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JP2004218508A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust emission control device for internal combustion engine Download PDF

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JP2004218508A
JP2004218508A JP2003006088A JP2003006088A JP2004218508A JP 2004218508 A JP2004218508 A JP 2004218508A JP 2003006088 A JP2003006088 A JP 2003006088A JP 2003006088 A JP2003006088 A JP 2003006088A JP 2004218508 A JP2004218508 A JP 2004218508A
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exhaust
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真 大竹
Junichi Kawashima
純一 川島
Naoya Tsutsumoto
直哉 筒本
Mitsunori Kondo
光徳 近藤
Takao Inoue
尊雄 井上
Toshimasa Koga
俊雅 古賀
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Nissan Motor Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent sharp increase in DPF temperature and improve regeneration efficiency, when regeneration is interrupted immediately after start of the regeneration of a PM trap filter (DPF) 15 and then the regeneration is restarted. <P>SOLUTION: A PM remaining amount in DPF 15 when the regeneration is interrupted is calculated. In restarting the regeneration, a regeneration processing temperature (an exhaust temperature increased by delay in main injection timing or the like) is changed depending on the PM remaining amount in interrupting the regeneration and an exhaust-temperature-related parameter (vehicle speed) in restarting the regeneration. In this case, since regeneration processing is performed by a plurality of regeneration steps different in regeneration processing temperature selected depending on the exhaust-temperature-related parameter and a regeneration elapsed time, one of the plurality of steps is selected to change the regeneration processing temperature. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気通路に排気中の粒子状物質であるPM(Particulate Matter)を捕集するフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置に関し、特にそのフィルタの再生技術に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、特許文献1に示されるように、排気通路にPM捕集用フィルタを配置し、所定の再生時期に、フィルタの温度を上昇させる再生処理を行ってフィルタに捕集されているPMを燃焼除去することが行われている。
【0003】
【特許文献1】特開平6−58137号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、PM捕集用フィルタの再生中に、運転状態が変化し、再生が続行できなくなるような運転状態に飛び込んで、再生を中断した場合、部分再生状態とり、PMが燃え残る。このため、再生再開時に、再生中断時の燃え残り分に応じた再生処理温度を設定していないと、思わぬフィルタ温度の急上昇を引き起こしたり、フィルタ温度が十分に上昇せずに再生効率が悪化するといった問題点がある。
【0005】
排気温度を上昇させてフィルタ温度を上昇させる場合、フィルタ温度はフィルタ入口側排気温度とPM堆積量(PM残量)とに応じて変化し、PM残量が多い状態で排気温度を高くすると、思わぬフィルタ温度の急上昇を招き、逆にPM残量が少ない状態で排気温度を低くすると、フィルタ温度が十分に上昇しないからである。
【0006】
本発明は、このような従来の問題点に鑑み、PM捕集用フィルタの再生中断後に再生を再開する場合に、フィルタ温度の急上昇を抑制しつつ、再生効率の向上を図ることができるようにすることを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、再生中断時のフィルタのPM残量を算出しておき、再生再開時に、再生中断時のPM残量に基づいて、再生処理温度を変化させる構成とする。
【0008】
【発明の効果】
本発明によれば、再生再開時の再生処理温度を適切に設定することで、フィルタ温度の急上昇の抑制、及び、再生効率の向上を図ることができる。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は本発明の一実施形態を示す車両用ディーゼルエンジンのシステム図である。
【0010】
ディーゼルエンジン1の各気筒の燃焼室2には、吸気系のエアクリーナ3から、可変ノズル型過給機4の吸気コンプレッサ5、インタークーラ6、吸気絞り弁7、及び、吸気マニホールド8を経て、空気が吸入される。燃料供給系は、コモンレール(図示せず)からこれに蓄圧された高圧燃料を導いて各気筒の燃焼室2内に任意のタイミングで燃料噴射可能な燃料噴射弁9を備えて構成され、各気筒の圧縮行程にて燃料噴射(メイン噴射)がなされ、圧縮着火により燃焼する。燃焼後の排気は、排気系の排気マニホールド10、可変ノズル型過給機4の排気タービン11を経て排出される。また、排気の一部は排気マニホールド10からEGR通路12より取出され、EGRクーラ13、EGR弁14を介して吸気マニホールド8に還流される。
【0011】
ここで、ディーゼルエンジン1から排出される排気中のPMを浄化するため、排気タービン11下流の排気通路には、ディーゼル・パティキュレート・フィルタ(以下「DPF」という)15を設け、これによりPMを捕集する。
【0012】
DPF15でのPMの捕集によりPM堆積量が増加すると、排気抵抗が増大して、運転性が悪化する。よって、所定の再生時期か否かを判断し、再生時期の場合は、再生処理手段(DPF15の温度、より具体的にはDPF15に流入する排気温度を上昇させる手段)、例えば燃料噴射弁9の燃料噴射時期(メイン噴射時期)の遅角、燃料噴射弁9による膨張行程もしくは排気行程での追加的な燃料噴射であるポスト噴射、吸気絞り弁7の開度減少(吸気量減少→空燃比リッチ化→排気温度上昇)、可変ノズル型過給機4による過給圧の低下(吸気量減少→空燃比リッチ化→排気温度上昇)のうち少なくとも1つ、更にはこれらとEGR弁14によるEGR率制御との組み合わせなどを用いて、PMを燃焼させることにより、DPF15を再生する。
【0013】
このため、燃料噴射弁9、吸気絞り弁7、可変ノズル型過給機4、EGR弁14の作動を制御するエンジンコントロールユニット(以下ECUという)20に、エンジン回転に同期したクランク角信号を発生しこれによりエンジン回転数を検出可能なクランク角センサ21、アクセル開度(アクセルペダルの踏込み量)を検出するアクセル開度センサ(アクセルOFF状態でONとなるアイドルスイッチを含む)22、吸入空気量を検出するエアフローメータ23、エンジン冷却水温度を検出する水温センサ24、車速を検出する車速センサ25などの他、DPF15での圧力損失の検出のためDPF15の前後差圧を検出する差圧センサ26、DPF15の入口側及び出口側で排気温度をそれぞれ検出する排気温度センサ27、28の信号を入力してある。
【0014】
ここにおいて、ECU20では、差圧センサ26の信号に基づいてDPF15の前後差圧を検出し、検出された前後差圧に基づいてPM堆積量を推定する。そして、推定されたPM堆積量に基づいて再生時期を判断し、再生時期と判断されたときに、再生処理を行う。
【0015】
次に、ECU20による具体的な制御内容を図2〜図10のフローチャートにより説明する。
図2は再生時期判断及び再生開始制御のフローチャートであり、所定時間毎に繰り返し実行される。
【0016】
S1では、再生中フラグの値を判定し、0(非再生中)の場合にS2以降へ進む。
S2では、差圧センサ26の信号を読込んで、DPF15の前後差圧(ΔP)を検出する。
