JP2005282479A - Exhaust gas purification system control method and exhaust gas purification system - Google Patents
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Abstract
【課題】 連続再生型DPF装置のDPFを再生するためのポスト噴射等の筒内燃料噴射制御を行う強制再生制御に関して、DPFの強制再生制御中に停車アイドル状態に移行し、この停車アイドル状態が解除された時の排気絞り弁の開弁の際に生じる大音響を防止することができる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムを提供する。【解決手段】 エンジン10の排気ガス通路12に連続再生型DPF装置13と排気絞り弁16を上流側から順にを備えると共に、車両停止でエンジンがアイドリング運転状態である停止アイドリング状態を検出する停車アイドル状態検出手段341Cを備えた排気ガス浄化システム1において、強制再生中において、前記停車アイドル状態検出手段341Cにより停車アイドル状態が検出された場合には、強制再生のためのポスト噴射を停止し、排気絞り弁16を閉じるように構成する。
【選択図】 図4PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a forced regeneration control for performing in-cylinder fuel injection control such as post-injection for regenerating a DPF of a continuous regeneration type DPF device, a transition is made to a stop idle state during the forced regeneration control of the DPF. Provided are an exhaust gas purification system control method and an exhaust gas purification system capable of preventing a loud sound generated when the exhaust throttle valve is opened when released. An exhaust gas passage 12 of an engine 10 is provided with a continuous regeneration type DPF device 13 and an exhaust throttle valve 16 in order from the upstream side, and is a stop idle for detecting a stop idling state in which the engine is in an idling operation state when the vehicle is stopped. In the exhaust gas purification system 1 provided with the state detection means 341C, during the forced regeneration, when the stop idle state detection means 341C detects the stop idle state, the post-injection for forced regeneration is stopped and the exhaust gas is exhausted. The throttle valve 16 is configured to be closed.
[Selection] Figure 4
Description
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関の排気ガスに対して、連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF)装置による粒子状物質(PM)の浄化を行う排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムに関するものである。 The present invention relates to a control method for an exhaust gas purification system for purifying particulate matter (PM) by exhaust gas from an internal combustion engine such as a diesel engine using a continuous regeneration type diesel particulate filter (DPF) device, and exhaust gas purification. It is about the system.
ディーゼルエンジンから排出される粒子状物質(PM:パティキュレート・マター:以下PMとする)の排出量は、NOx,COそしてHC等と共に年々規制が強化されてきており、このPMをディーゼルパティキュレートフィルタ(DPF:Diesel Particulate Filter :以下DPFとする)と呼ばれるフィルタで捕集して、外部へ排出されるPMの量を低減する技術が開発されている。 Particulate matter (PM: particulate matter: hereinafter referred to as PM) emitted from diesel engines is being regulated more and more with NOx, CO, HC, etc., and this PM is used as a diesel particulate filter. A technique for reducing the amount of PM collected by a filter called (DPF: Diesel Particulate Filter: hereinafter referred to as DPF) and discharged to the outside has been developed.
このPMを捕集するDPFにはセラミック製のモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタや、セラミックや金属を繊維状にした繊維型タイプのフィルタ等があり、これらのDPFを用いた排気ガス浄化システムは、他の排気ガス浄化システムと同様に、エンジンの排気通路の途中に設置され、エンジンで発生する排気ガスを浄化して排出している。 DPFs that collect PM include ceramic monolith honeycomb wall flow type filters, fiber type filters made of ceramic or metal fibers, and exhaust gas purification systems using these DPFs. As with other exhaust gas purification systems, it is installed in the middle of the exhaust passage of the engine to purify and discharge exhaust gas generated by the engine.
これらのDPF装置に、DPFの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型DPF装置や、触媒付きフィルタに担持させた触媒の作用によってPMの燃焼温度を低下させ、排気ガスによってPMを焼却する連続再生型DPF装置等がある。 In these DPF devices, a continuous regeneration type DPF device in which an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the DPF, or a continuous combustion type in which the PM combustion temperature is lowered by the action of the catalyst supported on the catalyst-equipped filter, and the PM is incinerated with exhaust gas There are regenerative DPF devices and the like.
