっているときは、 指令 手段からの再生実行指令がなくても、 再生制御実行手段による再生制御の実行を開始 させる自動開始手段をさらに備えても良い。
ここで、 自動再生開始レベルは、 通知開始レベルよりも高いレベルであって、 予め 定められたレベルである。 また、 自動再生可能運転状態は、 自動開始手段によって再 生制御を開始させることが可能な運転状態であって、 予め定められた運転状態であ る。
自動開始手段が備えられている場合、 内燃機関の運転状態が自動再生可能運転状態 であれば、 排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レベルにまで低下する前に、 該排 気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルにまで達した時点で自動的に再生制 御が開始される。 しかしながら、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベル にまで達した時点での内燃機関の運転状態が自動再生可能運転状態でなければ、 自動 開始手段によって再生制御は開始されず、 排気浄化装置の排気浄化能力は更に低下す ることになる。
そこで、 本発明では、 排気浄化装置の排気浄化能力が、 通知開始レベルよりも高く 且つ自動再生開始レベルよりも低いときに、 燃料の残量が、 再生用燃料量推定手段に よって推定される再生用燃料量と規定残量との和に更に所定量を加算した量となった ときにも、 通知手段による通知を開始しても良い。
燃料の残量がある程度減少すると、 排気浄化装置の排気浄化能力が、 自動再生開始 レベルよりも低下してから通知開始レベルとなるまでの間に、 燃料の残量が再生用燃 科量と規定残量との和となる場合がある。 しかしながら、 上述したように、 燃料の残 量が再生用燃料量と規定残量との和となった時点よりも後、 即ち、 燃料の残量が再生 用燃料量と規定残量との和より少なくなつてから再生制御の実行が開始された場合、 再生制御の実行が終了するまでの間に燃料の残量が規定残量以下となる虞がある。 そこで、 上記のように、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルよりも 低下しているときに、 燃料の残量が再生用燃料量と規定残量との和にさらに所定量を 加算した量となった場合は、 排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レベルにまで低 下していなくても通知手段による通知を開始する。
ここで、 所定量は予め定められた量である。 この所定量を、 通知手段による通知が 開始されてから、 再生制御実行手段に対して再生実行指令が出されることによって再 生制御の実行が開始されるまでの間において、 内燃機関の運転に使用される燃料量 と、 この間における排気浄化装置の排気浄化能力の低下分を再生制御によって再生さ せるのに必要な燃料量との和として十分と考えられる量としても良い。
上記によれば、 燃料の残量が再生用燃料量と規定残量との和以上のときに再生制御 の実行を開始するよう運転者に促すことが出来る。
本発明においては、 再生終了レベルを、 排気浄化装置の排気浄化能力の再生がほぼ 完了したと判断出来る閾値である再生完了レベルとしても良い。 ここで、 再生完了レベルは予め定められた値であっても良い。 また、 再生制御を継 続しても排気浄化装置の排気浄化能力がそれ以上再生されないと判断出来るレベルを 再生完了レベルとしても良い。
本発明において、 規定残量分の燃料量と所定量との和に相当する量の燃料を用レ、て 内燃機関を運転することによって低下する排気浄化装置の排気浄化能力のレベル低下 分である残量レベル低下量を推定する残量レベル低下量推定手段をさらに備えた場 合、 再生終了レベルを、 自動再生開始レベルよりも残量レベル低下量の分だけ高いレ ベルとしても良い。
燃料の残量が、 再生用燃料量と規定残量との和に更に所定量を加算した量となつた ときに通知手段による通知が開始され、 その後、 再生制御が実行された場合であって も、 再生制御の実行終了後に、 残った燃料で内燃機関の運転が継続される場合があ る。 この場合、 内燃機関の運転継続中に排気浄化装置の排気浄化 ¾力が再度低下する ことになる。
上記タイミングで通知手段による通知が開始された時点で再生制御の実行が開始さ れた場合、 再生制御の実行終了時点における燃料の残量は規定残量分の燃料量と所定 量との和に相当する燃料量となる。 つまり、 この規定残量分の燃料量と所定量との和 に相当する燃料量が、 再生制御の実行終了時点における燃料の残量の最大量である。 そして、 規定残量分の燃料量と所定量との和に相当する量の燃料を用いて内燃機関を 運転することによって低下する排気浄化装置の排気浄化能力のレベル低下分が残量レ ベル低下量である。
つまり、 上記のように、 再生終了レベルを、 自動再生開始レベルよりも残量レベル 低下量分だけ高いレベルとした場合、 再生制御の実行終了後に内燃機関の運転を継続 すると、 排気浄化装置の排気浄化能力が再度自動再生開始レベルにまで低下する以前 に燃料の残量は零になる。 そのため、 再生終了レベルを、 自動再生開始レベルよりも 残量レベル低下量の分だけ高いレベルとした場合、 再生制御の実行終了後、 排気浄化 装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルにまで低下するよりも前に新たに給油され る可能性が高い。
そして、 給油後、 内燃機関が運転されることで排気浄化装置の排気浄化能力はさら に低下するが、 このとき、 排気浄化装置の排気浄化能力は通知開始レベルにまで低下 する前に自動再生開始レベルに達する。 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始 レベルにまで達した時点で、 内燃機関の運転状態が自動再生可能運転状態となってい れば再生制御が自動開始手段によって自動的に実行される。