【0017】
S3では、エンジン回転数と負荷(アクセル開度)とから所定のマップを参照するなどして排気流量(Ve)を推定する。
S4では、DPF前後差圧(ΔP)と排気流量(Ve)とから所定のマップを参照するなどしてDPF15のPM堆積量(PMs)を推定する。ここで、PM堆積量の増加と共にDPF前後差圧が大きくなるので、DPF前後差圧が大きくなるほどPM堆積量を多く推定するが、DPF前後差圧は、排気流量に応じても変化し、同一のPM堆積量のときは、排気流量が増加するほど、大きくなるので、排気流量によりPM堆積量の推定値を補正するようにしている。
【0018】
S5では、S4で推定したPM堆積量を再生時期判断用の所定値と比較して、PM堆積量≧所定値か否かを判定する。
PM堆積量<所定値の場合は、再生時期ではないと判断して、リターンするが、PM堆積量≧所定値の場合は、再生時期(要再生)と判断して、S6へ進む。
【0019】
S6では、現在の運転条件が再生実施条件(再生可能な運転状態)を満足しているかどうかの判定を行い、アイドル運転時、減速運転時、及び極低車速の時は、再生実施条件非成立として、リターンし、これら以外の時は、再生実施条件成立として、再生を開始すべく、S7へ進む。
【0020】
S7では、再生中フラグを1にセットして、S8へ進む。
S8では、車速(排気温度関連パラメータ)を判定し、低車速の場合は、S8へ進んで、再生開始時の再生ステップとして第1再生ステップ(S=1)を選択する。高車速の場合は、S10へ進んで、再生開始時の再生ステップとして第2再生ステップ(S=2)を選択する。
【0021】
尚、再生ステップは、再生処理温度(DPF入口側排気温度の目標値)をT1(例えば450℃)とする第1再生ステップ(別名;BPT制御)、同温度をT2(例えば570℃)とする第2再生ステップ(別名;完全再生制御第1ステージ)、同温度をT3(例えば640℃)とする第3再生ステップ(別名;完全再生制御第2ステージ)の3種類である。
【0022】
図3は第1再生ステップ(BPT制御)のフローチャートであり、所定時間毎に実行される。
S11では、再生中フラグ=1で、かつS=1か否かを判定し、YESのときにS12以降へ進む。
【0023】
S12では、再生中断中か否かを判定し、再生中断中でない場合は、S13へ進む。
S13では、DPF15の再生のため、DPF15の温度(DPF15に流入する排気温度)を上昇させる再生処理として、第1再生ステップの制御を実行する。具体的には、燃料噴射弁9の燃料噴射時期(メイン噴射時期)の遅角、燃料噴射弁9による膨張行程もしくは排気行程での追加的な燃料噴射であるポスト噴射、吸気絞り弁7の開度減少、可変ノズル型過給機4による過給圧の低下のうち、少なくとも1つ、更にはこれらとEGR弁14によるEGR率制御との組み合わせなどを用いて、排気温度を上昇させることで、DPF15内の温度をPMの燃焼可能な温度まで上昇させて、DPF15に捕集されているPMを燃焼除去する。この場合、特に第1再生ステップの制御では、BPT(Balance Point Temperature )制御と称されるように、DPF入口側排気温度を、DPF15に新たに堆積するPM量と燃焼除去されるPM量とがバランスする温度(BPT)である例えば450℃に制御するように、DPF入口側排気温度センサ27により実際の温度Tinを検出しつつ、燃料噴射時期(メイン噴射時期)、ポスト噴射量あるいはポスト噴射時期、吸気絞り弁開度、過給圧、EGR率などを制御する。低車速域では排気温度がそもそも低いため、完全再生は難しいので、これ以上PM堆積量が増加しないようして、完全再生可能な高車速域となるのを待つための制御である。
【0024】
S14では、図7のサブルーチン(S101〜S105)に従って、累積PM処理量(ΣPMd)の演算を行う。
S101では、排気温度センサ27、28の信号よりDPF入口側排気温度(Tin)及び出口側排気温度(Tout )を検出し、これらよりDPF温度(Tbed )を推定する。具体的には、Tbed =k×(Tin+Tout )/2として推定する(kは定数)。
【0025】
S102では、エンジン回転数と負荷(アクセル開度)とから所定のマップを参照するなどして排気流量(Ve)を推定する。
S103では、DPF温度(Tbed )と排気流量(Ve)とからマップを参照するなどして再生速度(単位時間当たりのPM処理量)Sを推定する。尚、再生速度は、DPF温度が高いほど、排気流量が小さい(ガス冷却が小さい)ほど、大きくなる。
【0026】
S104では、再生速度(S)に本ルーチンの実行時間隔(Δt)を乗じて、PM処理量(ΔPMd=S×Δt)を算出する。
S105では、再生処理量(ΔPMd)を積算して、累積PM処理量を求め(ΣPMd=ΣPMd+ΔPMd)、リターンする。
【0027】
S15では、所定の再生中断条件が成立しているか否かを判定する。アイドル運転、減速運転及び極低車速の時に再生中断条件が成立するものとする。
再生中断条件が成立していない場合は、S16へ進む。
【0028】
S16では、車速(排気温度関連パラメータ)を判定し、低車速の場合は、そのままリターンして、第1再生ステップ(S=1)を続行するが、高車速となった場合は、完全再生制御に移行させるべく、S17へ進んで、第2再生ステップ(S=2)を選択する。
【0029】
再生中断条件が成立した後の処理(S18〜S22)については後述する。
図4は第2再生ステップ(完全再生制御第1ステージ)のフローチャートであり、所定時間毎に実行される。
【0030】
S31では、再生中フラグ=1で、かつS=2か否かを判定し、YESのときにS32以降へ進む。
S32では、再生中断中か否かを判定し、再生中断中でない場合は、S33へ進む。
【0031】
S33では、DPF15の再生のため、DPF15の温度(DPF15に流入する排気温度)を上昇させる再生処理として、第2再生ステップの制御を実行する。具体的には、燃料噴射弁9の燃料噴射時期(メイン噴射時期)の遅角、燃料噴射弁9による膨張行程もしくは排気行程での追加的な燃料噴射であるポスト噴射、吸気絞り弁7の開度減少、可変ノズル型過給機4による過給圧の低下のうち、少なくとも1つ、更にはこれらとEGR弁14によるEGR率制御との組み合わせなどを用いて、排気温度を上昇させることで、DPF15内の温度をPMの燃焼可能な温度まで上昇させて、DPF15に捕集されているPMを燃焼除去する。この場合、特に第2再生ステップの制御では、完全再生制御第1ステージと称されるように、DPF入口側排気温度を、例えば570℃に制御するように、DPF入口側排気温度センサ27により実際の温度Tinを検出しつつ、燃料噴射時期(メイン噴射時期)、ポスト噴射量あるいはポスト噴射時期、吸気絞り弁開度、過給圧、EGR率などを制御する。尚、完全再生制御第1ステージでは、PM残量が未だ多いので、再生処理温度を抑えめにして(570℃)、DPF温度の急激な上昇を回避する。
【0032】
S34では、図7のサブルーチン(S101〜S105)に従って、累積PM処理量(ΣPMd)の演算を行う。
S35では、第2再生ステップ(完全再生制御第1ステージ)での再生時間t1を計時する。
【0033】
S36では、第2再生ステップ(完全再生制御第1ステージ)にて所定時間経過したか否か、すなわち前記再生時間t1が所定時間以上となったか否かを判定し、YESの場合は、次の再生ステップに移行させるべく、S37へ進んで、第3再生ステップ(S=3)を選択する。
【0034】
所定時間経過していない場合は、S38へ進む。
S38では、所定の再生中断条件が成立しているか否かを判定する。アイドル運転、減速運転及び極低車速の時に再生中断条件が成立するものとする。
【0035】
再生中断条件が成立していない場合は、S39へ進む。
S39では、車速(排気温度関連パラメータ)を判定し、高車速の場合は、そのままリターンして、第2再生ステップ(S=2)を続行するが、低車速となった場合は、BPT制御に戻すべく、S40へ進んで、第1再生ステップ(S=1)を選択する。
【0036】
再生中断条件が成立した後の処理(S41〜S45)については後述する。
図5は第3再生ステップ(完全再生制御第2ステージ)のフローチャートであり、所定時間毎に実行される。
【0037】
S51では、再生中フラグ=1で、かつS=3か否かを判定し、YESのときにS52以降へ進む。
S52では、再生中断中か否かを判定し、再生中断中でない場合は、S53へ進む。
【0038】
S53では、DPF15の再生のため、DPF15の温度(DPF15に流入する排気温度)を上昇させる再生処理として、第3再生ステップの制御を実行する。具体的には、燃料噴射弁9の燃料噴射時期(メイン噴射時期)の遅角、燃料噴射弁9による膨張行程もしくは排気行程での追加的な燃料噴射であるポスト噴射、吸気絞り弁7の開度減少、可変ノズル型過給機4による過給圧の低下のうち、少なくとも1つ、更にはこれらとEGR弁14によるEGR率制御との組み合わせなどを用いて、排気温度を上昇させることで、DPF15内の温度をPMの燃焼可能な温度まで上昇させて、DPF15に捕集されているPMを燃焼除去する。この場合、特に第3再生ステップの制御では、完全再生制御第2ステージと称されるように、DPF入口側排気温度を、例えば640℃に制御するように、DPF入口側排気温度センサ27により実際の温度Tinを検出しつつ、燃料噴射時期(メイン噴射時期)、ポスト噴射量あるいはポスト噴射時期、吸気絞り弁開度、過給圧、EGR率などを制御する。尚、完全再生制御第2ステージでは、第1ステージにて再生がかなり進んで、PM残量が少なくなっているので、再生処理温度を高くして(570℃→640℃)、完全再生を目指す。
【0039】
S54では、図7のサブルーチン(S101〜S105)に従って、累積PM処理量(ΣPMd)の演算を行う。
S55では、第3再生ステップ(完全再生制御第2ステージ)での再生時間t2を計時する。
【0040】