この上流側酸化触媒の連続再生型DPF装置は、NO2 (二酸化窒素)によるPMの酸化が、排気ガス中の酸素によりPMを酸化することにより、低温で行われることを利用したもので、酸化触媒とフィルタとから構成され、この上流側の白金等を担持した酸化触媒により、排気ガス中のNO(一酸化窒素)を酸化してNO2 にして、このNO2 で、下流側のフィルタに捕集されたPMを酸化してCO2 (二酸化炭素)とし、PMを除去している。 This upstream regeneration catalyst continuous regeneration type DPF device utilizes the fact that oxidation of PM by NO 2 (nitrogen dioxide) is performed at a low temperature by oxidizing PM with oxygen in exhaust gas. The catalyst is composed of a catalyst and a filter, and the upstream side of the oxidation catalyst carrying platinum or the like oxidizes NO (nitrogen monoxide) in the exhaust gas to NO 2 , and with this NO 2 , the downstream filter The collected PM is oxidized to CO 2 (carbon dioxide) to remove the PM.
また、触媒付きフィルタの連続再生型DPF装置は、酸化セリウム(CeO2 )等の触媒を有する触媒付きフィルタで構成され、低温域(300℃〜600℃程度)では、触媒付きフィルタにおける排気ガス中のO2 (酸素)を使用した反応(4CeO2 +C→2Ce2 O3 +CO2 ,2Ce2 O3 +O2 →4CeO2 等)によりPMを酸化し、PMが排気ガス中のO2 で燃焼する温度より高い高温域(600℃程度以上)では、排気ガス中のO2 によりPMを酸化している。
Moreover, the continuous regeneration type DPF device for a filter with a catalyst is constituted by a filter with a catalyst having a catalyst such as cerium oxide (CeO 2 ), and in the exhaust gas in the filter with a catalyst in a low temperature range (about 300 ° C. to 600 ° C.). oxidizing the PM by the O 2 reaction using (oxygen) (4CeO 2 + C → 2Ce 2
そして、この触媒付きフィルタの連続再生型DPF装置等でも、上流側に酸化触媒を設けて、排気ガス中の未燃HCやCOの酸化反応により、これらの大気中への放出を防止しながら、後段PMフィルタ入口排気ガス温度を上昇させて、PMの酸化除去を促進することが行われている。 And even in the continuous regeneration type DPF device etc. of this filter with a catalyst, an oxidation catalyst is provided on the upstream side, and by preventing the unburned HC and CO in the exhaust gas from being released into the atmosphere, The exhaust gas temperature at the rear stage PM filter inlet is raised to promote PM oxidation removal.
しかしながら、これらの連続再生型DPF装置においても、排気ガス温度が350℃以上の時には、このフィルタに捕集されたPMは連続的に燃焼して浄化され、フィルタは自己再生するが、排気温度が低い場合やNOの排出が少ないエンジンの運転状態、例えば、エンジンのアイドル運転や低負荷・低速度運転等の低排気温度状態が継続した場合においては、排気ガス温度が低く触媒の温度が低下して活性化しないため、酸化反応が促進されず、また、NOが不足するので、上記の反応が生ぜず、PMを酸化してフィルタを再生できないため、PMのフィルタへの堆積が継続されて、フィルタが目詰まりが進行する。そのため、このフィルタの目詰まりによる排圧上昇の問題が生じる。 However, even in these continuous regeneration type DPF devices, when the exhaust gas temperature is 350 ° C. or higher, PM collected by this filter is continuously burned and purified, and the filter self-regenerates, but the exhaust temperature is When the engine is in low operating conditions or low exhaust emissions, such as when the engine is idling or under low exhaust temperature conditions such as low load / low speed operation, the exhaust gas temperature is low and the catalyst temperature decreases. Therefore, the oxidation reaction is not promoted, and since NO is insufficient, the above reaction does not occur, and the filter cannot be regenerated by oxidizing the PM. Filter clogging progresses. Therefore, the problem of an increase in exhaust pressure due to the clogging of the filter occurs.
そのため、これらの連続再生型DPF装置では、目詰まりが所定の目詰まり量を超えた時に排気温度を強制的に昇温させて捕集されているPMを強制的に燃焼除去することが考えられており、PMの蓄積量が予め設定したPMの蓄積限界値に到達した時に、自動的に、エンジンの運転状態を強制再生モード運転に変更して排気温度を強制的に上昇させたり、NOやNO2 の量を増加させたりして、フィルタに捕集されたPMを酸化して除去して再生処理を行っている。 Therefore, in these continuous regeneration type DPF devices, it is conceivable that when the clogging exceeds a predetermined clogging amount, the exhaust temperature is forcibly raised to forcibly remove the collected PM. When the accumulated amount of PM reaches a preset accumulation limit value of PM, the engine operating state is automatically changed to forced regeneration mode operation to forcibly increase the exhaust temperature, or NO or The regeneration process is performed by increasing the amount of NO 2 to oxidize and remove the PM collected by the filter.