従って、 上記によれば、 通知手段によって通知がなされることで再生制御が実行さ れた後、 また直ぐに通知手段による通知が開始されるのを抑制することが出来る。 本発明において、 内燃機関の運転中に通知手段によって通知がなされる頻度を予測 する予測手段をさらに備えた場合、 該予測手段によって予測される通知手段による通 知頻度が規定頻度以上のときは、 再生終了レベルを再生完了レベルとし、 一方、 予測 手段によつて予測される通知手段による通知頻度が規定頻度より低いときは、 再生終 了レベルを、 自動再生開始レベルよりも残量レベル低下量の分だけ高いレベルとして も良い。
ここで、 規定頻度は予め定められた頻度である。 この規定頻度を、 通知手段による 通知頻度が過剰に高いと判断出来る閾値となる頻度としても良い。
再生終了レベルを、 再生完了レベルとした場合であっても、 自動再生開始レベルよ りも残量レベル低下量の分だけ高いレベルとした場合であっても、 再生制御の実行終 了後に排気浄化装置の排気浄化能力が再度低下した場合、 該排気浄化装置の排気浄化 能力は通知開始レベルにまで低下する前に自動再生開始レベルに達する。
しかしながら、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルに達したとき に、 内燃機関の運転状態が自動再生可能運転状態でない場合、 この時点で再生制御の 実行は開始されない。 そのため、 排気浄化装置の排気浄化能力はさらに低下すること になる。 ここで、 再生終了レベルを、 自動再生開始レベルよりも残量レベル低下量の分だけ 高いレベルとした場合の方が、 再生終了レベルを再生完了レベルとした場合よりも、 再生制御の実行終了時点における排気浄化装置の排気浄化能力のレベルはより低くな る。 従って、 上記のような場合、 再生終了レベルを、 自動再生開始レベルよりも残量 レベル低下量の分だけ高いレベルとした場合の方が、 再生終了レベルを再生完了レべ ルとした場合よりも、 排気浄化装置の排気浄化能力がより早い時期に通知開始レベル にまで低下することになる。 その結果、 通知手段による通知頻度がより高くなる虞が ある。
そこで、 上記のように、 予測手段によって予測される通知手段による通知頻度が規 定頻度以上のときは、 再生終了レベルを再生完了レベルとする。 これにより、 通知手 段による通知頻度を抑制することが出来る。
一方、 再生終了レベルを、 自動再生開始レベルよりも残量レベル低下量の分だけ高 いレベルとした場合、 再生終了レベルを再生完了レベルとした場令よりも再生制御が より早く終了することになる。 つまり、 一回の再生制御にかかる時間をより短縮する ことが出来る。
尚、 上記のように、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルに達したと きに、 自動開始手段によって再生制御が開始されるか否かは、 この時点の內燃機関の 運転状態によって決定される。 そのため、 排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レ ベル以下にまで低下する頻度、 即ち、 通知手段による通知頻度は内燃機関の運転状態 に応じて変化することになる。 従って、 内燃機関の運転履歴等に基づいて内燃機関の 運転状態を予測することで通知手段による通知頻度を予測することが可能となる。 本発明においては、 排気浄化装置が、 排気中の P Mを捕集するフィルタを有してい ても良い。 この場合、 フィルタにおける P M堆積量の増加に伴って排気浄化装置の排 気浄化能力のレベルが低下する。 そこで、 再生制御実行手段によって実行される再生 制御を、 フィルタに堆積した P Mを酸化 '除去するフィルタ再生制御としても良い。 また、 この場合、 フィルタにおける P M堆積量が再生終了堆積量にまで減少したとき に、 排気浄化装置の排気浄化能力が再生終了レベルにまで再生されたと判断しても良 レ、。 そして、 再生用燃料量推定手段によって推定される再生用燃料量を、 フィルタに おける P M堆積量を再生終了堆積量にまで減少させるのに必要な燃料量としても良 い。
上記の場合、 フィルタにおける P M堆積量が通知開始堆積量以上にまで増加したと きに、 排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レベル以下にまで低下したと判断して も良い。 また、 フィルタにおける P M堆積量が自動再生開始堆積量にまで増加したと きに、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルにまで低下したと判断して も良い。
本発明においては、 排気浄化装置が N O X触媒を有していても良い。 この場合、 N O X触媒に吸蔵された S O Xの増加に伴って排気浄化装置の排気浄化能力のレベルが 低下する。 そこで、 再生制御実行手段によって実行される再生制御を、 N O X触媒に 吸蔵された S O Xを還元させる S O X被毒再生制御としても良い。 また、 この場合、 N O X触媒における S O X吸蔵量が再生終了吸蔵量にまで減少したときに、 排気浄化 装置の排気浄化能力が再生終了レベルにまで再生されたと判断しても良い。 そして、 再生用燃料量推定手段によって推定される再生用燃料量を、 N O X触媒における S O X吸蔵量を再生終了吸蔵量にまで減少させるのに必要な燃料量としても良い。
上記の場合、 N O X触媒における S O X吸蔵量が通知開始吸蔵量以上にまで増加し たときに、 排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レベル以下にまで低下したと判断 しても良い。 また、 N O X触媒における S O X吸蔵量が自動再生開始吸蔵量にまで増 加したときに、 排気浄化装置の排気浄化能力が自動再生開始レベルにまで低下したと 判断しても良い。