S56では、第3再生ステップ(完全再生制御第2ステージ)にて所定時間経過したか否か、すなわち前記再生時間t2が所定時間以上となったか否かを判定し、YESの場合は、再生を終了させるべく、S57へ進んで、S=0とする。
【0041】
所定時間経過していない場合は、S58へ進む。
S58では、所定の再生中断条件が成立しているか否かを判定する。アイドル運転、減速運転及び極低車速の時に再生中断条件が成立するものとする。
【0042】
再生中断条件が成立していない場合は、S29へ進む。
S59では、車速(排気温度関連パラメータ)を判定し、高車速の場合は、そのままリターンして、第3再生ステップ(S=3)を続行するが、低車速となった場合は、BPT制御に戻すべく、S60へ進んで、第1再生ステップ(S=1)を選択する。
【0043】
再生中断条件が成立した後の処理(S61〜S65)については後述する。
図6は再生終了制御のフローチャートであり、所定時間毎に実行される。
S71では、再生中フラグ=1で、かつS=0か否かを判定し、YESのときにS72以降へ進む。
【0044】
S72では、再生を終了させる。すなわち、排気温度上昇のために変更していたパラメータを全て通常値に戻して再生を終了させる。
S73では、再生中フラグを0にリセットする。
【0045】
S74では、累積PM処理量ΣPMd、再生時間t1、t2などを全て0に初期化する。
次に再生を中断する場合について説明する。
【0046】
第1再生ステップ(BPT制御)中に中断する場合は、図3のS15での判定において、再生中断条件が成立すると、S18へ進み、排気温度上昇のために変更していたパラメータを全て通常値に戻して再生を中断する。
【0047】
次のS19では、再生中断時のPM残量を算出する。すなわち、再生中に、DPF温度と排気流量とから求められる再生速度と、再生時間とから、累積PM処理量(ΣPMd)を算出しているので、これを読込み、再生開始時のPM堆積量(PMs)から累積PM処理量(ΣPMd)を減算することで、PM残量(PMn=PMs−ΣPMd)を算出する。
【0048】
次のS20では、PM残存率α(%)を次式により算出して、リターンする。
α=PMn/PMs×100
かかる再生中断後は、次回以降の図3のルーチンの実行時に、S12での判定でS21へ進む。
【0049】
S21では、所定の再生再開条件が成立しているか否かを判定する。再生中断条件であったアイドル運転、減速運転及び極低車速の状態を脱した時に再生再開条件が成立するものとする。
【0050】
再生再開条件が成立していない場合は、中断状態を続行すべくリターンするが、再生再開条件が成立した場合は、再生再開のため、S22へ進む。
S22では、第1再生ステップ(BPT制御)時の再生再開処理を行う。これは、図8のサブルーチンに従って行う。
【0051】
すなわち、再生中断時のPM残存率(α)と、再生再開時の車速とから、再生再開時の再生処理温度を適切に変化させるように、再生再開時の再生ステップを選択する。
【0052】
具体的には、PM残存率(α)については、予め定めた閾値により、大と小との2つに分け、車速については、予め定めた閾値により、低車速と高車速との2つに分けて、場合分けする。
【0053】
PM残存率大の場合は、再生を再開する必要があるので、低車速の場合は、BPT制御を行わせるべく、第1再生ステップ(S=1)を選択し、高車速の場合は、完全再生制御第1ステージを行わせるべく、第2再生ステップ(S=2)を選択する。
【0054】
PM残存率小の場合は、再生はほぼ完了しているとみなし、低車速、高車速のいずれであっても、S=0として、図6のルーチンにより再生を終了させる。
第2再生ステップ(完全再生制御第1ステージ)中に中断する場合は、図4のS38での判定において、再生中断条件が成立すると、S41へ進み、排気温度上昇のために変更していたパラメータを全て通常値に戻して再生を中断する。
【0055】
次のS42では、再生中断時のPM残量を算出する。すなわち、再生中に、DPF温度と排気流量とから求められる再生速度と、再生時間とから、累積PM処理量(ΣPMd)を算出しているので、これを読込み、再生開始時のPM堆積量(PMs)から累積PM処理量(ΣPMd)を減算することで、PM残量(PMn=PMs−ΣPMd)を算出する。
【0056】
次のS43では、PM残存率α(%)を次式により算出して、リターンする。
α=PMn/PMs×100
かかる再生中断後は、次回以降の図4のルーチンの実行時に、S32での判定でS44へ進む。
【0057】
S44では、所定の再生再開条件が成立しているか否かを判定する。再生中断条件であったアイドル運転、減速運転及び極低車速の状態を脱した時に再生再開条件が成立するものとする。
【0058】
再生再開条件が成立していない場合は、中断状態を続行すべくリターンするが、再生再開条件が成立した場合は、再生再開のため、S45へ進む。
S45では、第2再生ステップ(完全再生制御第1ステージ)時の再生再開処理を行う。これは、図9のサブルーチンに従って行う。
【0059】
すなわち、再生中断時のPM残存率(α)と、再生再開時の車速とから、再生再開時の再生処理温度を適切に変化させるように、再生再開時の再生ステップを選択する。
【0060】
具体的には、PM残存率(α)については、予め定めた閾値により、大、中、小の3つに分け、車速については、予め定めた閾値により、低車速と高車速との2つに分けて、場合分けする。
【0061】
PM残存率大の場合は、再生を再開する必要があるので、低車速の場合は、BPT制御を行わせるべく、第1再生ステップ(S=1)を選択し、高車速の場合は、完全再生制御第1ステージを行わせるべく、第2再生ステップ(S=2)を選択する。
【0062】
PM残存率中の場合は、低車速と高車速とで分ける。低車速の場合は、完全再生は望めないので、再生はほぼ完了しているとみなし、S=0として、図6のルーチンにより再生を終了させる。高車速の場合は、完全再生が望めるので、完全再生制御第2ステージを行わせるべく、第3再生ステップ(S=3)を選択する。
【0063】
PM残存率小の場合は、再生はほぼ完了しているとみなし、低車速、高車速のいずれであっても、S=0として、図6のルーチンにより再生を終了させる。
第3再生ステップ(完全再生制御第2ステージ)中に中断する場合は、図5のS58での判定において、再生中断条件が成立すると、S61へ進み、排気温度上昇のために変更していたパラメータを全て通常値に戻して再生を中断する。
【0064】
次のS62では、再生中断時のPM残量を算出する。すなわち、再生中に、DPF温度と排気流量とから求められる再生速度と、再生時間とから、累積PM処理量(ΣPMd)を算出しているので、これを読込み、再生開始時のPM堆積量(PMs)から累積PM処理量(ΣPMd)を減算することで、PM残量(PMn=PMs−ΣPMd)を算出する。
【0065】
次のS63では、PM残存率α(%)を次式により算出して、リターンする。
α=PMn/PMs×100
かかる再生中断後は、次回以降の図4のルーチンの実行時に、S52での判定でS64へ進む。
【0066】
S64では、所定の再生再開条件が成立しているか否かを判定する。再生中断条件であったアイドル運転、減速運転及び極低車速の状態を脱した時に再生再開条件が成立するものとする。
【0067】
再生再開条件が成立していない場合は、中断状態を続行すべくリターンするが、再生再開条件が成立した場合は、再生再開のため、S65へ進む。
S65では、第3再生ステップ(完全再生制御第2ステージ)時の再生再開処理を行う。これは、図10のサブルーチンに従って行う。
【0068】
すなわち、再生中断時のPM残存率(α)と、再生再開時の車速とから、再生再開時の再生処理温度を適切に変化させるように、再生再開時の再生ステップを選択する。
【0069】
具体的には、PM残存率(α)については、予め定めた閾値により、大と小との2つに分け、車速については、予め定めた閾値により、低車速と高車速との2つに分けて、場合分けする。
【0070】
PM残存率大の場合は、再生を再開する必要があるので、低車速の場合は、BPT制御を行わせるべく、第1再生ステップ(S=1)を選択し、高車速の場合は、完全再生制御第2ステージを行わせるべく、第3再生ステップ(S=3)を選択する。
【0071】
PM残存率小の場合は、再生はほぼ完了しているとみなし、低車速、高車速のいずれであっても、S=0として、図6のルーチンにより再生を終了させる。
本実施形態によれば、再生中断時のDPF15のPM残量を算出し、再生再開時に、再生中断時のPM残量と再生再開時の排気温度関連パラメータ(例えば車速)とに応じて、再生処理温度を変化させることにより、具体的には、再生処理温度が異なる複数の再生ステップの中から1つを選択することにより、再生再開時の再生処理温度を適切に設定することで、DPF温度の急上昇の抑制、及び、再生効率の向上を図ることができる。
【0072】
再生時DPF温度は、図11に示すようにDPF入口側排気温度とPM堆積量(PM残量)とに応じて変化し、PM残量が多い状態で排気温度を高くすると、思わぬDPF温度の急上昇を招き、逆にPM残量が少ない状態で排気温度を低くすると、DPF温度が十分に上昇しないが、PM残量に応じて再生処理温度(排気温度)を設定することで、良好な再生が可能となる。
【0073】
また、本実施形態によれば、再生中断時のPM残量の算出に際し、DPF温度と排気流量とから求められる再生速度と、再生時間とから、累積PM処理量を算出し、再生開始時のPM堆積量から累積PM処理量を減算して、PM残量を算出することにより、PM残量を的確に求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態を示すディーゼルエンジンのシステム図
【図2】再生時期判断及び再生開始制御のフローチャート
【図3】第1再生ステップのフローチャート
【図4】第2再生ステップのフローチャート
【図5】第3再生ステップのフローチャート
【図6】再生終了制御のフローチャート