この再生処理に関しては、再生開始時期の検出手段としては、フィルタの前後差圧で検出する方法や、走行距離で検出する方法や、エンジンの運転状態から捕集されるPM量を予め設定したマップデータ等から算出してPM累積量を求めて検出する方法等があり、また、排気温度の昇温手段としては、筒内(シリンダ内)噴射における噴射制御による方法や排気管内への直接燃料噴射における燃料制御による方法がある。 Regarding the regeneration process, as a means for detecting the regeneration start time, a method for detecting by the differential pressure across the filter, a method for detecting by the travel distance, and a map in which the amount of PM collected from the operating state of the engine is set in advance. There are methods for calculating and detecting the PM accumulated amount by calculating from data, etc. Further, as a means for raising the exhaust temperature, a method by injection control in in-cylinder (in-cylinder) injection or direct fuel injection into the exhaust pipe There is a method by fuel control.
この筒内噴射制御では、排気温度がフィルタの上流に設けた酸化触媒又はフィルタに担持された酸化触媒の活性温度よりも低い場合に、マルチ噴射(多段噴射)を行って排気ガスを昇温し、その活性温度よりも上昇したらポスト噴射(後噴射)を行って、排気ガス中の燃料を酸化触媒で燃焼して排気ガスをフィルタに捕集されたPMが燃焼する温度以上に昇温して、フィルタに捕集されたPMを燃焼除去してフィルタを強制再生させる。 In this in-cylinder injection control, when the exhaust gas temperature is lower than the activation temperature of the oxidation catalyst provided upstream of the filter or the oxidation catalyst carried on the filter, multi-injection (multistage injection) is performed to raise the temperature of the exhaust gas. When the temperature rises above the activation temperature, post-injection (post-injection) is performed, and the fuel in the exhaust gas is burned by the oxidation catalyst, and the exhaust gas is heated to a temperature higher than the temperature at which the PM collected by the filter burns. Then, the PM collected by the filter is burned and removed to forcibly regenerate the filter.
また、更に、車両停止状態でかつエンジンアイドル状態、即ち停車アイドル状態においては、低速・低負荷状態のエンジンの運転状態のため排気温度が低いので、内燃機関の排気系に排気絞り弁を設けて、DPF再生時の筒内噴射制御と共に、この排気絞り弁を閉弁して負荷を増加させたり、排気を保温したりして、排気温度の低下を防止することも行われている。 Furthermore, when the vehicle is stopped and in the engine idle state, that is, in the stationary idle state, the exhaust temperature is low because the engine is operating at a low speed and a low load, so an exhaust throttle valve is provided in the exhaust system of the internal combustion engine. Along with the in-cylinder injection control during DPF regeneration, the exhaust throttle valve is closed to increase the load or to keep the exhaust temperature to prevent the exhaust temperature from decreasing.
例えば、アイドリング状態が長く継続した後の走行開始時における水分の蒸発や未燃燃料の中途半端な酸化反応による排気ガスの白煙化を未然に防止するために、所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認された時に、排気ブレーキ等の排気絞り弁を使用した排気絞りとアフタ噴射(ポスト噴射)を追加する燃料噴射を併用した排気昇温手段を作動するて、排気白煙化防止装置が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。 For example, in order to prevent the evaporation of moisture at the start of running after the idling state continues for a long time and the white smoke of exhaust gas due to the halfway oxidation reaction of unburned fuel, the idling state continues for a predetermined time or longer. When exhaust gas is confirmed, an exhaust whitening prevention device is proposed by operating an exhaust temperature raising means that uses both an exhaust throttle using an exhaust throttle valve such as an exhaust brake and fuel injection that adds after injection (post injection). (For example, refer to Patent Document 1).