本発明において、 指令手段は、 内燃機関が搭載された車両に設けられた再生実行ス イッチでも良い。 この場合、 再生実行スィッチが O Nとされることで、 再生制御実行 手段に対して再生実行指令が出される。 図面の簡単な説明
図 1は、 本発明の実施例に係る内燃機関の吸排気系および燃料系の概略構成を示す 図である。
図 2は、 本発明の実施例 1に係る再生通知ランプ点灯制御の制御ルーチンを示すフ ローチャートである。 図 3は、 本発明の実施例 2に係る第二再生通知ランプ点灯制御の制御ルーチンを示 すフローチヤ一トである。
発明を実施するための最良の形態
以下、 本発明に係る内燃機関の排気浄化装置再生システムの具体的な実施の形態に ついて図面に基づいて説明する。
(実施例 1 )
<内燃機関の吸排気系および燃料系の概略構成 >
ここでは、 本発明を車両駆動用のディーゼル機関に適用した場合を例に挙げて説明 する。 図 1は、 本実施例に係る内燃機関の吸排気系および燃料系の概略構成を示す図 である。
内燃機関 1は車両駆動用のディーゼル機関である。 この内燃機関 1には、 吸気通路 4と排気通路 2が接続されている。 排気通路 2には酸化触媒 6が設けられている。 ま た、 酸化触媒 6より下流側の排気通路 2には、 排気中の P Mを捕集するフィルタ 3が 設けられている。 このフィルタ 3には N O X触媒が担持されている。 本実施例におい ては、 酸化触媒 6およびフィルタ 3を含んで本発明に係る排気浄化装置が形成されて いる。
酸化触媒 6より上流側の排気通路 2には、 排気中に燃料を添加する燃料添加弁 5が 設けられている。 また、 排気通路 2には、 酸化触媒 6より下流側且つフィルタ 3より 上流側の排気通路 2内とフィルタ 3より下流側の排気通路 2内との圧力の差に対応し た電気信号を出力する差圧センサ 9が設けられている。 さらに、 フィルタ 3より下流 側の排気通路 2には、 該排気通路 2を流通する排気の温度に対応した電気信号を出力 する排気温度センサ 7が設けられている。
また、 内燃機関 1の燃料噴射弁および燃料添加弁 5に供給される燃料を貯留してい る燃料タンク 1 2内には、 燃料の水位に対応した電気信号を出力するフロートセンサ 1 3が設置されている。
以上述べたように構成された内燃機関 1には、 この内燃機関 1を制御するための電 子制御ユニット (ECU) 10が併設されている。 この ECU 10は、 内燃機関 1の 運転条件や運転者の要求に応じて内燃機関 1の運転状態を制御するュニットである。 ECU 10は、 差圧センサ 9や排気温度センサ 7、 フロートセンサ 13等の各種セン サと電気的に接続されている。 これらの出力信号が ECU10に入力される。 そし て、 ECU 10は、 差圧センサ 9の出力値からフィルタ 3における PM堆積量を推定 する。 また、 ECU 10は、 排気温度センサ 7の出力値からフィルタ 3の温度を推定 する。 また、 ECU 10は、 フロートセンサ 13の出力値から燃料の残量を推定す る。 さらに、 ECU10は、 燃料添加弁 5や内燃機関 1の燃料噴射弁と電気的に接続 されており、 これらが E CU 10によって制御される。
また、 本実施例に係る内燃機関 1を搭載した車両の運転席には、 燃料警告ランプ 1 1、 および、 再生スィッチ 14、 再生通知ランプ 15が設けられており、 これらが E CU 10に電気的に接続されている。
燃料警告ランプ 11は、 燃料タンク 12内の燃料の残量が規定残量以下となってい るときに、 ECU 10からの信号により点灯される。 ここで、 規定残量は、 燃料の残 量が過剰に少ないと判断出来る閾値となる量であって、 予め定められた値である。 再生スィッチ 14は、 少なくとも運転者によって操作可能となっており、 〇Nとさ れることで、 E C U 1 0に対して、 後述するフィルタ再生制御を実行するよう再生実 行指令を出すものである。 また、 再生通知ランプ 1 5は、 点灯されることによって、 再生スィツチ 1 4を O Nとするよう運転者に通知するものである。 該再生通知ランプ 1 5は E C U 1 0からの信号により点灯される。 本実施例においては、 再生スィッチ 1 4が本発明に係る指令手段に相当し、 再生通知ランプ 1 5が本発明に係る通知手段 に相当する。
<フィルタ再生制御〉
フィルタ 3における P M堆積量が過剰に増加すると、 該フィルタ 3の P M捕集能力 が低下するために、 該フィルタ 3の排気浄化能力が低下することになる。 また、 フィ ルタ 3における P M堆積量が過剰に増加すると、 フィルタ 3より上流側の排気通路 2 内の圧力の上昇によって、 内燃機関 1の運転状態に過剰な影響を与える虞がある。 そ こで、 本実施例においては、 フィルタ 3に堆積した P Mを酸化し除去すべくフィルタ 再生制御が行われる。
本実施例に係るフィルタ再生制御は、 燃料添加弁 5から排気中に燃料を添加し、 該 燃料を酸化触媒 6およびフィルタ 3に供給することで実行される。 これらに供給され た燃料は酸化触媒 6またはフィルタ 3に担持された N O X触媒で酸化される。 このと きに発生する酸化熱によってフィルタ 3を目標温度にまで昇温させ、 それによつて、 堆積した P Mを酸化し除去する。 ここで、 目標温度は、 フィルタ 3に堆積した P Mを 酸化し除去することが可能な温度であって、 且つ、 フィルタ 3の過昇温を抑制するこ とが出来る温度である。
そして、 本実施例に係るフィルタ再生制御は、 該フィルタ再生制御が実行されるこ とでフィルタ 3における PM堆積量が再生終了堆積量にまで減少したときにその実行 が終了される。 '
尚、 フィルタ再生制御においては、 燃料添加弁 5からの燃料添加の代わりに、 内燃 機関 1における副燃料噴射を実行することで燃料を酸化触媒 6およびフィルタ 3に供 給しても良い。 また、 本実施例に係る再生終了堆積量は、 予め定められた量であつ て、 フィルタ 3からの P Mの除去がほぼ完了したと判断出来る再生完了堆積量であつ ても良い。