【図7】累積PM処理量演算サブルーチンのフローチャート
【図8】第1再生ステップ中での再生再開処理のフローチャート
【図9】第2再生ステップ中での再生再開処理のフローチャート
【図10】第3再生ステップ中での再生再開処理のフローチャート
【図11】PM堆積量、再生DPF温度等の関係を示す図
【符号の説明】
1 ディーゼルエンジン
4 可変ノズル型過給機
7 吸気絞り弁
9 燃料噴射弁
14 EGR弁
15 DPF
20 ECU
21 クランク角センサ
22 アクセル開度センサ
26 差圧センサ
27 DPF入口側排気温度センサ
28 DPF出口側排気温度センサ
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine including a filter in an exhaust passage for trapping particulate matter (PM), which is a particulate matter in exhaust gas, and particularly to a technique for regenerating the filter.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, as shown in Patent Literature 1, a PM trapping filter is disposed in an exhaust passage, and at a predetermined regeneration timing, a regeneration process for increasing the temperature of the filter is performed to remove PM trapped by the filter. Burning has been done.
[0003]
[Patent Document 1] JP-A-6-58137
[Problems to be solved by the invention]
By the way, during the regeneration of the PM trapping filter, when the operation state changes and jumps into an operation state in which the regeneration cannot be continued, and the regeneration is interrupted, the partial regeneration state is set and the PM remains unburned. For this reason, if the regeneration processing temperature is not set according to the unburned portion at the time of regeneration interruption when regeneration is resumed, unexpected rise in filter temperature may occur or regeneration efficiency may deteriorate due to insufficient increase in filter temperature. There is a problem such as doing.
[0005]
When raising the exhaust gas temperature to increase the filter temperature, the filter temperature changes in accordance with the exhaust gas temperature on the filter inlet side and the PM accumulation amount (remaining PM amount). This is because an unexpected sudden rise in the filter temperature is caused, and conversely, if the exhaust gas temperature is lowered in a state where the PM remaining amount is small, the filter temperature does not rise sufficiently.
[0006]
The present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and when the regeneration is restarted after the PM trapping filter is interrupted, the regeneration efficiency can be improved while suppressing a sharp rise in the filter temperature. The purpose is to do.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
Therefore, in the present invention, the PM remaining amount of the filter when the regeneration is interrupted is calculated, and the regeneration processing temperature is changed when the regeneration is resumed, based on the PM remaining amount when the regeneration is interrupted.
[0008]
【The invention's effect】
ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, by setting the reproduction | regeneration processing temperature at the time of reproduction | regeneration restart, it can suppress the sharp rise of a filter temperature, and can aim at the improvement of reproduction | regeneration efficiency.
[0009]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
FIG. 1 is a system diagram of a vehicle diesel engine showing one embodiment of the present invention.
[0010]
The combustion chamber 2 of each cylinder of the diesel engine 1 receives air from an air cleaner 3 of an intake system through an intake compressor 5, an intercooler 6, an intake throttle valve 7, and an intake manifold 8 of a variable nozzle supercharger 4. Is inhaled. The fuel supply system includes a fuel injection valve 9 that guides high-pressure fuel stored therein from a common rail (not shown) and injects fuel into the combustion chamber 2 of each cylinder at an arbitrary timing. In the compression stroke, fuel injection (main injection) is performed, and the fuel is burned by compression ignition. Exhaust gas after combustion is discharged through an exhaust manifold 10 of an exhaust system and an exhaust turbine 11 of a variable nozzle supercharger 4. A part of the exhaust gas is extracted from the exhaust manifold 10 through the EGR passage 12 and returned to the intake manifold 8 through the EGR cooler 13 and the EGR valve 14.
[0011]
Here, in order to purify PM in the exhaust gas discharged from the diesel engine 1, a diesel particulate filter (hereinafter, referred to as "DPF") 15 is provided in an exhaust passage downstream of the exhaust turbine 11, whereby the PM is reduced. Collect.