また、ディーゼルエンジンの排気通路に配設されるDPFの過熱による溶損を確実に防止するために、内燃機関(エンジン)が無負荷あるいはアイドル運転状態にある時に、EGR弁を開弁すると共に、吸気絞り弁と排気絞り弁等で形成される排気流量低減手段を作動させる制御手段を備えた内燃機関の排気浄化装置において、PMの堆積量が所定量以上でかつDPF温度が所定温度以上である場合に、EGR弁を閉弁すると共に、排気流量の低減を禁止して、排気通路内の排気流量を維持して、熱の持ち去りによってDPFが良好に冷却されるようにした内燃機関の排気浄化装置が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。 Further, in order to surely prevent melting damage due to overheating of the DPF disposed in the exhaust passage of the diesel engine, when the internal combustion engine (engine) is in an unloaded or idle operation state, the EGR valve is opened, In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine having a control means for operating an exhaust flow rate reducing means formed by an intake throttle valve and an exhaust throttle valve, etc., the amount of accumulated PM is not less than a predetermined amount and the DPF temperature is not less than a predetermined temperature. In this case, the EGR valve is closed, the exhaust flow rate is prohibited from being reduced, the exhaust flow rate in the exhaust passage is maintained, and the exhaust of the internal combustion engine in which the DPF is cooled well by the removal of heat. A purification device has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、内燃機関の排気ガス通路に連続再生型DPF装置と排気絞り弁を上流側から順に備えた排気ガス浄化システムにおいて、停車アイドル状態でDPF再生用のポスト噴射を行っている時に、DPFの下流側の排気絞り弁を閉弁した場合に、ポスト噴射を継続すると、このポスト噴射により連続再生型DPF装置に流入した未燃燃料が酸化触媒により酸化されるので、排気管内圧が増加して、燃焼が不安定になると共に、その後の排気絞り弁の開弁による圧力開放時に、極めて短時間にこの排気管内圧が開放されることになるので、大音響が発生するという問題がある。
本発明の目的は、連続再生型DPF装置のDPFを再生するためのポスト噴射等の筒内燃料噴射制御を行う強制再生制御に関して、DPFの強制再生制御中に停車アイドル状態に移行し、この停車アイドル状態が解除された時の排気絞り弁の開弁の際に生じる大音響を防止することができる排気ガス浄化システムの制御方法及び排気ガス浄化システムを提供することにある。 An object of the present invention relates to forced regeneration control that performs in-cylinder fuel injection control such as post-injection to regenerate the DPF of the continuous regeneration type DPF device, and the vehicle enters the stop idle state during the forced regeneration control of the DPF. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purification system control method and an exhaust gas purification system capable of preventing a loud sound generated when the exhaust throttle valve is opened when the idle state is released.
上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムの制御方法は、車両に搭載されたエンジンの排気ガス通路に連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置と排気絞り弁を上流側から順に備えると共に、該連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置における粒子状物質の捕集量を検出する捕集量検出手段と、車両停止でエンジンがアイドリング運転状態である停止アイドリング状態を検出する停車アイドル状態検出手段と、ポスト噴射を含む筒内燃料噴射制御により排気温度を上昇させて強制的に捕集された粒子状物質を燃焼して該連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる強制再生手段とを有するディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、強制再生中において、前記停車アイドル状態検出手段により停車アイドル状態が検出された場合には、強制再生のためのポスト噴射を停止し、排気絞り弁を閉じるように構成される。 In order to achieve the above object, a control method for an exhaust gas purification system of the present invention comprises a continuous regeneration type diesel particulate filter device and an exhaust throttle valve in order from the upstream side in an exhaust gas passage of an engine mounted on a vehicle. , A collection amount detection means for detecting the amount of particulate matter collected in the continuous regeneration type diesel particulate filter device, and a stop idle state detection means for detecting a stop idling state in which the engine is idling when the vehicle is stopped. And a forcible regeneration means for regenerating the continuous regeneration type diesel particulate filter device by combusting particulate matter compulsorily collected by raising exhaust gas temperature by in-cylinder fuel injection control including post injection In the exhaust gas purification system provided with the particulate filter control means, During braking regeneration, when said stop idle by stopping idling state detecting means is detected, it stops the post injection for forced regeneration, configured to close the exhaust throttle valve.