<自動再生制御およぴ手動再生制御 >
本実施例においては、 フィルタ 3における P M堆積量が自動再生開始堆積量にまで 増加したときに、 内燃機関 1の運転状態が自動再生可能運転状態である場合は、 E C U 1 0によって自動的にフィルタ再生制御の実行が開始される。 以下、 このように自 動的に開始されるフィルタ再生制御を自動再生制御と称する。
ここで、 自動再生開始堆積量は、 フィルタ 3における P M堆積量の許容範囲内での 上限量よりも少ない量であって、 予め定められた量である。 また、 自動再生可能運転 状態は、 E C U 1 0によって自動再生制御を開始させることが可能な運転状態であつ て、 予め定められた運転状態である。
しかしながら、 フィルタ 3における P M堆積量が自動再生開始堆積量に達したとき であっても、 内燃機関 1の運転状態が自動再生可能運転状態でない場合は自動再生制 御が実行されない。 このような場合、 フィルタ 3における P M堆積量はさらに増加す ることになる。
そのため、 本実施例では、 運転者が再生スィッチ 1 4を〇Nとすることによって も、 フィルタ再生制御を実行することが可能となっている。 再生スィッチ 1 4が O N とされると、 E C U 1 0に対して再生実行指令が出される。 この再生実行指令を受け て E C U 1 0がフィルタ再生制御の実行を開始する。 以下、 再生スィッチ 1 4が O N されることで開始されるフィルタ再生制御を手動再生制御と称する。
このように、 本実施例では、 フィルタ 3における P M堆積量が自動再生開始堆積量 よりも多くなつた場合であっても、 手動再生制御を実行することでフィルタ 3に堆積 した P Mを酸化し除去することが出来る。
尚、 本実施例では、 手動再生制御は、 内燃機関 1の運転状態がアイドリングにある ときに実行されるものとする。 つまり、 手動再生制御を実行する場合、 運転者は、 先 ず、 内燃機関 1の運転状態をアイドリングとし、 その後、 再生スィッチ 1 4を O Nす る。
また、 自動再生制御の場合と手動再生制御の場合とでは、 フィルタ再生制御の実行 開始時のフィルタ 3における P M堆積量が異なることになる。 そのため、 目標温度を 異なる温度とするのが好ましい。 また、 手動再生制御の場合、 その実行開始時期に応 じて、 実行開始時点でのフィルタ 3における P M堆積量が異なるため、 実行開始時点 での P M堆積量に基づいて目標温度を変更しても良い。
<再生通知ランプ点灯制御〉
本実施例では、 再生通知ランプ 1 5を点灯することによって、 運転者に手動再生制 御の実行を促す。 つまり、 E C U 1 0は、 フィルタ 3における P M堆積量が自動再生 開始堆積量より多いときに、 再生通知ランプ 1 5を点灯することによって、 再生スィ ツチ 1 4を O Nとして手動再生制御を実行するよう運転者に通知する。
しかしながら、 燃料の残量が不十分のときに手動再生制御の実行が開始されると、 該手動再生制御の実行中に燃料の残量が規定残量以下にまで減少し、 燃料警告ランプ 1 1が点灯される虞がある。
そこで、 本実施例では、 手動再生制御の実行中に燃料の残量が規定残量以下となら ないよう再生通知ランプ 1 5の点灯時期を制御する再生通知ランプ点灯制御が行われ る。
本実施例においては、 手動再生制御は再生通知ランプ 1 5の点灯開始後に実行され る。 そのため、 再生通知ランプ 1 5の点灯時期を制御することで、 手動再生制御の実 行時期を、 該手動再生制御の実行中に燃料の残量が規定残量以下にまで減少しない時 期に制御することが出来る。
以下、 本実施例に係る再生通知ランプ点灯制御の制御ルーチンについて、 図 2に示 すフローチャートに基づいて説明する。 本ルーチンは、 E C U 1 0に予め記憶されて おり、 内燃機関 1の運転中、 規定時間毎に実行されるルーチンである。
本ルーチンでは、 ECU 10は、 先ず S 101において、 フィルタ 3における PM 堆積量が通知開始堆積量 Qpma以上であるか否かを判別する。 ここで、 通知開始堆 積量 Qpmaは、 自動再生開始堆積量 Qpmbより多い量であって、 且つ、 フィルタ 3における PM堆積量の許容範囲内での上限量よりも少ない量である。 この通知開始 堆積量 Qpmaも、 自動再生開始堆積量 Qpmbと同様、 予め定められた量である。 S 10 1において、 肯定判定された場合、 ECU10は S 102に進み、 否定判定さ れた場合、 ECU 1◦は本ルーチンの実行を一旦終了する。
S 102において、 ECU 10は、 現時点での PM堆積量 Q p mに基づいて、 手動 再生制御を実行した場合に PM堆積量 Q p mを再生終了堆積量 Q pmeにまで減少さ せるために必要となる燃料量、 即ち、 手動再生制御に必要となる燃料量である再生用 燃料量 Q f rを算出する。 上述したよう ίこ、 本実施例では、 手動再生制御の実行中の 内燃機関 1の運転状態はアイドリングである。 そのため、 アイドリングの状態でフィ ルタ再生制御を実行した場合に ΡΜ堆積量 Q p mを再生終了堆積量 Q pmeにまで減 少させるために必要な燃料量として再生用燃料量 Q f rを算出する
次に、 ECU10は、 S 103に進み、 燃料の残量が、 再生用燃料量 Q f rと規定 残量 Q f pとの和以上であるか否かを判別する。 S 103において、 肯定判定された 場合、 ECU10は S 104に進み、 否定判定された場合、 ECU 10は S 105に 進む。
S 104に進んだ ECU 10は、 再生通知ランプ 15を点灯させ、 その後、 本ルー チンの実行を一旦終了する。
一方、 S 105に進んだ ECU 10は、 再生通知ランプ 15の点灯を禁止し、 その 後、 本ルーチンの実行をー且終了する。