[0012]
When the amount of accumulated PM increases due to the collection of PM in the DPF 15, the exhaust resistance increases and the operability deteriorates. Therefore, it is determined whether or not it is a predetermined regeneration time, and in the case of the regeneration time, regeneration processing means (means for raising the temperature of the DPF 15, more specifically, the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 15), for example, the fuel injection valve 9 Retarding the fuel injection timing (main injection timing), post-injection as an additional fuel injection during the expansion stroke or the exhaust stroke by the fuel injection valve 9, and decreasing the opening degree of the intake throttle valve 7 (reducing intake air quantity → rich air-fuel ratio) EGR rate by the EGR valve 14) and / or reduction of the supercharging pressure by the variable nozzle type supercharger 4 (reduction of intake air amount → enrichment of air-fuel ratio → increase of exhaust temperature). The DPF 15 is regenerated by burning PM using a combination with control.
[0013]
For this reason, a crank angle signal synchronized with engine rotation is generated in an engine control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 for controlling the operation of the fuel injection valve 9, the intake throttle valve 7, the variable nozzle supercharger 4, and the EGR valve 14. Thus, a crank angle sensor 21 that can detect the engine speed, an accelerator opening sensor (including an idle switch that is turned on when the accelerator is off) that detects an accelerator opening (the amount of depression of an accelerator pedal) 22, and an intake air amount 23, an engine temperature sensor 24 for detecting engine coolant temperature, a vehicle speed sensor 25 for detecting vehicle speed, and a differential pressure sensor 26 for detecting a pressure difference across the DPF 15 for detecting a pressure loss in the DPF 15. Of exhaust temperature sensors 27 and 28 for detecting exhaust temperatures at the inlet side and outlet side of the DPF 15, respectively. You have entered.
[0014]
Here, the ECU 20 detects the differential pressure across the DPF 15 based on the signal of the differential pressure sensor 26, and estimates the PM accumulation amount based on the detected differential pressure. Then, the regeneration timing is determined based on the estimated PM accumulation amount, and when the regeneration timing is determined, the regeneration process is performed.
[0015]
Next, specific control contents of the ECU 20 will be described with reference to flowcharts of FIGS.
FIG. 2 is a flowchart of the reproduction timing determination and the reproduction start control, which is repeatedly executed at predetermined time intervals.
[0016]
In step S1, the value of the reproduction flag is determined.
In S2, the signal of the differential pressure sensor 26 is read, and the differential pressure (ΔP) across the DPF 15 is detected.
[0017]
In S3, the exhaust flow rate (Ve) is estimated from the engine speed and the load (accelerator opening) by referring to a predetermined map.
In S4, the PM accumulation amount (PMs) of the DPF 15 is estimated by referring to a predetermined map from the pressure difference (ΔP) before and after the DPF and the exhaust gas flow rate (Ve). Here, since the differential pressure across the DPF increases with an increase in the amount of accumulated PM, the PM accumulated amount is estimated to increase as the differential pressure across the DPF increases. However, the differential pressure across the DPF changes according to the exhaust gas flow rate, and the same. Since the PM accumulation amount becomes larger as the exhaust flow rate increases, the estimated value of the PM accumulation amount is corrected based on the exhaust flow rate.
[0018]
In S5, the PM accumulation amount estimated in S4 is compared with a predetermined value for determining the regeneration timing, and it is determined whether or not PM accumulation amount ≧ predetermined value.
If PM accumulation amount <predetermined value, it is determined that it is not the regeneration time, and the routine returns. If PM accumulation amount ≧ predetermined value, it is determined that the regeneration time (regeneration is required), and the process proceeds to S6.
[0019]
In S6, it is determined whether or not the current operating condition satisfies the regeneration execution condition (reproducible operation state). When the idling operation, the deceleration operation, and the extremely low vehicle speed, the regeneration execution condition is not satisfied. In all other cases, the reproduction execution conditions are satisfied, and the process proceeds to S7 to start the reproduction.
[0020]
In S7, the reproduction flag is set to 1, and the process proceeds to S8.
In S8, the vehicle speed (exhaust gas temperature related parameter) is determined. If the vehicle speed is low, the process proceeds to S8, and the first regeneration step (S = 1) is selected as the regeneration step at the start of regeneration. If the vehicle speed is high, the process proceeds to S10, where the second reproduction step (S = 2) is selected as a reproduction step at the start of reproduction.
[0021]
The regeneration step is a first regeneration step (also known as BPT control) in which the regeneration processing temperature (a target value of the exhaust gas temperature on the DPF inlet side) is T1 (for example, 450 ° C.), and the temperature is T2 (for example, 570 ° C.). There are three types of a second regeneration step (alias: complete regeneration control first stage) and a third regeneration step (alias: complete regeneration control second stage) in which the temperature is T3 (for example, 640 ° C.).
[0022]
FIG. 3 is a flowchart of the first reproduction step (BPT control), which is executed at predetermined time intervals.
In S11, it is determined whether or not the reproducing flag = 1 and S = 1, and if YES, the process proceeds to S12 and thereafter.
[0023]
In S12, it is determined whether or not the reproduction is interrupted. If the reproduction is not interrupted, the process proceeds to S13.
In S13, the control of the first regeneration step is performed as a regeneration process for increasing the temperature of the DPF 15 (the exhaust gas temperature flowing into the DPF 15) for the regeneration of the DPF 15. Specifically, the fuel injection valve 9 retards the fuel injection timing (main injection timing), the fuel injection valve 9 performs post-injection as an additional fuel injection during the expansion stroke or the exhaust stroke, and the opening of the intake throttle valve 7. The exhaust gas temperature is raised by using at least one of the pressure reduction and the reduction of the supercharging pressure by the variable nozzle supercharger 4, and further by using a combination of these with the EGR rate control by the EGR valve 14. The temperature inside the DPF 15 is raised to a temperature at which PM can be burned, and the PM trapped in the DPF 15 is burned and removed. In this case, in particular, in the control of the first regeneration step, the DPF inlet side exhaust temperature is determined by changing the amount of PM newly deposited on the DPF 15 and the amount of PM to be burned and removed as called BPT (Balance Point Temperature) control. The DPF inlet side exhaust temperature sensor 27 detects the actual temperature Tin so as to control the temperature to be balanced (BPT) to, for example, 450 ° C., and the fuel injection timing (main injection timing), post injection amount or post injection timing. , The intake throttle valve opening, the supercharging pressure, the EGR rate and the like are controlled. Since the exhaust gas temperature is low in the low vehicle speed range, complete regeneration is difficult. Therefore, the control is performed so as to prevent the PM accumulation amount from further increasing and wait for a high vehicle speed range in which complete regeneration is possible.
[0024]
In S14, the accumulated PM processing amount (ΣPMd) is calculated according to the subroutine (S101 to S105) in FIG.
In S101, the DPF inlet-side exhaust temperature (Tin) and the outlet-side exhaust temperature (Tout) are detected from the signals of the exhaust temperature sensors 27 and 28, and the DPF temperature (Tbed) is estimated from these. Specifically, it is estimated as Tbed = k × (Tin + Tout) / 2 (k is a constant).
[0025]
In S102, the exhaust flow rate (Ve) is estimated from the engine speed and the load (accelerator opening) by referring to a predetermined map.
In S103, the regeneration speed (PM processing amount per unit time) S is estimated by referring to a map from the DPF temperature (Tbed) and the exhaust flow rate (Ve). Note that the regeneration speed increases as the DPF temperature increases and the exhaust gas flow rate decreases (gas cooling decreases).
