JP4248415B2 - Exhaust gas purification system for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気浄化システムに関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification system for an internal combustion engine.
内燃機関の排気にはカーボンを主成分とする粒子状物質が含まれている。これらの粒子状物質の大気への放散を防止するために内燃機関の排気系に粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタ(以下、「フィルタ」という。)を設ける技術が知られている。 The exhaust gas from an internal combustion engine contains particulate matter mainly composed of carbon. A technique for providing a particulate filter (hereinafter referred to as “filter”) for collecting particulate matter in an exhaust system of an internal combustion engine is known in order to prevent the emission of these particulate matter to the atmosphere.
かかるフィルタにおいては、捕集された粒子状物質が増加すると、フィルタの目詰まりによって排気圧力が上昇し機関性能が低下するので、フィルタの上流側の排気温度を上昇させる方法により、捕集した粒子状物質を酸化除去することでフィルタの排気浄化性能の再生を図るようにしている(以下、「フィルタの再生処理」という。)。 In such a filter, if the amount of collected particulate matter increases, the exhaust pressure increases due to clogging of the filter and the engine performance deteriorates. Therefore, the collected particles are collected by a method of increasing the exhaust temperature upstream of the filter. The exhaust gas purification performance of the filter is regenerated by oxidizing and removing the particulate matter (hereinafter referred to as “filter regeneration process”).
しかし、上記のフィルタの再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態になると、内燃機関への燃料の供給が停止されることがある(以下、この状態を単に「減速運転状態」という。)。この場合、内燃機関の気筒において燃焼が行われないまま、排気通路に空気が流出するので、フィルタに流入する排気の温度が低下する。その結果、フィルタの温度が低下して、フィルタの再生処理が継続できなくなる場合があった。 However, if the operation state of the internal combustion engine becomes a decelerating operation state during the regeneration processing of the filter, the supply of fuel to the internal combustion engine may be stopped (hereinafter, this state is simply referred to as “deceleration operation state”). .) In this case, since the air flows into the exhaust passage without being burned in the cylinder of the internal combustion engine, the temperature of the exhaust gas flowing into the filter is lowered. As a result, the temperature of the filter may decrease, and the filter regeneration process may not be continued.
一方、上記のように、フィルタの再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態になった場合に、内燃機関の吸気系に備えられた吸気絞り弁を絞るとともに、内燃機関がEGR装置を備えている場合にはEGR弁を全開にすることにより、内燃機関に流入する新気の量を絞るとともに、EGR装置によって再循環される排気の量を増大させる技術が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。この従来技術により、フィルタに流入する排気の温度低下を抑制することができ、結果として、フィルタの温度低下を抑制することができる。 On the other hand, as described above, when the operation state of the internal combustion engine becomes a deceleration operation state during the filter regeneration process, the intake throttle valve provided in the intake system of the internal combustion engine is throttled, and the internal combustion engine is operated by the EGR device. Has been proposed, the EGR valve is fully opened to reduce the amount of fresh air flowing into the internal combustion engine and increase the amount of exhaust gas recirculated by the EGR device (for example, , See Patent Document 1). With this conventional technique, the temperature drop of the exhaust gas flowing into the filter can be suppressed, and as a result, the filter temperature drop can be suppressed.
しかし、上記の従来技術においては、内燃機関の運転状態が減速運転状態になった時点でのフィルタの状態によっては、内燃機関に導入される新気の量が急激に減少するため、フィルタが過昇温し、フィルタの破損や溶損を招くおそれがあった。
本発明の目的とするところは、フィルタの再生処理中に内燃機関の運転状態が減速運転状態になった場合に、フィルタの温度低下を抑制するとともに、フィルタが過昇温することを抑制し、フィルタの再生処理を良好に継続することができる技術を提供することである。 The purpose of the present invention is to suppress the temperature decrease of the filter and the filter from being overheated when the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state during the regeneration process of the filter, It is to provide a technique capable of successfully continuing the filter regeneration process.
上記目的を達成するための本発明は、前記吸気絞り弁の開度を減少させることにより吸入空気量を絞るとともに前記EGR弁の開度を増加させてEGRガスの量を増加させる吸気制御手段を備えており、フィルタの再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態になった場合に、前記吸気制御手段を作動させる内燃機関の排気浄化システムにおいて、
フィルタの再生処理中に、内燃機関の運転状態が、燃料供給が停止される減速運転状態になった場合であって、且つ、吸気制御手段を作動させてもフィルタが過昇温しないと判
定された場合にのみ、前記吸気制御手段を作動させることを最大の特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides an intake control means for restricting the intake air amount by decreasing the opening of the intake throttle valve and increasing the amount of EGR gas by increasing the opening of the EGR valve. In the exhaust gas purification system for an internal combustion engine that operates the intake control means when the operation state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state during the regeneration process of the filter,
During the regeneration process of the filter, it is determined that the operation state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state in which the fuel supply is stopped, and that the filter does not overheat even if the intake control means is operated. It is the greatest feature that the intake control means is operated only in the case where it is detected.
より詳しくは、内燃機関の排気通路に設けられ、該内燃機関の排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、
前記内燃機関の排気の温度を上昇させ、前記フィルタに捕集された粒子状物質を酸化することにより、該フィルタの捕集能力の再生処理を行うフィルタ再生手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該内燃機関に吸入される空気の量を制御する吸気絞り弁と、
前記内燃機関の排気の一部を該内燃機関の吸気系に再循環させるとともに、EGR弁の開度を増減させることによって、前記再循環させる排気の量を増減させるEGR装置と、
前記吸気絞り弁の開度を減少させることにより吸入空気量を絞るとともに、前記EGR弁の開度を増加させて前記再循環させる排気の量を増加させる吸気制御手段と、
前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中において、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態になった場合に、前記吸気制御手段を作動させるフィルタ冷却防止手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記吸気制御手段の作動により、吸入空気量が絞られるとともに前記再循環させる排気の量が増加された場合に、前記フィルタが過昇温するかどうかを判定するOT判定手段をさらに備え、
前記フィルタ冷却防止手段は、前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中に、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態になった場合において、前記吸気制御手段を作動させても、前記フィルタが過昇温しないと、前記OT判定手段により判定される前は、前記吸気制御手段を作動させず、前記吸気制御手段を作動させても、前記フィルタが過昇温しないと、前記OT判定手段により判定された後に、前記吸気制御手段を作動させることを特徴とする。
More specifically, a filter that is provided in the exhaust passage of the internal combustion engine and collects particulate matter in the exhaust of the internal combustion engine;
A filter regeneration means for increasing the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine and oxidizing the particulate matter collected by the filter to regenerate the collection ability of the filter;
An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine for controlling the amount of air taken into the internal combustion engine;
An EGR device that recirculates part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine and increases or decreases the amount of exhaust gas to be recirculated by increasing or decreasing the opening of an EGR valve;
An intake control means for reducing the opening of the intake throttle valve to reduce the amount of intake air, and increasing the opening of the EGR valve to increase the amount of exhaust gas to be recirculated;
During the regeneration process of the filter by the filter regeneration means, the intake control means is operated when the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state where the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated. Filter cooling prevention means,
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprising:
OT determination means for determining whether or not the temperature of the filter overheats when the intake air amount is reduced and the amount of exhaust gas to be recirculated is increased by the operation of the intake control means;
The filter cooling prevention means, when the operation state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state in which the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated during the regeneration process of the filter by the filter regeneration means, Even if the intake control means is operated, if the temperature of the filter does not overheat, the intake control means is not operated and the intake control means is operated before the determination by the OT determination means. If the filter does not overheat, the intake control means is actuated after being determined by the OT determination means.