燃料の残量 Q f u e 1力 再生用燃料量 Q f rと前記規定残量 Q f pとの和より少 ないときに手-動再生制御の実行が開始された場合、 PM堆積量 Q p mが再生終了堆積 量 Q p m eにまで減少するまでの間に燃料の残量 Q f u e lが規定残量 Q ί pより少 ない量となる虞がある。
上記制御ルーチンによれば、 燃料の残量 Q f u e 1力;、 再生用燃料量 Q f rと規定 残量 Q f Pとの和より少ないときは、 再生通知ランプ 1 5の点灯が禁止される。 これ により、 燃料の残量 Q f u e 1力 再生用燃料量 Q f rと規定残量 Q f pとの和より 少ないときに手動再生制御が実行されるのを抑制することが出来る。 従って、 手動再 生制御の実行中に、 燃料の残量 Q f u e lが規定残量 Q f pより少ない量となり、 そ れによって、 燃料警告ランプ 1 1が点灯されるのを抑制することが出来る。
また、 上記ルーチンによれば、 フィルタ 3における P M堆積量 Q p mが通知開始堆 積量 Q p m a以上にまで増加したときに、 燃料の残量が、 再生用燃料量 Q f rと規定 残量 Q f Pとの和以上の場合、 即ち、 フィルタ再生制御に燃料を使用したとしても該 フィルタ再生制御の実行終了後に規定残量 Q f p以上の燃料が残る可能性が高いと判 断できる場合は、 再生通知ランプ 1 5が点灯される。 これにより、 燃料の残量が再生 用燃料量 Q f r と規定残量 Q f pとの和以上のときに手動再生制御の実行を開始する よう運転者に促すことが出来る。
本実施例において、 手動再生制御は運転者が再生スィツチ 1 4を O Nとした場合に 実行される。 そのため、 再生通知ランプ 1 5が一旦点灯された場合であっても、 手動 再生制御が実行されずに内燃機関 1の運転が継続される場合がある。 上記ルーチンに よれば、 このような場合において、 再生通知ランプ 1 5の点灯開始後の内燃機関 1の 運転継続中に、 燃料の残量 Q f u e 1力 S、 再生用燃料量 Q f rと規定残量 Q f pとの 和より少なくなつた場合も、 再生通知ランプ 1 5の点灯が禁止される。 つまり、 ー且 点灯された再生通知ランプ 1 5が消されることになる。
また、 再生通知ランプ 1 5の点灯が禁止された後、 新たに給油されることによつ て、 燃料の残量 Q f u e 1力 再生用燃料量 Q f rと規定残量 Q f pとの和以上とな つた場合、 再生通知ランプ 1 5が点灯されることになる。 また、 本実施例においては、 再生通知ランプ 1 5の点灯が開始された後、 再生スィ ツチ 1 4が O Nとされたとき、 即ち、 手動再生制御の実行が開始されたときに、 再生 通知ランプ 1 5の点灯を停止しても良い。
(実施例 2 )
本実施例に係る内燃機関の吸排気系および燃料系の概略構成は、 上述した実施例 1 と同様であるためその説明を省略する。
本実施例においても、 実施例 1と同様、 フィルタ再生制御が自動再生制御と手動再 生制御とによって実行される。 また、 実施例 1と同様の再生通知ランプ点灯制御が実 行される。
<第二再生通知ランプ点灯制御 >
本実施例では、 実施例 1と同様の再生通知ランプ点灯制御を第一再生通知ランプ点 灯制御とする。 そして、 本実施例においては、 第一再生通知ランプ点灯制御に加え、 第二再生通知ランプ点灯制御が実行される。 以下、 本実施例に係る第二再生通知ラン プ点灯制御について説明する。
本実施例に係る第二再生通知ランプ点灯制御においては、 フィルタ 3における P M 堆積量が通知開始堆積量よりも少ない量であって且つ自動再生開始堆積量より多い量 であるときに、 燃料の残量が、 再生用燃料量と規定残量との和に更に所定量を加算し た量となったときに、 再生通知ランプ 1 5の点灯が開始される。
燃料の残量がある程度減少すると、 フィルタ 3における P M堆積量が、 自動再生開 始堆積量より多くなつてから通知開始堆積量にとなるまでの間に、 燃料の残量が再生 用燃料量と規定残量との和となる場合がある。 しかしながら、 上述したように、 燃科 の残量が再生用燃料量と規定残量との和となった時点よりも後、 即ち、 燃料の残量が 再生用燃料量と規定残量との和より少なくなつてから手動再生制御の実行が開始され た場合、 手動再生制御の実行が終了するまでの間に燃料の残量が規定残量以下となる 虞がある。 そこで、 本実施例では、 上記のように、 フィルタ 3における P M堆積量が自動再生 開始堆積量より多い量であるときに、 燃料の残量が、 再生用燃料量と規定残量との和 に更に所定量を加算した量となった場合は、 フィルタ 3における P M堆積量が通知開 始堆積量にまで達していなくても再生通知ランプ 1 5の点灯を開始する。
ここで、 所定量は予め定められた量である。 この所定量を、 再生通知ランプ 1 5の 点灯が開始されてから、 再生スィツチ 1 4が O Nとされることによって手動再生制御 の実行が開始されるまでの間において、 内燃機関 1の運転に使用される燃料量と、 こ の間にフィルタ 3にさらに堆積する分の P M堆積量をフィルタ再生制御によって酸化 し除去するのに必要な燃料量との和として十分と考えられる量としても良い。 このよ うな場合であっても、 実験等によって所定量を予め定めることが出来る。
上記によれば、 燃料の残量が再生用燃料量と規定残量との和以上のときに手動再生 制御の実行を開始するよう運転者に促すことが出来る。 燃料の残量が再生用燃料量と 規定残量との和以上のときに手動再生制御の実行が開始されれば、 手動再生制御の実 行中に、 燃料の残量が規定残量以下にまで減少するのを抑制することが出来る。
<再生終了堆積量の設定〉
本実施例においても、 フィルタ再生制御は、 フィルタ 3における P M堆積量が再生 終了堆積量にまで減少した時点で終了される。 そして、 本実施例では、 再生終了堆積 量を、 再生完了堆積量と、 後述する減算堆積量とのいずれかに設定する。
再生完了堆積量は、 フィルタ 3からの P Mの除去がほぼ完了したと判断出来る閾値 となる P M堆積量であって、 予め定められた量である。