[0026]
At S104, the PM processing amount (ΔPMd = S × Δt) is calculated by multiplying the reproduction speed (S) by the execution time interval (Δt) of this routine.
In S105, the regeneration processing amount (ΔPMd) is integrated to determine the accumulated PM processing amount (ΣPMd = ΣPMd + ΔPMd), and the process returns.
[0027]
In S15, it is determined whether a predetermined regeneration interruption condition is satisfied. It is assumed that the regeneration stop condition is satisfied during idling operation, deceleration operation, and extremely low vehicle speed.
When the reproduction interruption condition is not satisfied, the process proceeds to S16.
[0028]
In S16, the vehicle speed (exhaust gas temperature related parameter) is determined. If the vehicle speed is low, the process returns as it is, and the first regeneration step (S = 1) is continued. In step S17, the second reproduction step (S = 2) is selected.
[0029]
The processing (S18 to S22) after the reproduction interruption condition is satisfied will be described later.
FIG. 4 is a flowchart of the second regeneration step (first stage of complete regeneration control), which is executed at predetermined time intervals.
[0030]
In S31, it is determined whether or not the reproduction flag is 1 and S = 2, and if YES, the process proceeds to S32 and thereafter.
In S32, it is determined whether or not the reproduction is interrupted. If the reproduction is not interrupted, the process proceeds to S33.
[0031]
In S33, the control of the second regeneration step is performed as a regeneration process for increasing the temperature of the DPF 15 (the exhaust gas temperature flowing into the DPF 15) for the regeneration of the DPF 15. Specifically, the fuel injection valve 9 retards the fuel injection timing (main injection timing), the fuel injection valve 9 performs post-injection as an additional fuel injection during the expansion stroke or the exhaust stroke, and the opening of the intake throttle valve 7. The exhaust gas temperature is raised by using at least one of the pressure reduction and the reduction of the supercharging pressure by the variable nozzle supercharger 4, and further by using a combination of these with the EGR rate control by the EGR valve 14. The temperature inside the DPF 15 is raised to a temperature at which PM can be burned, and the PM trapped in the DPF 15 is burned and removed. In this case, particularly in the control of the second regeneration step, the DPF inlet side exhaust temperature sensor 27 actually controls the DPF inlet side exhaust temperature to, for example, 570 ° C. so as to be referred to as a complete regeneration control first stage. The fuel injection timing (main injection timing), the post injection amount or the post injection timing, the intake throttle valve opening, the supercharging pressure, the EGR rate, and the like are controlled while detecting the temperature Tin. In the first stage of the complete regeneration control, since the remaining amount of PM is still large, the regeneration processing temperature is suppressed (570 ° C.) to avoid a rapid rise in the DPF temperature.
[0032]
In S34, the accumulated PM processing amount (ΣPMd) is calculated according to the subroutine (S101 to S105) in FIG.
In S35, the reproduction time t1 in the second reproduction step (first stage of complete reproduction control) is measured.
[0033]
In S36, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed in the second reproduction step (first stage of complete reproduction control), that is, whether or not the reproduction time t1 has become equal to or longer than the predetermined time. In order to shift to the reproduction step, the process proceeds to S37, where the third reproduction step (S = 3) is selected.
[0034]
If the predetermined time has not elapsed, the process proceeds to S38.
In S38, it is determined whether a predetermined regeneration interruption condition is satisfied. It is assumed that the regeneration stop condition is satisfied during idling operation, deceleration operation, and extremely low vehicle speed.
[0035]
When the reproduction interruption condition is not satisfied, the process proceeds to S39.
In S39, the vehicle speed (exhaust temperature-related parameter) is determined. If the vehicle speed is high, the process returns as it is, and the second regeneration step (S = 2) is continued. In order to return, the process proceeds to S40, and the first reproduction step (S = 1) is selected.
[0036]
The processing (S41 to S45) after the reproduction interruption condition is satisfied will be described later.
FIG. 5 is a flowchart of the third regeneration step (second stage of complete regeneration control), which is executed at predetermined time intervals.
[0037]
In S51, it is determined whether or not the reproducing flag = 1 and S = 3, and if YES, the process proceeds to S52 and thereafter.
In S52, it is determined whether or not the reproduction is suspended. If the reproduction is not suspended, the process proceeds to S53.
[0038]
In S53, the control of the third regeneration step is performed as a regeneration process for increasing the temperature of the DPF 15 (the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF 15) for the regeneration of the DPF 15. Specifically, the fuel injection valve 9 retards the fuel injection timing (main injection timing), the fuel injection valve 9 performs post-injection as an additional fuel injection during the expansion stroke or the exhaust stroke, and the opening of the intake throttle valve 7. The exhaust gas temperature is raised by using at least one of the pressure reduction and the reduction of the supercharging pressure by the variable nozzle supercharger 4, and further by using a combination of these with the EGR rate control by the EGR valve 14. The temperature inside the DPF 15 is raised to a temperature at which PM can be burned, and the PM trapped in the DPF 15 is burned and removed. In this case, especially in the control of the third regeneration step, the DPF inlet side exhaust temperature sensor 27 controls the DPF inlet side exhaust temperature to, for example, 640 ° C. so as to be referred to as a complete regeneration control second stage. The fuel injection timing (main injection timing), the post injection amount or the post injection timing, the intake throttle valve opening, the supercharging pressure, the EGR rate, and the like are controlled while detecting the temperature Tin. In the second stage of the complete regeneration control, the regeneration is considerably advanced in the first stage, and the PM remaining amount is reduced. Therefore, the regeneration processing temperature is increased (570 ° C. → 640 ° C.) to achieve the complete regeneration. .
[0039]
In S54, the accumulated PM processing amount (ΣPMd) is calculated according to the subroutine (S101 to S105) in FIG.
In S55, the reproduction time t2 in the third reproduction step (second stage of complete reproduction control) is measured.
[0040]
In S56, it is determined whether or not a predetermined time has elapsed in the third reproduction step (the second stage of the complete reproduction control), that is, whether or not the reproduction time t2 has become equal to or longer than the predetermined time. In order to end the process, the process proceeds to S57, where S = 0.
[0041]
If the predetermined time has not elapsed, the process proceeds to S58.
In S58, it is determined whether a predetermined regeneration interruption condition is satisfied. It is assumed that the regeneration stop condition is satisfied during idling operation, deceleration operation, and extremely low vehicle speed.
[0042]
When the reproduction interruption condition is not satisfied, the process proceeds to S29.
In S59, the vehicle speed (exhaust temperature-related parameter) is determined. If the vehicle speed is high, the process returns as it is, and the third regeneration step (S = 3) is continued. In order to return, the process proceeds to S60, where the first reproduction step (S = 1) is selected.
[0043]
The processing (S61 to S65) after the reproduction interruption condition is satisfied will be described later.
FIG. 6 is a flowchart of the reproduction end control, which is executed at predetermined time intervals.
In S71, it is determined whether or not the reproducing flag = 1 and S = 0, and if YES, the process proceeds to S72 and thereafter.
[0044]
In S72, the reproduction is ended. That is, all the parameters changed to increase the exhaust gas temperature are returned to the normal values, and the regeneration is ended.
In S73, the reproducing flag is reset to 0.
[0045]
In S74, the accumulated PM processing amount ΣPMd, the reproduction times t1, t2, etc. are all initialized to zero.
Next, a case where reproduction is interrupted will be described.
[0046]
In the case of interruption during the first regeneration step (BPT control), if the regeneration interruption condition is satisfied in the determination at S15 in FIG. 3, the process proceeds to S18, and all the parameters changed for increasing the exhaust gas temperature are set to the normal values. To stop playback.