ここで、前記吸気制御手段は、前記吸気絞り弁の開度を減少させることにより吸入空気量を絞るとともに、前記EGR弁の開度を増加させて前記再循環させる排気の量を増加させる。この吸気制御手段の作動により、内燃機関の気筒において燃焼されずに排気通路に排出された低温の新気が、多量にフィルタに流入することが抑制される。このことにより、フィルタの温度を低下させることを抑制することができる。しかし、フィルタの温度が高温の状態や、フィルタに捕集された粒子状物質の堆積量が多い状態で、この吸気制御手段を作動させると、フィルタに流入する新気の量が急激に減少するためにフィルタが過昇温してしまうおそれがある。 Here, the intake control means throttles the intake air amount by decreasing the opening of the intake throttle valve, and increases the amount of exhaust gas to be recirculated by increasing the opening of the EGR valve. By the operation of this intake control means, a large amount of low temperature fresh air discharged into the exhaust passage without being combusted in the cylinder of the internal combustion engine is suppressed from flowing into the filter . This can suppress a decrease in the temperature of the filter. However, if this intake control means is operated when the temperature of the filter is high or the amount of particulate matter collected in the filter is large, the amount of fresh air flowing into the filter is drastically reduced. For this reason, there is a risk that the filter will overheat.
しかし、本発明を適用すれば、フィルタの再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態となった場合であっても、OT判定手段によって前記吸気制御手段を作動させても前記フィルタが過昇温しないと判定されない限り、前記吸気制御手段を作動させない。従って、フィルタの温度が高温の状態や、フィルタに捕集された粒子状物質の堆積量が多い状態で、不用意に吸気制御手段を作動させてしまうことを抑制でき、フィルタが過昇温したり、フィルタの破損や溶損を引き起こしたりすることを抑制できる。 However, if the present invention is applied, even if the operation state of the internal combustion engine becomes a decelerating operation state during the regeneration process of the filter, the filter can be operated even if the intake control unit is operated by the OT determination unit. The intake control means is not operated unless it is determined not to overheat. Therefore, it is possible to prevent the intake control means from being inadvertently operated when the temperature of the filter is high or the amount of accumulated particulate matter trapped in the filter is large, and the temperature of the filter increases excessively. Or causing the filter to break or melt.
ここで、前記OT判定手段は、前記フィルタの温度が所定温度以下である場合に、前記吸気制御手段が作動されても、前記フィルタが過昇温しないと判定するようにするとよい。 Here, the OT determination unit may determine that the temperature of the filter does not excessively increase even when the intake control unit is operated when the temperature of the filter is equal to or lower than a predetermined temperature.
すなわち、吸気制御手段が作動される前のフィルタの温度が低い場合には、吸気制御手段が作動された後のフィルタの温度はそれだけ低くなる。従って、吸気制御手段が作動される前のフィルタの温度が所定温度以下である場合には、フィルタの温度が過昇温しないと判断できる。ここで、所定温度は、吸気制御手段が作動される前のフィルタの温度がそれ以下であれば、吸気制御手段が作動された後にも、フィルタが過昇温しない限界の温度
として求められる温度である。
That is, when the temperature of the filter before the intake control unit is activated is low, the temperature of the filter after the intake control unit is activated is lowered accordingly. Therefore, when the temperature of the filter before the intake control unit is activated is equal to or lower than the predetermined temperature, it can be determined that the temperature of the filter does not increase excessively. Here, if the temperature of the filter before the intake control unit is operated is lower than the predetermined temperature, the predetermined temperature is a temperature obtained as a limit temperature at which the filter does not overheat even after the intake control unit is operated. is there.
このような制御をすることにより、簡単に、フィルタの温度が過昇温するかどうかの判定を行うことができる。 By performing such control, it is possible to easily determine whether or not the temperature of the filter excessively increases.
また、前記OT判定手段は、前記フィルタにおける粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出手段を有し、該堆積量検出手段によって検出された、フィルタにおける粒子状物質の堆積量が所定量以下である場合に、フィルタが過昇温しないと判定するようにしてもよい。 In addition, the OT determination unit includes a deposition amount detection unit that detects a deposition amount of the particulate matter in the filter, and the deposition amount of the particulate matter in the filter detected by the deposition amount detection unit is equal to or less than a predetermined amount. In such a case, it may be determined that the filter does not overheat.
すなわち、フィルタに堆積した粒子状物質の量が少ない程、吸気制御手段を作動させたことによるフィルタの温度上昇幅は小さくなる。これは、フィルタ内で酸化することにより発熱する熱源としての粒子状物質の堆積量が少ないことによる。従って、吸気制御手段を作動させる前に、フィルタに堆積している粒子状物質の量が所定量以下である場合には、吸気制御手段を作動しても、フィルタが過昇温しないと判断することができる。ここで、所定量とは、吸気制御手段を作動させる前に、フィルタに堆積した粒子状物質の量がそれ以下であれば、吸気制御手段を作動させた後にも、フィルタが過昇温しない限界量として求められる粒子状物質の堆積量である。 That is, the smaller the amount of particulate matter deposited on the filter, the smaller the temperature rise of the filter due to the operation of the intake control means. This is because the amount of particulate matter deposited as a heat source that generates heat when oxidized in the filter is small. Therefore, if the amount of particulate matter deposited on the filter is equal to or less than a predetermined amount before the intake control unit is operated, it is determined that the filter does not overheat even if the intake control unit is operated. be able to. Here, the predetermined amount is a limit at which the filter does not overheat even after the intake control unit is operated if the amount of particulate matter deposited on the filter is less than that before the intake control unit is operated. This is the amount of particulate matter deposited as a quantity.
また、上述のように、前記フィルタの温度が所定温度以下である場合に、前記OT判定手段が、前記吸気制御手段が作動されても前記フィルタが過昇温しないと判定するようにした場合において、前記OT判定手段は、フィルタにおける粒子状物質の堆積量を検出する堆積量検出手段をさらに有し、前記堆積量検出手段によって検出された、該フィルタにおける粒子状物質の堆積量が多い程、前記所定温度を低く設定するようにするとよい。 Further, as described above, when the temperature of the filter is equal to or lower than a predetermined temperature, the OT determination unit determines that the filter does not overheat even when the intake control unit is operated. The OT determination unit further includes a deposition amount detection unit that detects a deposition amount of the particulate matter in the filter, and as the deposition amount of the particulate matter in the filter detected by the deposition amount detection unit increases, The predetermined temperature may be set low.
すなわち、前述のように、吸気制御手段を作動させる前におけるフィルタの温度が所定温度より高い場合には、吸気制御手段を作動させた後におけるフィルタの温度はそれだけ高くなる。また、吸気制御手段を作動させる前において、フィルタに堆積した粒子状物質の量が多い程、吸気制御手段を作動させた後におけるフィルタの温度上昇幅は大きくなる。 That is, as described above, when the temperature of the filter before operating the intake control unit is higher than the predetermined temperature, the temperature of the filter after operating the intake control unit is increased accordingly. Further, before the intake control unit is activated, the greater the amount of particulate matter deposited on the filter, the greater the temperature rise of the filter after the intake control unit is activated.
このことは、吸気制御手段を作動させる前のフィルタの温度が所定温度より低くても、フィルタに堆積した粒子状物質の量が多くなれば、吸気制御手段を作動させた後のフィルタ温度は高くなることを示している。 This means that even if the temperature of the filter before operating the intake control means is lower than a predetermined temperature, if the amount of particulate matter deposited on the filter increases, the filter temperature after operating the intake control means will increase. It shows that it becomes.
従って、吸気制御手段を作動させる前にフィルタに堆積した粒子状物質の量が多いほど、フィルタの温度が過昇温しないと判断する閾値としての前記所定温度を低く設定することにより、より正確に、前記フィルタが過昇温するかどうかを判断することができる。 Therefore, the more the amount of particulate matter deposited on the filter before the intake control means is activated, the more accurately the lower the predetermined temperature as a threshold for determining that the temperature of the filter does not overheat. It can be determined whether or not the filter is overheated.