ここで、 規定残量分の燃料量と所定量との和に相当する燃料量で内燃機関 1を運転 することによってフィルタ 3に堆積する P M堆積量を残量分堆積量とする。 そして、 本実施例では、 自動再生開始堆積量から残量分堆積量を減算した P M堆積量を減算堆 積量とする。
規定残量と所定量とは予め定められた量であるため、 残量分堆積量を推定すること は可能である。 そして、 自動再生開始堆積量も予め定められた量であるため、 減算堆 積量を算出することは可能である。 尚、 本実施例においては、 減算堆積量は再生完了 堆積量よりも多い量となる。
次に、 再生終了堆積量を減算堆積量として再生用燃料量を算出し、 燃料の残量が、 該再生用燃料量と規定残量との和に更に所定量を加算した量となったときに再生通知 ランプ 1 5の点灯を開始した場合について説明する。
上記タイミングで再生通知ランプ 1 5の点灯が開始された時点で手動再生制御の実 行が開始された場合、 手動再生制御の実行が終了した時点における燃料の残量は規定 残量分の燃料量と所定量との和に相当する量となる。 つまり、 この規定残量分の燃料 量と所定量との和に相当する量の燃料が、 手動再生制御の実行終了時点における燃料 の残量の最大量である。 そして、 上記のように、 規定残量分の燃料量と所定量との和 に相当する量の燃料を用いて内燃機関 1を運転することによってフィルタ 3に堆積す る P M堆積量が残量分堆積量である。
つまり、 再生終了堆積量を、 自動再生開始堆積量から残量分堆積量を減算した堆積 量である減算堆積量とした場合、 手動再生制御の実行終了後に内燃機関 1の運転を継 続すると、 P M堆積量が自動再生開始堆積量にまで再度増加する以前に燃料の残量が 零になる。 そのため、 再生終了堆積量を減算堆積量とした場合、 手動再生制御の実行 終了後、 P M堆積量が自動再生開始堆積量にまで増加する前に新たに給油される可能 性が高い。
そして、 給油後、 内燃機関 1が運転されることでフィルタ 3における P M堆積量は さらに増加するが、 このとき、 P M堆積量は通知開始堆積量にまで増加する前に自動 再生開始堆積量に達する。 P M堆積量が自動再生開始堆積量にまで達した時点で、 内 燃機関 1の運転状態が自動再生可能運転状態となっていればフィルタ再生制御が自動 再生制御として自動的に実行される。
従って、 再生終了堆積量を減算堆積量とした場合、 再生通知ランプ 1 5が点灯され ることによって、 運転者が手 li再生制御を実行した後、 また直ぐに再生通知ランプ 1 5の点灯が開始されるのを抑制することが出来る。
ここで、 本実施例にかかる再生終了堆積量の設定方法について説明する。 本実施例 においては、 再生終了堆積量を、 再生完了堆積量と減算堆積量とのうちどちらに設定 するのかは、 内燃機関 1の運転中における 生通知ランプ 1 5の点灯頻度に応じて決 定される。
フィルタ 3における P M堆積量が自動再生開始堆積量に達したときに自動再生制御 の実行が開始されるか否かは、 この時点の内燃機関 1の運転状態によって決定され る。 そして、 上述したように、 P M堆積量が通知開始堆積量にまで增加するのは、 自 動再生制御が実行されなかった場合である。 そのため、 P M堆積量が通知開始堆積量 にまで増加する頻度、 即ち、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度は内燃機関 1の運転状態 に応じて変化することになる。 そこで、 本実施例においては、 内燃機関 1の運転履歴 等に基づいて内燃機関 1の運転状態を予測することで、 E C U 1 0力 S、 再生通知ラン プ 1 5の点灯頻度を予測する。
そして、 本実施例では、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度が規定頻度以上のときは、 再生終了堆積量を再生完了堆積量に設定し、 一方、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度が 規定頻度より低いときは、 再生終了堆積量を減算堆積量に設定する。
ここで、 規定頻度は予め定められた頻度であって、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度 が過剰に高いと判断出来る閾値となる頻度である。
再生終了堆積量を、 再生完了堆積量に設定した場合であっても、 減算堆積量に設定 した場合であっても、 手動再生制御の実行終了後にフィルタ 3における P M堆積量が 再度増加した場合、 該 P M堆積量は通知開始堆積量にまで増加する前に自動再生開始 堆積量に達する。
しかしながら、 P M堆積量が自動再生開始堆積量に達したときに、 内燃機関 1の運 耘状態が自動再生可能運転状態でない場合、 この時点で自動再生制御の実行は開始さ れない。 そのため、 PM堆積量はさらに増加することになる。
ここで、 再生終了堆積量を減算堆積量に設定した場合の方が、 再生終了堆積量を再 生完了堆積量に設定した場合よりも、 手動再生制御の実行終了時点における PM堆積 量はより少なくなる。 従って、 上記のように自動再生制御が実行されなかった場合、 再生終了堆積量を減算堆積量に設定した場合の方が、 再生終了堆積量を再生完了堆積 量に設定した場合よりも、 PM堆積量がより早い時期に通知開始堆積量にまで増加す ることになる。 その結果、 再生通知ランプ 15の点灯頻度がより高くなる虞がある。 そこで、 上記のように、 再生通知ランプ 15の点灯頻度が規定頻度以上のときは、 再生終了堆積量を再生完了堆積量に設定する。 これにより、 再生通知ランプ 1 5の点 灯頻度を抑制することが出来る。
一方、 再生終了堆積量を減算堆積量に設定した場合、 再生終了堆積量を再生完了堆 積量に設定した場合よりも手動再生制御がより早い時期に終了することになる。 つま り、 一回の手動再生制御にかかる時間をより短縮することが出来る。