[0047]
In the next S19, the PM remaining amount at the time of the reproduction interruption is calculated. That is, during the regeneration, the accumulated PM processing amount (ΣPMd) is calculated from the regeneration speed and the regeneration time obtained from the DPF temperature and the exhaust gas flow rate. The PM remaining amount (PMn = PMs-dPMd) is calculated by subtracting the accumulated PM processing amount (ΣPMd) from (PMs).
[0048]
In the next S20, the PM remaining rate α (%) is calculated by the following equation, and the process returns.
α = PMn / PMs × 100
After the interruption of the reproduction, the process proceeds to S21 in the determination in S12 when the routine of FIG.
[0049]
In S21, it is determined whether a predetermined regeneration restart condition is satisfied. It is assumed that the regeneration restart condition is satisfied when the state of the idle operation, the deceleration operation, and the extremely low vehicle speed, which are the regeneration interruption conditions, is released.
[0050]
If the reproduction resuming condition is not satisfied, the process returns to continue the interrupted state, but if the reproduction resuming condition is satisfied, the process proceeds to S22 for resuming the reproduction.
In S22, the reproduction restart processing at the time of the first reproduction step (BPT control) is performed. This is performed according to the subroutine of FIG.
[0051]
That is, the reproduction step at the time of resuming the reproduction is selected from the PM remaining rate (α) at the time of the resumption of the reproduction and the vehicle speed at the time of the resumption of the reproduction so as to appropriately change the reproduction processing temperature at the time of the resumption of the reproduction.
[0052]
Specifically, the PM remaining rate (α) is divided into two, large and small, according to a predetermined threshold, and the vehicle speed is divided into two, low vehicle speed and high vehicle speed, according to a predetermined threshold. Divide and divide.
[0053]
If the PM residual rate is high, it is necessary to restart the regeneration. Therefore, in the case of a low vehicle speed, the first regeneration step (S = 1) is selected in order to perform the BPT control. The second reproduction step (S = 2) is selected to perform the first stage of the reproduction control.
[0054]
If the PM residual ratio is small, it is considered that the regeneration is almost completed, and the regeneration is terminated according to the routine of FIG. 6 by setting S = 0 regardless of the low vehicle speed or the high vehicle speed.
In the case of interruption during the second regeneration step (first stage of complete regeneration control), if the regeneration interruption condition is satisfied in the determination at S38 in FIG. 4, the process proceeds to S41, and the parameter changed for increasing the exhaust gas temperature. Are returned to the normal values, and the reproduction is interrupted.
[0055]
In the next S42, the PM remaining amount at the time of the reproduction interruption is calculated. That is, during the regeneration, the accumulated PM processing amount (ΣPMd) is calculated from the regeneration speed and the regeneration time obtained from the DPF temperature and the exhaust gas flow rate. The PM remaining amount (PMn = PMs-dPMd) is calculated by subtracting the accumulated PM processing amount (ΣPMd) from (PMs).
[0056]
In the next S43, the PM remaining rate α (%) is calculated by the following equation, and the process returns.
α = PMn / PMs × 100
After the interruption of the reproduction, the process proceeds to S44 in the determination in S32 when the routine of FIG.
[0057]
In S44, it is determined whether a predetermined regeneration restart condition is satisfied. It is assumed that the regeneration restart condition is satisfied when the state of the idle operation, the deceleration operation, and the extremely low vehicle speed, which are the regeneration interruption conditions, is released.
[0058]
If the reproduction resuming condition is not satisfied, the process returns to continue the interrupted state, but if the reproduction resuming condition is satisfied, the process proceeds to S45 for resuming the reproduction.
In S45, a reproduction restart process at the time of the second reproduction step (first stage of complete reproduction control) is performed. This is performed according to the subroutine of FIG.
[0059]
That is, the reproduction step at the time of resuming the reproduction is selected from the PM remaining rate (α) at the time of the resumption of the reproduction and the vehicle speed at the time of the resumption of the reproduction so as to appropriately change the reproduction processing temperature at the time of the resumption of the reproduction.
[0060]
Specifically, the PM remaining rate (α) is divided into three, large, medium, and small, according to a predetermined threshold, and the vehicle speed is divided into two, a low vehicle speed and a high vehicle speed, according to the predetermined threshold. Divided into cases.
[0061]
If the PM residual rate is high, it is necessary to restart the regeneration. Therefore, in the case of a low vehicle speed, the first regeneration step (S = 1) is selected in order to perform the BPT control. The second reproduction step (S = 2) is selected to perform the first stage of the reproduction control.
[0062]
When the PM remaining rate is in the middle, the vehicle speed is divided into a low vehicle speed and a high vehicle speed. In the case of a low vehicle speed, since complete reproduction cannot be expected, it is considered that the reproduction is almost completed, and S = 0 is set, and the reproduction is ended by the routine of FIG. In the case of a high vehicle speed, complete reproduction can be expected, so the third reproduction step (S = 3) is selected in order to perform the complete reproduction control second stage.
[0063]
If the PM residual ratio is small, it is considered that the regeneration is almost completed, and the regeneration is terminated according to the routine of FIG. 6 by setting S = 0 regardless of the low vehicle speed or the high vehicle speed.
In the case of interruption during the third regeneration step (second stage of complete regeneration control), if the regeneration interruption condition is satisfied in the determination at S58 in FIG. 5, the process proceeds to S61, where the parameters changed for increasing the exhaust gas temperature are set. Are returned to the normal values, and the reproduction is interrupted.
[0064]
In the next S62, the PM remaining amount at the time of the reproduction interruption is calculated. That is, during the regeneration, the accumulated PM processing amount (ΣPMd) is calculated from the regeneration speed and the regeneration time obtained from the DPF temperature and the exhaust gas flow rate. The PM remaining amount (PMn = PMs-dPMd) is calculated by subtracting the accumulated PM processing amount (ΣPMd) from (PMs).
[0065]
In the next S63, the PM remaining rate α (%) is calculated by the following equation, and the process returns.
α = PMn / PMs × 100
After the reproduction is interrupted, the process proceeds to S64 in the determination at S52 when the routine of FIG.
[0066]
In S64, it is determined whether a predetermined reproduction restart condition is satisfied. It is assumed that the regeneration restart condition is satisfied when the state of the idle operation, the deceleration operation, and the extremely low vehicle speed, which are the regeneration interruption conditions, is released.
[0067]
If the reproduction resuming condition is not satisfied, the process returns to continue the interruption state, but if the reproduction resuming condition is satisfied, the process proceeds to S65 for resuming the reproduction.
In S65, the reproduction restart processing at the time of the third reproduction step (the second stage of the complete reproduction control) is performed. This is performed according to the subroutine of FIG.
[0068]
That is, the reproduction step at the time of resuming the reproduction is selected from the PM remaining rate (α) at the time of the resumption of the reproduction and the vehicle speed at the time of the resumption of the reproduction so as to appropriately change the reproduction processing temperature at the time of the resumption of the reproduction.
[0069]
Specifically, the PM remaining rate (α) is divided into two, large and small, according to a predetermined threshold, and the vehicle speed is divided into two, low vehicle speed and high vehicle speed, according to a predetermined threshold. Divide and divide.
[0070]
If the PM residual rate is high, it is necessary to restart the regeneration. Therefore, in the case of a low vehicle speed, the first regeneration step (S = 1) is selected in order to perform the BPT control. The third reproduction step (S = 3) is selected to perform the second stage of the reproduction control.
[0071]
If the PM residual ratio is small, it is considered that the regeneration is almost completed, and the regeneration is terminated according to the routine of FIG. 6 by setting S = 0 regardless of the low vehicle speed or the high vehicle speed.