また、本発明においては、前記フィルタに還元剤としての燃料を供給する燃料供給手段をさらに備え、
前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中に、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態となった場合において、前記OT判定手段により、前記吸気制御手段を作動させても、前記フィルタの温度が過昇温しないと判定される前に、前記燃料供給手段により、前記フィルタに燃料を供給するようにするとよい。
The present invention further includes a fuel supply means for supplying fuel as a reducing agent to the filter,
During the regeneration process of the filter by the filter regeneration means, when the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state in which the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated, the OT determination means Even if the intake control unit is operated, the fuel supply unit may supply the fuel to the filter before it is determined that the temperature of the filter does not excessively increase.
ここで、フィルタ再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態となった場合、前記OT判定手段によってフィルタが過昇温しないと判断されるまでは、前記吸気制御手段を作動させることはない。従って、フィルタ再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運
転状態となってから、前記OT判定手段によってフィルタが過昇温しないと判断するまでの期間についても、内燃機関の気筒において燃焼されずに、排気通路に排出される低温の排気がフィルタに導入される。その結果、フィルタの温度が急激に低下し、前記吸気制御手段の作動が間に合わず、フィルタの再生処理が継続できなくなるおそれがある。また、フィルタの温度が急激に変化するために、フィルタの温度の検出精度が悪化するおそれがある。
Here, when the operation state of the internal combustion engine becomes a decelerating operation state during the filter regeneration process, the intake control means is operated until the OT determination means determines that the filter does not overheat. Absent. Therefore, during the filter regeneration process, even during a period from when the operating state of the internal combustion engine becomes a decelerating operation state until the OT determination means determines that the filter does not overheat, combustion is not performed in the cylinder of the internal combustion engine. In addition, low temperature exhaust gas discharged into the exhaust passage is introduced into the filter. As a result, the temperature of the filter suddenly decreases, the operation of the intake control means may not be in time, and the filter regeneration process may not be continued. Moreover, since the temperature of the filter changes abruptly, the detection accuracy of the temperature of the filter may be deteriorated.
従って、フィルタ再生処理中に、内燃機関の運転状態が該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態となった場合において、前記OT判定手段がフィルタが過昇温しないと判断するまでの期間について、フィルタが過昇温しない範囲で、フィルタの温度の低下を抑制する必要がある。そこで、本発明においては、前記フィルタに還元剤としての燃料を供給する燃料供給手段をさらに備え、上記の期間について、燃料供給手段によりフィルタに燃料を供給するようにした。 Accordingly, during the filter regeneration process, when the operating state of the internal combustion engine becomes a decelerating operation state in which the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated, the OT determination means determines that the filter does not overheat. In the period up to, it is necessary to suppress a decrease in the temperature of the filter as long as the filter does not overheat. Therefore, in the present invention, a fuel supply means for supplying fuel as a reducing agent to the filter is further provided, and fuel is supplied to the filter by the fuel supply means for the period described above.
こうすれば、フィルタに供給された還元剤としての燃料が、フィルタにおいて酸化反応を起こし、その際の酸化熱によってフィルタの温度の低下が抑制される。なお、この場合フィルタに還元剤を供給してもフィルタの温度は除々に低下する場合がある。そして、フィルタの温度がある程度低下すると、供給される燃料の酸化反応が生じなくなり、燃料がそのままフィルタをすり抜ける現象が起きるおそれがある。従って、本発明において、燃料供給手段からフィルタへの燃料供給は、フィルタの温度がある程度低下した場合には、停止するようにしてもよい。 In this way, the fuel as the reducing agent supplied to the filter causes an oxidation reaction in the filter, and a decrease in the temperature of the filter is suppressed by the oxidation heat at that time. In this case, even if a reducing agent is supplied to the filter, the temperature of the filter may gradually decrease. When the temperature of the filter is lowered to some extent, there is a possibility that the oxidation reaction of the supplied fuel does not occur and the phenomenon that the fuel passes through the filter as it is. Therefore, in the present invention, the fuel supply from the fuel supply means to the filter may be stopped when the temperature of the filter decreases to some extent.
また、燃料供給手段からフィルタへの燃料供給が停止したときには、その後所定時間が経過した後に、前記吸気制御手段を作動させるようにすることが望ましい。ここで、フィルタに供給された燃料は、フィルタの担体に吸着した後に酸化反応を起すため、フィルタに供給されてから酸化反応が起きるまでの間には時間差がある。そして、燃料がフィルタに吸着している状態において、前記吸気制御手段が作動すると、フィルタに吸着した燃料が短期間に酸化し、フィルタの過昇温を招くおそれがある。 When the fuel supply from the fuel supply means to the filter is stopped, it is desirable that the intake control means is operated after a predetermined time has elapsed. Here, since the fuel supplied to the filter undergoes an oxidation reaction after being adsorbed on the filter carrier, there is a time difference between the supply of the fuel to the filter and the occurrence of the oxidation reaction. When the intake control means operates in a state where the fuel is adsorbed on the filter, the fuel adsorbed on the filter may be oxidized in a short period of time, leading to an excessive temperature rise of the filter.
従って、燃料供給手段からフィルタへの燃料供給が停止した後、所定期間の間隔を置くことで、フィルタに吸着した燃料の酸化反応が終了するのを待ち、その後に前記吸気制御手段を作動させる。こうすることにより、フィルタに吸着された燃料が一気に酸化されることによるフィルタの過昇温を防止することができる。 Therefore, after the fuel supply from the fuel supply means to the filter is stopped, an interval of a predetermined period is set to wait for the completion of the oxidation reaction of the fuel adsorbed on the filter, and then the intake control means is operated. By doing so, it is possible to prevent overheating of the filter due to the fuel adsorbed on the filter being oxidized at once.
また、本発明においては、内燃機関の排気通路に設けられ、該内燃機関の排気中の粒子状物質を補集するフィルタと、
前記内燃機関の排気の温度を上昇させ、前記フィルタに捕集された粒子状物質を酸化することにより、該フィルタの捕集能力の再生処理を行うフィルタ再生手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該内燃機関に吸入される空気の量を制御する吸気絞り弁と、
前記内燃機関の排気の一部を該内燃機関の吸気系に再循環させるとともに、EGR弁の開度を増減させることによって、再循環させる前記排気の量を増減させるEGR装置と、
前記フィルタの温度および/または前記フィルタに堆積した粒子状物質の量を検出するフィルタ状態検出手段と、
前記フィルタ状態検出手段が検出した、前記フィルタの温度および/または前記フィルタに堆積した粒子状物質の量に応じて、前記フィルタが過昇温しない略最小の吸入空気量である限界吸入空気量を算出する限界吸入空気量算出手段と、
前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中において、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態になった場合に、前記内燃機関に限界吸入空気量に相当する吸気が導入されるように、前記吸気絞り弁及び、
EGR弁の弁開度を制御するフィルタ保温手段と、
を備えるようにしてもよい。
Further, in the present invention, a filter provided in an exhaust passage of the internal combustion engine and collecting particulate matter in the exhaust of the internal combustion engine,
A filter regeneration means for increasing the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine and oxidizing the particulate matter collected by the filter to regenerate the collection ability of the filter;
An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine for controlling the amount of air taken into the internal combustion engine;
An EGR device that recirculates a part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine and increases or decreases the amount of the exhaust gas to be recirculated by increasing or decreasing the opening of an EGR valve;
Filter state detection means for detecting the temperature of the filter and / or the amount of particulate matter deposited on the filter;
According to the temperature of the filter and / or the amount of particulate matter deposited on the filter detected by the filter state detecting means, a limit intake air amount that is a substantially minimum intake air amount at which the filter does not overheat is set. A limit intake air amount calculating means for calculating;
During the regeneration process of the filter by the filter regeneration means, when the operation state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state in which the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated, the limit intake air is supplied to the internal combustion engine. The intake throttle valve and the intake throttle valve so that the intake corresponding to the amount is introduced; and
Filter heat retaining means for controlling the valve opening of the EGR valve;
You may make it provide.