<第二再生通知ランプ点灯制御の制御ルーチン >
次に、 本実施例に係る第二再生通知ランプ点灯制御の制御ルーチンについて、 図 3 に示すフローチャートに基づいて説明する。 本ルーチンも、 図 2に示す第一再生通知 ランプ点灯制御の制御ルーチンと同様、 E C U 10に予め記憶されており、 内燃機関 1の運転中、 規定時間毎に実行されるルーチンである。
本ルーチンでは、 ECU 10は、 先ず S 201において、 フィルタ 3における PM 堆積量が自動再生開始堆積量 Qpmbより多いか否かを判別する。 ここで、 S 201 において、 肯定判定された場合、 ECU 10は S 202に進み、 否定判定された場 合、 ECU 10は本ルーチンの実行をー且終了する。
S 202において、 ECU 10は、 予測される再生通知ランプ 15の点灯頻度 F r が規定頻度 F p以上であるか否かを判別する。 S 202において、 肯定判定された場 合、 ECU 10は S 203に進み、 否定判定された場合、 ECU 10は S 207に進 む。
S 203に進んだ E C U 10は、 再生終了堆積量 Q pmeを再生完了堆積量 Q p m cに設定する。
次に、 ECU 10は、 S 204に進み、 現時点の PM堆積量 Q pmと再生完了堆積 量 Qpmcとに基づいて再生用燃料量 Q f rを算出する。 このとき、 ECU 10は、 内燃機関 1の運転状態がアイドリングである場合に PM堆積量 Q pmを再生完了堆積 量 Qpmcにまで減少させるために必要な燃料量として再生用燃料量 Q f rを算出す る。
次に、 ECU 10は、 S 205に進み、 燃料の残量 Q f u e 1力 再生用燃料量 Q f rと規定残量 Q f pとの和にさらに所定量 Q f dを加算した量となったか否かを判 別する。 S 205において、 肯定判定された場合、 E CU 10は S 206に進み、 否 定判定された場合、 ECU10は本ルーチンの実行を一旦終了する。
S 206に進んだ ECU 10は、 再生通知ランプ 15の点灯を開始し、 その後、 本 ノレ一チンの実行を一且終了する。
一方、 S 207に進んだ ECU 10は、 規定残量 Q f pと所定量 Q f dとの和に基 づいて残量分堆積量 Q p m zを推定する。
次に、 ECU 10は、 S 208に進み、 自動再生開始堆積量 Qpmbから残量分堆 積量 Qpmzを減算することで減算堆積量 Qpmyを算出する。
次に、 ECU10は、 S 209に進み、 再生終了堆積量 Q pmeを減算堆積量 Qp myに設定する。
次に、 ECU10は、 S 210に進み、 現時点の PM堆積量 Qpmと減算堆積量 Q p myとに基づいて再生用燃料量 Q f rを算出する。 このとき、 ECU 10は、 前記 と同様、 内燃機関 1の運転状態がアイドリングである場合に PM堆積量 Q p mを減算 堆積量 Qpm yにまで減少させるために必要な燃料量として再生用燃料量 Q f rを算 出する。 再生用燃料量 Q f rを算出した後、 ECU 10は S 2◦ 5に進む。 以上説明した制御ルーチンによれば、 フイノレタ 3における P M堆積量 Q p mが自動 再生開始堆積量 Q p m bより多い量であるときに、 燃料の残量 Q f u e 1力 再生用 燃料量 Q f rと規定残量 Q f pとの和に更に所定量 Q f dを加算した量となった場合 は、 フィルタ 3における P M堆積量 Q p mが通知開始堆積量にまで達していなくても 再生通知ランプ 1 5の点灯が開始される。 そのため、 燃料の残量 Q f u e lが再生用 燃料量 Q f rと規定残量 Q f pとの和以上のときに手動再生制御の実行を開始するよ う運転者を促すことが出来る。
また、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度 F rが規定頻度 F p以上のときは、 再生終了 堆積量 Q p m eが再生完了堆積量 Q p m cに設定される。 これにより、 再生通知ラン プ 1 5の点灯頻度を抑制することが出来る。 一方、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度 F rが規定頻度 F pより低いときは、 再生終了堆積量 Q p m eが減算堆積量 Q p m yに 設定される。 これにより、 一回の手動再生制御にかかる時間をより短縮することが出 来る。
尚、 上記第二再生通知ランプ点灯制御によって再生通知ランプ 1 5の点灯が開始さ れた場合も、 再生スィッチ 1 4が O Nとされたとき、 即ち、 手動再生制御の実行が開 始されたときに、 再生通知ランプ 1 5の点灯を停止しても良い。
また、 第一再生通知ランプ点灯制御により、 フィルタ 3における P M堆積量が通知 開始堆積量以上となったときに再生通知ランプ 3が点灯され、 それによつて、 手動再 生制御が実行される場合であっても、 上述した第二再生通知ランプ点灯制御のよう に、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度が規定頻度以上のときは、 再生終了堆積量を再生 完了堆積量に設定し、 一方、 再生通知ランプ 1 5の点灯頻度が規定頻度より低いとき は、 再生終了堆積量を、 自動再生開始堆積量より少なく且つ再生完了堆積量より多い 量 (例えば、 減算堆積量) に設定しても良い。
このような場合も、 第二再生通知ランプ点灯制御と同様の効果を得ることが出来 る。 上述した実施例 1および 2においては、 本発明に係る再生制御をフィルタ再生制御 とした場合について説明したが、 本発明に係る再生制御をフィルタ 3に担持された N O X触媒に吸蔵された S O Xを還元させる S〇 X被毒再生制御とした場合であっても、 同様の再生通知ランプ点灯制御を適用することが出来る。 産業上の利用可能性