According to the present embodiment, the PM remaining amount of the DPF 15 when the regeneration is interrupted is calculated, and when the regeneration is resumed, the regeneration is performed according to the PM remaining amount when the regeneration is interrupted and the exhaust temperature-related parameter (for example, the vehicle speed) when the regeneration is resumed. By changing the processing temperature, specifically, by selecting one of a plurality of regeneration steps having different regeneration processing temperatures, the DPF temperature is set appropriately by setting the regeneration processing temperature at the time of resuming the regeneration. Can be suppressed and the regeneration efficiency can be improved.
[0072]
As shown in FIG. 11, the DPF temperature during regeneration changes in accordance with the exhaust gas temperature on the inlet side of the DPF and the amount of accumulated PM (remaining PM amount). If the exhaust gas temperature is lowered while the PM remaining amount is low, the DPF temperature will not rise sufficiently. However, by setting the regeneration processing temperature (exhaust temperature) according to the PM remaining amount, a favorable Reproduction becomes possible.
[0073]
Further, according to the present embodiment, when calculating the PM remaining amount when the regeneration is interrupted, the accumulated PM processing amount is calculated from the regeneration speed and the regeneration time obtained from the DPF temperature and the exhaust flow rate, and By subtracting the accumulated PM processing amount from the PM accumulation amount and calculating the remaining PM amount, the remaining PM amount can be accurately obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a system diagram of a diesel engine showing an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a flowchart of regeneration timing determination and regeneration start control. FIG. 3 is a flowchart of a first regeneration step. FIG. 4 is a flowchart of a second regeneration step. FIG. 5 is a flowchart of a third regeneration step. FIG. 6 is a flowchart of regeneration end control. FIG. 7 is a flowchart of a cumulative PM processing amount calculation subroutine. FIG. 8 is a flowchart of regeneration restart processing in the first regeneration step. FIG. 10 is a flowchart of a regeneration restart process in a second regeneration step. FIG. 10 is a flowchart of a regeneration restart process in a third regeneration step. FIG. 11 is a diagram showing a relationship between a PM accumulation amount, a regeneration DPF temperature, and the like. ]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 4 Variable nozzle supercharger 7 Intake throttle valve 9 Fuel injection valve 14 EGR valve 15 DPF
20 ECU
21 Crank angle sensor 22 Accelerator opening sensor 26 Differential pressure sensor 27 DPF inlet side exhaust temperature sensor 28 DPF outlet side exhaust temperature sensor

Claims (4)

排気通路に排気中のPMを捕集するフィルタを備える一方、前記フィルタの再生時期を判断する再生時期判断手段と、前記フィルタの再生時期と判断されたときに前記フィルタの温度を上昇させる再生処理を行って前記フィルタに捕集されているPMを燃焼除去する再生処理手段とを備える内燃機関の排気浄化装置において、
前記フィルタの再生中に所定の再生中断条件が成立したときに再生を中断し、再生中断後に所定の再生再開条件が成立したときに再生を再開させる手段と、
前記再生中断時の前記フィルタのPM残量を算出する再生中断時PM残量算出手段と、
前記再生再開時に、再生中断時のPM残量に基づいて、再生処理温度を変化させる再生再開時再生処理温度可変手段と、
を設けたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
A regeneration timing determining means for determining a regeneration timing of the filter while providing a filter for trapping PM in the exhaust gas in the exhaust passage; and a regeneration process for increasing the temperature of the filter when the regeneration timing of the filter is determined. The exhaust gas purification device of the internal combustion engine, comprising:
Means for suspending regeneration when a predetermined regeneration interruption condition is satisfied during regeneration of the filter, and resuming regeneration when a predetermined regeneration restart condition is satisfied after the regeneration is interrupted;
A regeneration interruption PM remaining amount calculating means for calculating the PM remaining amount of the filter at the time of the interruption of the regeneration,
At the time of the resumption of the regeneration, a regeneration process temperature variable unit at the time of the regeneration resumption that changes the regeneration process temperature based on the remaining PM at the time of the regeneration interruption,
An exhaust gas purification device for an internal combustion engine, comprising:
前記再生再開時再生処理温度可変手段は、再生中断時のPM残量と再生再開時の排気温度関連パラメータとに応じて、再生処理温度を変化させるものであ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。2. The regeneration processing temperature varying means at the time of regeneration resumption changes the regeneration processing temperature in accordance with the remaining PM amount at the time of regeneration interruption and an exhaust temperature-related parameter at the time of regeneration resumption. Exhaust purification device for internal combustion engine. 前記再生処理手段よる再生処理は、排気温度関連パラメータ及び再生経過時間により選択される再生処理温度が異なる複数の再生ステップを有し、
前記再生再開時再生処理温度可変手段は、再生処理温度を変化させるために、前記複数の再生ステップの中から1つを選択する再生再開時再生ステップ選択手段であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の内燃機関の排気浄化装置。
The regeneration processing by the regeneration processing means includes a plurality of regeneration steps in which the regeneration processing temperature selected by the exhaust temperature-related parameter and the elapsed regeneration time is different,
The reproduction-restart-time reproduction-processing-temperature varying means is a reproduction-restart-time reproduction-step selection means for selecting one of the plurality of reproduction steps in order to change the reproduction processing temperature. An exhaust purification device for an internal combustion engine according to claim 2.
前記再生中断時PM残量算出手段は、前記フィルタの温度と排気流量とから求められる再生速度と、再生時間とから、累積PM処理量を算出し、再生開始時のPM堆積量から累積PM処理量を減算して、PM残量を算出するものであることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか1つに記載の内燃機関の排気浄化装置。The regeneration interruption time remaining PM calculating means calculates an accumulated PM processing amount from the regeneration speed and the regeneration time obtained from the temperature of the filter and the exhaust flow rate, and calculates the accumulated PM processing amount from the PM accumulation amount at the start of the regeneration. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the PM amount is calculated by subtracting the amount.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010144514A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Nissan Motor Co Ltd Exhaust emission control device for internal combustion engine
CN102959188A (en) * 2010-06-25 2013-03-06 日产自动车株式会社 Diesel engine exhaust purification system
JP2015200199A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 本田技研工業株式会社 Internal combustion engine exhaust emission control system
DE102010033604B4 (en) 2009-08-12 2019-02-07 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) CONTROL SYSTEMS FOR A MOTOR FOR REGENERATING PARTICLE MATERIAL FILTERS
CN111022202A (en) * 2019-12-31 2020-04-17 潍柴动力股份有限公司 Method and device for controlling front exhaust temperature of DPF of engineering machine

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010144514A (en) * 2008-12-16 2010-07-01 Nissan Motor Co Ltd Exhaust emission control device for internal combustion engine
DE102010033604B4 (en) 2009-08-12 2019-02-07 GM Global Technology Operations LLC (n. d. Ges. d. Staates Delaware) CONTROL SYSTEMS FOR A MOTOR FOR REGENERATING PARTICLE MATERIAL FILTERS
CN102959188A (en) * 2010-06-25 2013-03-06 日产自动车株式会社 Diesel engine exhaust purification system
JP2015200199A (en) * 2014-04-07 2015-11-12 本田技研工業株式会社 Internal combustion engine exhaust emission control system
CN111022202A (en) * 2019-12-31 2020-04-17 潍柴动力股份有限公司 Method and device for controlling front exhaust temperature of DPF of engineering machine
CN111022202B (en) * 2019-12-31 2022-07-15 潍柴动力股份有限公司 A method and device for controlling front exhaust temperature of construction machinery DPF

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