ここでは、フィルタ再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態となったときには、フィルタ状態検出手段によって、その時のフィルタの温度、フィルタに堆積した粒子状物質の量を検出する。そして、その検出値より、フィルタ温度が過昇温しない略最小の吸入空気量である限界吸入空気量を算出する。その上で、その限界吸入空気量に相当する吸気が内燃機関に導入されるように、前記吸気絞り弁及び、EGR弁の弁開度を制御する。 Here, when the operation state of the internal combustion engine becomes a deceleration operation state during the filter regeneration process, the filter state detection means detects the temperature of the filter at that time and the amount of particulate matter deposited on the filter. Based on the detected value, a limit intake air amount that is a substantially minimum intake air amount at which the filter temperature does not overheat is calculated. Then, the valve openings of the intake throttle valve and the EGR valve are controlled so that intake air corresponding to the limit intake air amount is introduced into the internal combustion engine.
このことにより、フィルタ再生処理中に、内燃機関の運転状態が減速運転状態となったときには、フィルタが過昇温しない略最小の吸入空気量が内燃機関に供給される。この結果、フィルタが過昇温しない範囲で吸入空気量が絞られることにより、フィルタ温度の低下が抑制されると同時に、フィルタの過昇温を抑制することができる。 As a result, when the operation state of the internal combustion engine becomes a deceleration operation state during the filter regeneration process, a substantially minimum intake air amount at which the filter does not overheat is supplied to the internal combustion engine. As a result, by reducing the amount of intake air within a range where the temperature of the filter does not excessively increase, it is possible to suppress a decrease in the filter temperature and to suppress an excessive increase in the temperature of the filter.
なお、本発明における課題を解決するための手段は、可能な限り組み合わせて使用することができる。 The means for solving the problems in the present invention can be used in combination as much as possible.
本発明にあっては、フィルタの再生処理中に内燃機関の運転状態が減速運転状態になった場合に、フィルタの温度低下を抑制するとともに、フィルタが過昇温することを抑制し、フィルタの再生処理を良好に継続することができる。 In the present invention, when the operating state of the internal combustion engine becomes a decelerating operation state during the regeneration process of the filter, the temperature of the filter is suppressed and the temperature of the filter is suppressed from being excessively increased. The reproduction process can be continued satisfactorily.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below with reference to the drawings.
図1は、本実施例に係る内燃機関とその排気浄化システムの概略構成を示す図である。図1に示す内燃機関1は、4つの気筒2を有する多気筒ディーゼル機関である。
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of an internal combustion engine and its exhaust purification system according to the present embodiment. An
内燃機関1は、各気筒2の燃焼室に直接燃料を噴射する燃料噴射弁3を備えている。各燃料噴射弁3は、燃料を所定圧まで蓄圧する蓄圧室(コモンレール)4と接続されている。そして、コモンレール4は、燃料供給管5を介して燃料ポンプ6と連通している。
The
また、内燃機関1には、吸気枝管8が接続されており、この吸気枝管8の上流側は、さらに吸気通路9と接続されている。この吸気通路9には、吸気通路9を通過して内燃機関1に流入する吸入空気量を制御する吸気絞り弁10が備えられている。前記吸気絞り弁10には、ステッパモータ等で構成されて該吸気絞り弁10を開閉駆動する吸気絞り用アクチュエータ14が取り付けられている。
An intake branch pipe 8 is connected to the
また、吸気通路9のさらに上流側には、遠心過給機(ターボチャージャ)15のコンプレッサハウジング15aと、該コンプレッサハウジング15a内で圧縮されて高温となった吸気を冷却するためのインタークーラ16とが取り付けられている。また、吸気通路9のさらに上流には、吸気通路9内を流れる吸気の質量に対応した電気信号を出力するエアフローメータ37が備えられている。
Further, on the further upstream side of the intake passage 9, a compressor housing 15a of a centrifugal supercharger (turbocharger) 15 and an
一方、内燃機関1には、排気枝管18が接続され、この排気枝管18は、前記遠心過給機15のタービンハウジング15bと接続されている。また、該タービンハウジング15bは、排気通路19と接続されている。この排気通路19には、下流にて図示しないマフ
ラーに接続されている。
On the other hand, an
また、排気通路19の途中には、排気ガス中の粒子状物質(例えば、煤)を捕集するフィルタ20が配置されている。
A
このフィルタ20としては、排気ガス中に含まれる微粒子を捕集する多孔質の基材からなるウォールフロー型のフィルタや、白金(Pt)に代表される酸化触媒を担持したフィルタ、酸化触媒とカリウム(K)やセシウム(Cs)などに代表されるNOx吸蔵剤とが担持されたフィルタを例示することができる。
Examples of the
フィルタ20より上流の排気管19には、フィルタ20に対する上流を流れる排気の圧力に対応した電気信号を出力する上流側排気圧センサ28が取り付けられている。また、フィルタ20より下流の排気管19には、該排気管19内を流れる排気ガスの温度に対応した電気信号を出力する排気温センサ23及び、フィルタ20に対する下流を流れる排気の圧力に対応した電気信号を出力する下流側排気圧センサ29が取り付けられている。
An upstream
また、内燃機関1には、該内燃機関1の排気系を流れる排気ガスの一部を吸気系へ再循環させる排気再循環装置40が設けられている。排気再循環装置40は、排気枝管18から吸気枝管8の集合部に至るよう形成されたEGR通路25と、電磁弁等からなり印加電圧の大きさに応じてEGR通路25内を流れるEGRガスの流量を調整するEGR弁26と、EGR弁26より上流のEGR通路25に設けられ該EGR通路25を流れるEGRガスを冷却するEGRクーラ27とを備えている。
Further, the
このように構成された排気再循環装置40では、EGR弁26が開弁されると、排気枝管18内を流れる排気ガスの一部が、前記EGR通路25を通り、EGRクーラ27によって冷却され、吸気支管8の集合部へ流入する。吸気支管8へ流入したEGRガスは、吸気枝管8の上流から流れてきた新気と混ざり合いつつ各気筒2の燃焼室へ分配される。
In the exhaust
以上述べたように構成された内燃機関1には、該内燃機関1を制御するための電子制御ユニット(ECU:Electronic Control Unit)35が併設されている。このECU35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の運転状態等を制御するユニットである。
The
ECU35には、前述の上流側排気圧センサ28、下流側排気圧センサ29、排気温センサ23、エアフローメータ37等の他、アクセルポジションセンサ33が電気配線を介して接続され出力信号がECU35に入力されるようになっている。このアクセルポジションセンサ33は、運転者が操作するアクセルぺダル32の動きと連動するアクセル開度に対応した信号を出力する。一方、ECU35には、燃料噴射弁3の他、吸気絞り弁10、EGR弁26等が電気配線を介して接続され、ECU35によって制御されるようになっている。
In addition to the above-described upstream
また、ECU35には、CPU、ROM、RAM等が備えられており、ROMには、内燃機関1の種々の制御を行うためのプログラムや、データを格納したマップが記憶されている。後述する、本発明におけるフィルタ冷却防止ルーチンも、ECU35のROMに記憶されているプログラムの一つである。
The
次に、図2を用いて、本実施例におけるフィルタ冷却防止ルーチンについて説明する。本ルーチンは、内燃機関1におけるフィルタ20の再生処理中、所定期間毎に繰り返し実行されるルーチンであり、内燃機関1の運転状態が、前記内燃機関に燃料供給がされない減速運転状態になったときに、フィルタ20の温度が低下して、再生処理が継続不可能に
なることを抑制する働きをする。
Next, the filter cooling prevention routine in this embodiment will be described with reference to FIG. This routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined intervals during the regeneration process of the
本ルーチンが実行されると、まずS101において、内燃機関1の運転状態が上記の減速運転状態かどうかについて判定される。具体的にはアクセルポジションセンサ33の出力信号がECU35に読み込まれ、その出力値が所定値より小さいかどうかで判定される。また、この判定には、補助的に、図示しないクランクポジションセンサからの信号から得られる機関回転数を用いてもよい。ここで、内燃機関1の運転状態が減速運転状態であると判定された場合には、内燃機関1に燃料が供給されない状態であると判断できる。すなわち、燃焼されていない低温の排気がフィルタ20に導入されることにより、フィルタ20の温度が低下するおそれがあると判断されるので、S102に進む。