本発明に係る内燃機関の排気浄化システムによれば、 排気浄化装置に燃料を供給す ることで該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御の実行中に、 燃料の残 量が過剰に少ない量となることを抑制することが出来る。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 内燃機関の排気通路に設けられ排気を浄化する排気浄化装置に燃料を供給する ことで該排気浄化装置の排気浄化能力を再生させる再生制御を実行する再生制御実行 手段と、
運転者によって操作されることが可能であって、 前記再生制御実行手段に対して再 生制御を実行するよう再生実行指令を出す指令手段と、
該指令手段によって前記再生制御実行手段に対して再生実行指令を出すよう運転者 に通知する通知手段と、 を備え、
前記通知手段によつて運転者に通知がなされているときに前記指令手段によって前 記再生制御実行手段に対して再生実行指令が出され、 それによつて実行される再生制 御の実行中に、 燃料の残量が規定残量以下とならないように、 前記通知手段による通 知時期を制御することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置再生システム。
2 . 前記再生制御実行手段によって再生制御を実行することで前記排気浄化装置の 排気浄化能力を再生終了レベルにまで再生させるために必要な燃料量である再生用燃 科量を推定する再生用燃料量推定手段をさらに備え、
燃料の残量が、 前記再生用燃料量推定手段によって推定される前記再生用燃料量と 前記規定残量との和より少ないときは、 前記通知手段による通知を禁止することを特 徴とする請求項 1記載の内燃機関の排気浄化装置再生システム。
3 . 前記排気浄化装置の排気浄化能力が通知開始レベル以下にまで低下したときに、 燃料の残量が、 前記再生用燃料量推定手段によって推定される前記再生用燃料量と前 記規定残量との和以上のときは、 前記通知手段による通知を開始することを特徴とす る請求項 2記載の内燃機関の排気浄化装置再生システム。
4 . 前記排気浄化装置の排気浄化能力が前記通知開始レベルより高いレベルである 自動再生開始レベルにまで低下したときに、 前記内燃機関の運転状態が自動再生可能 運転状態となっているときは、 前記指令手段からの再生実行指令がなくても前記再生 制御実行手段による再生制御の実行を開始させる自動開始手段をさらに備え、 前記排気浄化装置の排気浄化能力が前記通知開始レベルよりも高く且つ前記自動再 生開始レベルよりも低いときに、 燃料の残量が、 前記再生用燃料量推定手段によって 推定される前記再生用燃料量と前記規定残量との和に更に所定量を加算した量となつ たときにも、 前記通知手段による通知を開始することを特徴とする請求項 3記載の内 燃機関の排気浄化装置再生システム。
5 . 前記再生終了レベルを、 前記排気浄化装置の排気浄化能力の再生がほぼ完了し たと判断出来る閾値である再生完了レベルとすることを特徴とする請求項 4記載の内 • 燃機関の排気浄化装置再生システム。
6 . 前記規定残量分の燃料量と前記所定量との和に相当する量の燃料を用いて前記 内燃機関を運転することによって低下する前記排気浄化装置の排気浄化能力のレベル 低下分である残量レベル低下量を推定する残量レベル低下量推定手段をさらに備え、 前記再生終了レベルを、 前記自動再生開始レベルよりも、 前記残量レベル低下量推 定手段によって推定される前記残量レベル低下量の分だけ高いレベルとすることを特 徴とする請求項 4記載の内燃機関の排気浄化装置再生システム。
7 . 前記内燃機関の運転中に前記通知手段によって通知がなされる頻度を予測する 予測手段と、
前記規定残量分の燃料量と前記所定量との和に相当する量の燃料を用いて前記内燃 機関を運転することで低下する前記排気浄化装置の排気浄化能力のレベル低下分であ る残量レベル低下量を推定する残量レベル低下量推定手段と、 をさらに備え、
前記予測手段によつて予測される前記通知手段による通知頻度が規定頻度以上のと きは、 前記再生終了レベルを、 前記排気浄化装置の排気浄化能力の再生がほぼ完了し たと判断出来る閾値である再生完了レベルとし、
前記予測手段によつて予測される前記通知手段による通知頻度が前記規定頻度より 低いときは、 前記再生終了レベルを、 前記自動再生開始レベルよりも、 前記残量レべ ル低下量推定手段によって推定される前記残量レベル低下量の分だけ高いレベルとす ることを特徴とする請求項 4記載の内燃機関の排気浄化装置再生システム。
8 . 前記排気浄化装置が、 排気中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィ ルタを有し、
前記再生制御実行手段によって実行される再生制御が、 前記パティキュレートフィ ルタに堆積した粒子状物質を酸化し除去するフィルタ再生制御であり、
前記再生用燃料量推定手段によって推定される前記再生用燃料量が、 前記パティキ ュレートフィルタにおける粒子状物質の堆積量を再生終了堆積量にまで減少させるの に必要な燃料量であることを特徴とする請求項 2記載の内燃機関の排気浄化装置再生 システム。
9 . 前記排気浄化装置が吸蔵還元型 N O X触媒を有し、
前記再生制御実行手段によって実行される再生制御が、 前記吸蔵還元型 N O X触媒 に吸蔵された S O Xを還元させる S〇 X被毒再生制御であり、
前記再生用燃料量推定手段によって推定される前記再生用燃料量が、 前記吸蔵還元 型 N O X触媒における S 0 Xの吸蔵量を再生終了吸蔵量にまで減少させるのに必要な 燃料量であることを特徴とする請求項 2記載の内燃機関の排気浄化装置再生システム。
1 0 . 前記再生用燃料量推定手段は、 再生制御が実行されるときの前記内燃機関の 運転状態はアイドリングであると仮定して前記再生用燃料量を推定することを特徴と する請求項 2記載の内燃機関の排気浄化装置再生システム。
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