When this routine is executed, first, in S101, it is determined whether or not the operation state of the
S102においては、内燃機関1における吸気絞り弁10が絞られるとともに、EGR弁26を全開にするフィルタ冷却防止制御の実施中かどうかが判定される。ここで、フィルタ冷却防止制御の実施中であると判定された場合には、一旦本ルーチンを終了する。一方、フィルタ冷却防止制御の実施中でないと判断された場合には、S103においてタイマがスタートされる。すなわち、S101において内燃機関1の運転状態が減速運転状態となってからの経過時間tの計測を開始する。ここで、実際には、S101において内燃機関1の運転状態が減速運転状態であると判定されてから、S103においてタイマがスタートされるまでの間にはタイムラグが生じるが、微小な時間であるので問題はない。
In S102, it is determined whether or not the
次に、S104に進み、内燃機関1の運転状態が減速運転状態となってからの経過時間tが、所定時間t0より長いかどうかが判断される。ここでt0は、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になってから、これ以上の時間を経過すれば、フィルタ20の温度がある程度低くなり、このタイミングでフィルタ冷却防止制御を行えば、フィルタ20が過昇温することなく良好にフィルタ20の再生処理を継続できると判断される経過時間である。
Then, the process proceeds to S104, the operating state of the
ここで、内燃機関1の運転状態が減速運転状態となってからの経過時間tが、所定時間t0以下であると判定された場合には、この時点でフィルタ冷却防止制御を実施するとフィルタ20が過昇温する可能性があると判断されるので、S104の前に戻り、再度S104において、経過時間tが、所定時間t0より長いかどうかが判断される。そして、経過時間tが所定時間t0より長いと判定されるまでこの処理が繰り返される。
Here, if it is determined that the elapsed time t from when the operating state of the
一方、S104において、内燃機関1の運転状態が減速運転状態となってからの経過時間tが、所定時間t0より長いと判定された場合には、S105に進みタイマがストップされ、さらにtの値が0にリセットされる。そして、S106に進み、フィルタ冷却防止制御が実施された上で、本ルーチンを一旦終了する。
On the other hand, in S104, the time t elapsed after the operating state of the
なお、S101において、内燃機関1が減速運転状態ではないと判定された場合には、フィルタ冷却防止制御を行う必要がないので、S107に進み、フィルタ冷却防止制御が実施されている場合には、これを停止した上で本ルーチンを一旦終了する。
If it is determined in S101 that the
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になった場合には、それから所定時間t0が経過するのを待って、フィルタ冷却防止制御を実施している。従って、フィルタ20の温度が、再生処理を継続可能な範囲内で充分に低下してからフィルタ冷却防止制御を行うことができ、フィルタ20の過昇温を防止することができる。
As described above, in this routine, when the operation state of the
なお、本ルーチンにおいては、S103においてタイマをスタートし、S104において、tが所定時間t0より長いかどうかを判断することにより、フィルタ冷却防止制御が
実施可能かどうかの判断を行ったが、これを、例えば、S103においてフィルタ20の温度を排気温センサ23で検出し、S104においては、S103で検出されたフィルタ20の温度が所定温度T0より低い事をもって、フィルタ冷却防止制御の実施が可能と判断するようなフローにしてもよい。
In the present routine, to start the timer in S103, in S104, by t to determine if longer than the predetermined time t 0, but the filter cooling prevention control is performed is judged whether or feasible, this , for example, to detect the temperature of the
この場合、T0は、フィルタ20の温度がこれより低ければ、フィルタ冷却防止制御を行った場合に、フィルタ20が過昇温することなく良好にフィルタ20の再生処理を継続できると判断される限界の温度である。また、S104において、フィルタ20の温度が所定温度T0以上であると判定された場合には、S103の前に戻るようにするとともに、S105の処理は必要なくなる。
In this case, T 0 is determined that if the temperature of the
また、同様に、例えば、S103においてフィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量を検出し、S104においてフィルタ20における粒子状物質の堆積量が所定量より少ない事をもって、フィルタ冷却防止制御の実施が可能と判断するフローにしてもよい。
Similarly, for example, the amount of particulate matter accumulated in the
この場合、S103において、具体的には、フィルタ20の排気上流側に設けられた上流側排気圧センサ28の出力信号及び、フィルタ20の排気下流側に設けられた下流側排気圧センサ29の出力信号から、フィルタ20の排気上流側と排気下流側の排気圧の差圧を求め、この差圧の値から、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量を検出してもよい。また、S104における所定量は、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量がこれより少なければ、フィルタ20が過昇温することなく良好にフィルタ20の再生処理を継続できると判断される限界の堆積量である。
In this case, in S103, specifically, the output signal of the upstream
なお、S104においてフィルタ20における粒子状物質の堆積量が所定量以上であると判定された場合には、S103の処理の前に戻り、S104において、フィルタ20における粒子状物質の堆積量が所定量より少ないと判定されるまで、この処理を繰り返すこととなる。この場合は、その時点においても継続中であるフィルタ20の再生処理により、フィルタ20に堆積した粒子状物質の堆積量が減少するのを待つことになる。また、この場合も、S105の処理は必要なくなる。
If it is determined in S104 that the amount of particulate matter deposited on the
また、本実施例において、吸気制御手段は、吸気絞り弁10、EGR弁26及び、それらを制御するECU35を含んで構成される。また、フィルタ冷却防止手段は、フィルタ冷却防止ルーチンの実行時に,S106の処理を行うECU35を含んで構成される。また、OT判定手段は、フィルタ冷却防止ルーチンの実行時に,S104の処理を行うECU35を含んで構成される。さらに、堆積量検出手段は、上記のように、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量が所定量より少ないことをもって、フィルタ冷却防止制御を行うルーチンとした場合に、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量を検出するための、上流側排気圧センサ28、下流側排気圧センサ29及び、ECU35を含んで構成される。
In the present embodiment, the intake control means includes the
また、本実施例におけるフィルタ20の再生処理は、内燃機関1が高負荷高回転数の運転状態であることにより内燃機関1の排気温度が高くなり、自動的にフィルタ20に捕集された粒子状物質が酸化除去されるような場合を意味しない。すなわち、ECU35の指令により、フィルタ20の上流側の排気温度を上昇させる等の方法によって積極的に、フィルタ20に捕集された粒子状物質を酸化除去させる場合の処理を意味している。従って、本実施例におけるフィルタ再生手段は、ECU35を含んで構成される。
In addition, the regeneration process of the
次に実施例2について説明する。本実施例における内燃機関1のハード構成については、実施例1において説明したものと同じであるので説明は省略する。
Next, Example 2 will be described. Since the hardware configuration of the
本実施例においては、内燃機関1の運転状態が、前記内燃機関に燃料供給がされない減速運転状態になった場合に、フィルタ冷却防止制御が実施可能かどうかの判断を、フィルタ20の温度によって行う。さらに、本実施例においては、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量を検出し、その堆積量に応じて、フィルタ冷却防止制御が実施可能かどうかの判定基準となる温度を変更する。
In this embodiment, when the operation state of the
図3は、本実施例におけるフィルタ冷却防止ルーチンについて示したフローチャートである。実施例1と同様、本ルーチンは、内燃機関1におけるフィルタ20の再生処理中、所定期間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
FIG. 3 is a flowchart showing a filter cooling prevention routine in the present embodiment. Similar to the first embodiment, this routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined intervals during the regeneration process of the
本ルーチンが実行されると、まず実施例1と同様、S101において、内燃機関1の運転状態が減速運転状態かどうかについて判定され、内燃機関1の運転状態が減速運転状態であると判定された場合には、S102において、フィルタ冷却防止制御の実施中かどうかが判定される。ここで、フィルタ冷却防止制御の実施中であると判定された場合には、一旦本ルーチンを終了する。一方、S102において、フィルタ冷却防止制御の実施中でないと判定された場合には、S201においてフィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量が検出される。具体的には、フィルタ20の排気上流側に設けられた上流側排気圧センサ28の出力信号及び、フィルタ20の排気下流側に設けられた下流側排気圧センサ29の出力信号から、フィルタ20の排気上流側と排気下流側の排気圧の差圧を求め、この差圧の値から、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量を検出する。
When this routine is executed, first, similarly to the first embodiment, in S101, it is determined whether or not the operating state of the
次に、S202に進み、S201で求められたフィルタ20における粒子状物質の堆積量から、フィルタ冷却防止制御が実施可能であるかどうかの判断基準となるOT回避限界床温T1が導出される。ここで、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量が多いほど、フィルタ冷却防止制御を実施したときにおけるフィルタ20の温度上昇幅が多くなる。従って、S202においては、S201で検出された粒子状物質堆積量の値に対して最適なOT回避限界床温T1を導出し、フィルタ冷却防止制御が実施可能であるかどうかの判断の精度を向上させる。
Then, the process proceeds to S202, the amount of the particulate matter deposited in the
具体的には、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量と、それに最適なOT回避限界床温T1との関係を予め実験的に求めてマップ化し、そのマップからS201で検出されたフィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量に応じたOT回避限界床温T1を読み出すことによって導出される。
Specifically, the deposition amount of trapped in the
次に、S203に進み、フィルタ20の温度が検出される。具体的には、フィルタ20を通過した後の排気の温度を排気温センサ23によって検出し、その温度よりフィルタ20の温度を推定する。
Next, it progresses to S203 and the temperature of the
そして、S204に進み、S203で検出されたフィルタ20の温度TがOT回避限界床温T1より高いかどうかが判定される。ここで、TがT1より高いと判定された場合には、その時点でフィルタ冷却防止制御を行なえば、フィルタ20が過昇温すると判断されるので、S203の処理の前に戻り、S203において再度フィルタの温度が検出される。そして、再度S204において、TがT1より高いかどうかが判定される。そして、S204において、TがT1以下であると判定されるまでこれらの処理が繰り返される。一方、S204においてTがT1以下であると判定された場合には、フィルタ冷却防止制御を行なっても、フィルタ20が過昇温しないと判断されるので、S106に進み、フィルタ冷却防止制御を実施した上で本ルーチンを一旦終了する。
Then, the process proceeds to S204, the temperature T of the
なお、S101において、内燃機関1が減速運転状態ではないと判定された場合には、
S107に進み、フィルタ冷却防止制御が実施されている場合には、これを停止した上で本ルーチンを一旦終了することは実施例1における制御と同様である。
If it is determined in S101 that the
When the process proceeds to S107 and the filter cooling prevention control is being performed, the routine is terminated once after stopping this, as in the control in the first embodiment.
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になった場合には、まず、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量を検出し、その堆積量に応じたOT回避限界床温T1を導出する。そして、フィルタ20の温度TがT1以下になったことを確認してから、フィルタ冷却防止制御を実施している。
As described above, in this routine, when the operating state of the
従って、フィルタ冷却防止制御を開始する時点でのフィルタ20の温度及び、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量の2つの条件から、フィルタ冷却防止制御を行うことによってフィルタ20が過昇温するかどうかの判断をすることができ、より精度の高い判断をすることができる。
Therefore, the
次に実施例3について説明する。本実施例における内燃機関1のハード構成については、実施例1において説明したものに対して、フィルタ20の排気通路19に、フィルタ20に還元剤としての燃料を供給する燃料供給弁(図示せず)を備えたところが異なる。なお、この燃料供給弁は、本実施例における燃料供給手段として機能する。
Next, Example 3 will be described. With respect to the hardware configuration of the
本実施例においては、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になったときに、フィルタ冷却防止制御が実施可能かどうかの判断を、フィルタ20の温度によって行う実施例であって、さらに、内燃機関1が減速運転状態になってから、フィルタ冷却防止制御が実施されるまでの間に、フィルタ20に還元剤としての燃料を供給することにより、フィルタ20の温度低下が急激に起こらないようにする制御について説明する。
In this embodiment, when the operation state of the
すなわち、本実施例は、燃料供給弁から供給されたHC成分などが、フィルタ20において酸化反応を起すことにより、その酸化熱によって、フィルタ20の温度低下が緩和されるという原理を利用している。なお、本実施例においては、フィルタ20の再生処理時には、燃料噴射弁からフィルタ20の上流側の排気に還元剤としての燃料を供給することにより、フィルタ20の温度を上昇させ、フィルタ20に捕集された粒子状物質を酸化除去させる。
In other words, the present embodiment uses the principle that the HC component supplied from the fuel supply valve causes an oxidation reaction in the
図4は、本実施例におけるフィルタ冷却防止ルーチンを示すフローチャートである。実施例1と同様、本ルーチンは、内燃機関1におけるフィルタ20の再生処理中、所定期間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
FIG. 4 is a flowchart showing a filter cooling prevention routine in the present embodiment. Similar to the first embodiment, this routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined intervals during the regeneration process of the
本ルーチンが実行されると、S101において、内燃機関1の運転状態が減速運転状態かどうかが判定され、内燃機関1の運転状態が減速運転状態であると判定された場合には、S102において、フィルタ冷却防止制御の実施中かどうかが判定される。ここで、フィルタ冷却防止制御の実施中であると判定された場合には、一旦本ルーチンを終了する。一方、フィルタ冷却防止制御の実施中でないと判定された場合にはS301に進む。
When this routine is executed, it is determined in S101 whether or not the operation state of the
S301においては、フィルタ20の再生処理の為に、その時点で燃料供給弁から還元剤としての燃料がフィルタ20に供給されているかどうかが判定される。S301において、フィルタ20の再生処理のために燃料供給弁から還元剤としての燃料がフィルタ20に供給されていないと判定された場合には、気筒2において燃焼されずに排出される低温の排気がフィルタ20に導入され、フィルタ20の温度が急激に低下するおそれがあるので、燃料供給弁から還元剤としての燃料を、その時点でフィルタ20に供給する必要があると判断される。従ってこの場合は、S302に進む。
In S301, for the regeneration process of the
S302においては、燃料供給弁から還元剤としての燃料が排気中に噴射され、フィルタ20に供給される。一方、S301において、フィルタ20の再生処理のために、燃料供給弁から還元剤としての燃料をフィルタ20に供給中であると判定された場合には、燃料供給弁から別途燃料をフィルタ20に供給する必要もないと判断されるので、S302の処理をスキップしてS203に進む。なお、この処理は、本実施例において、フィルタ20の再生処理中に、内燃機関1が減速運転状態になった場合にも、燃料供給弁による燃料供給を停止しない場合を前提とした処理である。従って、本実施例におけるフィルタ20の再生処理が、当該処理中に内燃機関1が減速運転状態になった場合には、フィルタ20による燃料供給を停止するような制御である場合には、S301の処理を省略するとよい。
In S <b> 302, fuel as a reducing agent is injected into the exhaust gas from the fuel supply valve and supplied to the
上記の処理により、燃料供給弁から供給されたHC成分などが、フィルタ20において酸化反応を起すことにより、その酸化熱によって、フィルタ20の温度低下が緩和される。従って、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になった場合に、フィルタ20の温度が急激に低下し、フィルタ冷却防止制御の効果が現れるまでに、フィルタ20の再生処理が継続できなくなったり、フィルタ20の温度変化が急激であるために、S203における温度検出の精度が悪化したりする不具合を抑制することができる。
As a result of the above processing, the HC component supplied from the fuel supply valve causes an oxidation reaction in the
次に、S203に進み、フィルタ20の温度が検出され、S204に進み、フィルタ20の温度Tが所定温度T0より高いかどうかが判断される。このT0は、実施例1において説明したものと同じである。そして、S204において、TがT0より高いと判定された場合には、その時点でフィルタ冷却防止制御を行なえば、フィルタ20が過昇温すると判断されるので、S203の処理の前に戻り、S203及びS204の処理が、S204においてTがT0以下であると判定されるまで繰り返される。一方、S204において、TがT0以下であると判定された場合には、フィルタ冷却防止制御を行なっても、フィルタ20が過昇温しないと判断されるので、S303に進む。
Then, the process proceeds to S203, the temperature of the
S303においては、その時点で、フィルタ20の再生処理のために燃料供給弁からフィルタ20へ燃料を供給させる必要があるかどうかが判定される。すなわち、フィルタ20の再生処理において燃料供給弁から燃料を排気中に噴射するタイミングかどうかが判定される。ここで、燃料供給弁からフィルタ20への燃料を供給させる必要がないと判定された場合には、S304に進み、燃料供給弁からの燃料供給を停止する。一方、S303において、その時点で、フィルタ20の再生処理のために燃料供給弁からフィルタ20へ燃料を供給させる必要があると判定された場合には、S304の処理をスキップする。そして、S106に進み、フィルタ冷却防止制御を実施した上で本ルーチンを一旦終了する。
In S303, it is determined at that time whether it is necessary to supply fuel from the fuel supply valve to the
なお、本実施例におけるフィルタ20の再生処理が、当該処理中に内燃機関1が減速運転状態になった場合には、フィルタ20による燃料供給を停止するような制御である場合には、S303の処理を省略するとよい。また、S101において、内燃機関1が減速運転状態ではないと判定された場合には、S107に進み、フィルタ冷却防止制御が実施されている場合には、これを停止した上で本ルーチンを一旦終了することは実施例1における制御と同様である。
If the regeneration process of the
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になった場合には、まず、燃料供給弁からフィルタ20に還元剤としての燃料が供給されることにより、フィルタ20の温度が急激に低下することを抑制する。その上で、フィルタ20の温度を検出し、その温度がT0以下となった場合に、フィルタ冷却防止制御を実施するので、フィルタ20の急激な温度低下により、フィルタ冷却防止制御の効果が現れるまでに、フィルタ20の再生処理が継続できなくなったり、フィルタ20の温度検出の
精度が悪化したりすることを抑制できる。
As described above, in this routine, when the operation state of the
なお、本実施例においては、フィルタ冷却防止制御が実施可能かどうかを判断する基準となる温度として、実施例1と同じT0を用いたが、この基準温度として、別の温度を用いてもよい。ここで、フィルタ20の温度がある程度低下すると、燃料供給弁から供給された燃料がフィルタ20において酸化反応を起さなくなり、燃料がそのままフィルタ20をすり抜ける現象が起きるおそれがある。従って、本実施例においては、フィルタ冷却防止制御が実施可能かどうかを判断する基準温度としては、燃料がそのままフィルタ20をすり抜ける現象が起きる温度T2よりも高い温度を採用することが望ましい。そうすることにより、燃料供給弁より、フィルタ20に供給された燃料が、そのままフィルタ20をすり抜けることを抑制でき、エミッションの悪化を引き起こすことを抑制できる。
In this embodiment, the same T 0 as in the first embodiment is used as a reference temperature for determining whether or not the filter cooling prevention control can be performed, but another temperature may be used as the reference temperature. Good. Here, when the temperature of the
また、本実施例におけるS304において、燃料供給弁からフィルタ20への燃料供給が停止した後に、所定時間t1が経過してから、S106に進み、フィルタ冷却防止制御を実施するようなフローにしてもよい。ここで、フィルタ20に供給された燃料は、フィルタ20の担体に吸着した後に酸化反応を起すため、フィルタ20に燃料が供給されてから酸化反応が起きるまでの間には時間差がある。そして、燃料がフィルタ20に吸着している状態において、フィルタ冷却防止制御が実施されると、フィルタ20に吸着した燃料が短期間に酸化し、フィルタ20の過昇温を招くおそれがある。
Further, in S304 in the present embodiment, after the fuel supply from the fuel supply valve to the
そこで、S304において、燃料供給弁からフィルタ20への燃料供給が停止した後に、所定時間t1が経過してから、S106に進み、フィルタ冷却防止制御を実施するフローにすることで、フィルタ20に吸着した燃料の酸化反応が終了するのを待ち、その後にフィルタ冷却防止制御を実施することができる。結果として、フィルタ20に吸着された燃料が一気に酸化されることによるフィルタ20の過昇温を防止することができる。
Therefore, in S304, after the fuel supply from the fuel supply valve to the
次に実施例4について説明する。本実施例における内燃機関1のハード構成については、実施例1において説明したものと同じである。
Next, Example 4 will be described. The hardware configuration of the
本実施例においては、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になったときに、内燃機関1における吸気絞り弁10を絞るとともに、EGR弁26を全開にするフィルタ冷却防止制御を実施するのではなく、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量及び、フィルタ20の温度から、フィルタ20が過昇温しない範囲での最小の吸入空気量であるOT回避限界吸気量を導出した後、そのOT回避限界吸気量がフィルタ20に導入されるように、吸気絞り弁10及び、EGR弁26を制御する。なお、OT回避限界吸気量がフィルタ20に導入されるように、吸気絞り弁10及び、EGR弁26を制御するこの制御を以下、「OT回避限界吸気制御」という。
In the present embodiment, when the operation state of the
図5は、本実施例におけるフィルタ冷却防止ルーチンについて示したフローチャートである。実施例1と同様、本ルーチンは、内燃機関1におけるフィルタ20の再生処理中、所定期間毎に繰り返し実行されるルーチンである。
FIG. 5 is a flowchart showing a filter cooling prevention routine in the present embodiment. Similar to the first embodiment, this routine is a routine that is repeatedly executed at predetermined intervals during the regeneration process of the
本ルーチンが実行されると、まず実施例1と同様、S101において、内燃機関1の運転状態が減速運転状態かどうかについて判定され、内燃機関1の運転状態が減速運転状態であると判定された場合には、S201においてフィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量が検出される。この処理の詳細については実施例2において説明したものと同じである。次に、S203に進み、フィルタ20の温度が検出される。この処理の具体的な内容も、実施例2で説明したものと同じである。
When this routine is executed, first, similarly to the first embodiment, in S101, it is determined whether or not the operating state of the
次に、S401に進み、S201で検出された、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量及び、S203で検出されたフィルタ20の温度に基いて、OT回避限界吸気量が導出される。このOT回避限界吸気量は、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量及び、フィルタ20の温度との関係において、予め実験的に求められた値であり、フィルタ20が過昇温しない範囲での最小の吸入空気量である。
Next, the process proceeds to S401, and the OT avoidance limit intake air amount is derived based on the accumulated amount of the particulate matter collected in the
S401においては、具体的には、S201で検出されたフィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量及び、S203で検出されたフィルタ20の温度の組み合わせに対応したOT回避限界吸気量の値をマップから読み出すことによって、OT回避限界吸気量の値が導出される。
In S401, specifically, the value of the OT avoidance limit intake air amount corresponding to the combination of the accumulation amount of the particulate matter collected in the
そして、S402において、S401で導出されたOT回避限界吸気量に相当する吸気が内燃機関1に導入されるように、吸気絞り弁10及び、EGR弁26の開度が制御されて、OT回避限界吸気制御が実施される。この制御が行われた後、本ルーチンを一旦終了する。
In S402, the opening degree of the
なお、S101において、内燃機関1が減速運転状態ではないと判定された場合には、OT回避限界吸気制御を実施する必要がないと判断できるので、S403に進み、OT回避限界吸気制御が実施されている場合には、これを停止した上で本ルーチンを一旦終了する。
If it is determined in S101 that the
以上、説明したように、本ルーチンにおいては、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になった場合には、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量及び、フィルタ20の温度が検出され、それらの値より、フィルタ20が過昇温しない範囲での最小の吸入空気量であるOT回避限界吸気量が求められ、そのOT回避限界吸気量が導入されるように、吸気絞り弁10及びEGR弁26が制御される。
As described above, in this routine, when the operation state of the
従って、フィルタ20の再生処理中に、内燃機関1の運転状態が減速運転状態になった場合に、フィルタ20の温度が低下して再生処理が継続できなくなることを抑制すると同時に、フィルタ20が過昇温することも抑制できる。
Therefore, during the regeneration process of the
なお、本実施例においてフィルタ状態検出手段は、排気温センサ23、上流側排気圧センサ28、下流側排気圧センサ29及び、ECU35を含んで構成される。また、限界吸入空気量算出手段は、上記のフィルタ冷却防止ルーチンのS401の処理を行うECU35を含んで構成される。また、フィルタ保温手段は、上記のフィルタ冷却防止ルーチンのS402の処理を行うECU35を含んで構成される。
In this embodiment, the filter state detecting means includes an
また、本実施例におけるOT回避限界吸気量は、フィルタ20に捕集された粒子状物質の堆積量及び、フィルタ20の温度との関係において、フィルタ20が過昇温しない範囲での最小の吸入空気量としたが、この値は、必ずしも上記の範囲内で最小の吸入空気量である必要はない。フィルタ20の過昇温を抑制できる程度に多い吸入空気量であり、且つフィルタ20に内燃機関1で燃焼していない低温の空気がフィルタ20に導入されても、フィルタ20の再生処理が継続不可能とならない程度の吸入空気量であれば、特に上記に限らない。
In addition, the OT avoidance limit intake air amount in the present embodiment is the minimum inhalation within a range in which the
加えて、上記の実施例においては、本発明を多気筒ディーゼル機関に適用した例について説明したが、本発明をガソリン機関に対して適用しても良いことはもちろんである。 In addition, in the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to a multi-cylinder diesel engine has been described, but it is needless to say that the present invention may be applied to a gasoline engine.
1・・・内燃機関
2・・・気筒
3・・・燃料噴射弁
4・・・コモンレール
5・・・燃料供給管
6・・・燃料ポンプ
8・・・吸気枝管
9・・・吸気通路
10・・・吸気絞り弁
14・・・吸気絞り用アクチュエータ
15・・・遠心過給機
15a・・・コンプレッサハウジング
15b・・・タービンハウジング
16・・・インタークーラ
18・・・排気枝管
19・・・排気通路
20・・・フィルタ
23・・・排気温センサ
25・・・EGR通路
26・・・EGR弁
27・・・EGRクーラ
28・・・上流側排気圧センサ
29・・・下流側排気圧センサ
32・・・アクセルペダル
33・・・アクセルポジションセンサ
35・・・ECU
37・・・エアフローメータ
40・・・排気再循環装置
DESCRIPTION OF
37 ...
Claims (5)
前記内燃機関の排気の温度を上昇させ、前記フィルタに捕集された粒子状物質を酸化することにより、該フィルタの捕集能力の再生処理を行うフィルタ再生手段と、
前記内燃機関の吸気通路に設けられ、該内燃機関に吸入される空気の量を制御する吸気絞り弁と、
前記内燃機関の排気の一部を該内燃機関の吸気系に再循環させるとともに、EGR弁の開度を増減させることによって、前記再循環させる排気の量を増減させるEGR装置と、
前記吸気絞り弁の開度を減少させることにより吸入空気量を絞るとともに、前記EGR弁の開度を増加させて前記再循環させる排気の量を増加させる吸気制御手段と、
前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中において、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態になった場合に、前記吸気制御手段を作動させるフィルタ冷却防止手段と、
を備えた内燃機関の排気浄化システムであって、
前記吸気制御手段の作動により、吸入空気量が絞られるとともに前記再循環させる排気の量が増加された場合に、前記フィルタが過昇温するかどうかを判定するOT判定手段をさらに備え、
前記フィルタ冷却防止手段は、前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中に、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態になった場合において、
前記吸気制御手段を作動させても、前記フィルタが過昇温しないと、前記OT判定手段により判定される前は、前記吸気制御手段を作動させず、前記吸気制御手段を作動させても、前記フィルタが過昇温しないと、前記OT判定手段により判定された後に、前記吸気制御手段を作動させることを特徴とする内燃機関の排気浄化システム。 A filter provided in the exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulate matter in the exhaust of the internal combustion engine;
A filter regeneration means for increasing the temperature of the exhaust gas of the internal combustion engine and oxidizing the particulate matter collected by the filter to regenerate the collection ability of the filter;
An intake throttle valve provided in an intake passage of the internal combustion engine for controlling the amount of air taken into the internal combustion engine;
An EGR device that recirculates part of the exhaust gas of the internal combustion engine to the intake system of the internal combustion engine and increases or decreases the amount of exhaust gas to be recirculated by increasing or decreasing the opening of an EGR valve;
An intake control means for reducing the opening of the intake throttle valve to reduce the amount of intake air, and increasing the opening of the EGR valve to increase the amount of exhaust gas to be recirculated;
During the regeneration process of the filter by the filter regeneration means, the intake control means is operated when the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state where the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated. Filter cooling prevention means,
An exhaust gas purification system for an internal combustion engine comprising:
OT determination means for determining whether or not the temperature of the filter overheats when the intake air amount is reduced and the amount of exhaust gas to be recirculated is increased by the operation of the intake control means;
The filter cooling prevention means, when the operation state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state in which the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated during the regeneration process of the filter by the filter regeneration means,
Even if the intake control means is operated, if the temperature of the filter does not overheat, the intake control means is not operated and the intake control means is operated before the determination by the OT determination means. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, wherein the intake control means is operated after it is determined by the OT determination means that the filter does not overheat.
場合にも、前記フィルタが過昇温しないと判定することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。 When the temperature of the filter is equal to or lower than a predetermined temperature, the OT determination unit is configured to reduce the intake air amount and increase the amount of exhaust gas to be recirculated by the operation of the intake control unit. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 1, wherein it is determined that the filter does not overheat.
前記堆積量検出手段によって検出された、該フィルタにおける粒子状物質の堆積量が多い程、前記所定温度を低く設定することを特徴とする請求項2に記載の内燃機関の排気浄化システム。 The OT determination means has a deposition amount detection means for detecting a deposition amount of particulate matter in the filter,
3. The exhaust gas purification system for an internal combustion engine according to claim 2, wherein the predetermined temperature is set to be lower as the accumulation amount of particulate matter in the filter detected by the accumulation amount detection means is larger.
前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生処理中に、前記内燃機関の運転状態が、該内燃機関への燃料供給が停止されて減速する減速運転状態となった場合において、前記OT判定手段により、前記吸気制御手段を作動させても、前記フィルタの温度が過昇温しないと判定される前に、前記燃料供給手段により、前記フィルタに燃料を供給することを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化システム。 A fuel supply means for supplying fuel as a reducing agent to the filter;
During the regeneration process of the filter by the filter regeneration means, when the operating state of the internal combustion engine is in a decelerating operation state in which the fuel supply to the internal combustion engine is stopped and decelerated, the OT determination means 2. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the fuel is supplied to the filter by the fuel supply means before it is determined that the temperature of the filter does not excessively increase even when the intake control means is operated. Engine exhaust purification system.
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