また、上記の目的を達成するための本発明の排気ガス浄化システムは、車両に搭載されたエンジンの排気ガス通路に連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置と排気絞り弁を上流側から順に備えると共に、該連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置における粒子状物質の量を検出する捕集量検出手段と、車両停止でエンジンがアイドリング運転状態である停止アイドリング状態を検出する停車アイドル状態検出手段と、ポスト噴射を含む筒内燃料噴射制御により排気温度を上昇させて強制的に捕集された粒子状物質を燃焼して該連続再生型ディーゼルパティキュレートフィルタ装置を再生させる強制再生手段とを有するディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段を備えた排気ガス浄化システムにおいて、前記ディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段が、前記強制再生手段による強制再生中において、前記停車アイドル状態検出手段により停車アイドル状態が検出された場合には、強制再生のためのポスト噴射を停止し、排気絞り弁を閉じるように制御するように構成される。 In addition, an exhaust gas purification system of the present invention for achieving the above object includes a continuous regeneration type diesel particulate filter device and an exhaust throttle valve in order from the upstream side in an exhaust gas passage of an engine mounted on a vehicle, Collected amount detection means for detecting the amount of particulate matter in the continuous regeneration type diesel particulate filter device, stop idling state detection means for detecting a stop idling state where the engine is idling when the vehicle is stopped, and post-injection Diesel particulate filter having forcible regeneration means for regenerating the continuously regenerated diesel particulate filter device by burning the particulate matter forcibly collected by raising the exhaust temperature by in-cylinder fuel injection control including In the exhaust gas purification system comprising a control means, When the stop idle state is detected by the stop idle state detection means during the forced regeneration by the forced regeneration means, the zel particulate filter control means stops the post injection for forced regeneration, and the exhaust throttle valve Is configured to control to close.
つまり、再生時に、ポスト噴射を伴う再生制御を行う場合において、この再生中に車両が停止し、停車アイドル状態になった時には、排気絞り弁を閉にすると共にポスト噴射を禁止することを特徴とする。 In other words, when performing regeneration control with post-injection during regeneration, when the vehicle stops during this regeneration and enters a stop idle state, the exhaust throttle valve is closed and post-injection is prohibited. To do.
なお、上記の排気ガス浄化システムにおける連続再生型DPF装置としては、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型DPF装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型DPF装置、フィルタに触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型DPF装置等がある。 The continuous regeneration type DPF device in the exhaust gas purification system described above includes a continuous regeneration type DPF device in which an oxidation catalyst is supported on a filter, a continuous regeneration type DPF device in which an oxidation catalyst is provided upstream of the filter, and a catalyst in the filter. And a continuous regeneration type DPF device in which an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the filter.
本発明の排気ガス浄化システムの制御方法と排気ガス浄化システムによれば、連続再生型DPF装置のDPFを再生するためのポスト噴射等の筒内燃料噴射制御を行う再生制御に関して、DPFの強制再生制御中に停車アイドル状態に移行し、この停車アイドル状態が解除された時の排気絞り弁の開弁の際に生じる大音響を防止することができる According to the exhaust gas purification system control method and exhaust gas purification system of the present invention, for regeneration control for performing in-cylinder fuel injection control such as post injection for regenerating the DPF of the continuous regeneration DPF device, forced regeneration of the DPF It is possible to prevent a loud sound that is generated when the exhaust throttle valve is opened when the stop idle state is shifted during the control and the stop idle state is released.
以下、本発明に係る実施の形態の排気ガス浄化システムの制御方法と排気ガス浄化システムについて、酸化触媒と触媒付きフィルタの組合せで構成される連続再生型DPF装置を備えた排気ガス浄化システムを例にして、図面を参照しながら説明する。 Hereinafter, as for an exhaust gas purification system control method and an exhaust gas purification system according to an embodiment of the present invention, an example of an exhaust gas purification system including a continuous regeneration type DPF device constituted by a combination of an oxidation catalyst and a filter with a catalyst will be described. This will be described with reference to the drawings.
図1に、この実施の形態のエンジンの排気ガス浄化システム1の構成を示す。この排気ガス浄化システム1は、ディーゼルエンジン10の排気マニホールド11に接続する排気通路12に連続再生型DPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)装置13とこの連続再生型DPF装置13の下流側の排気絞り弁(エキゾーストスロットル)16を設けて構成されている。この連続再生型DPF装置13は、上流側に酸化触媒(DOC)13aを下流側に触媒付きフィルタ(CSF)13bを有して構成される。
FIG. 1 shows a configuration of an engine exhaust
この酸化触媒13aは、多孔質のセラミックのハニカム構造等の担持体に、白金(Pt)等の酸化触媒を担持させて形成され、触媒付きフィルタ13bは、多孔質のセラミックのハニカムのチャンネルの入口と出口を交互に目封じしたモノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタや、アルミナ等の無機繊維をランダムに積層したフェルト状のフィルタ等で形成される。このフィルタの部分に白金や酸化セリウム等の触媒を担持する。
This
そして、触媒付きフィルタ13bに、モノリスハニカム型ウオールフロータイプのフィルタを採用した場合には、排気ガスG中のPM(粒子状物質)は多孔質のセラミックの壁で捕集(トラップ)され、繊維型フィルタタイプを採用した場合には、フィルタの無機繊維でPMを捕集する。
When a monolith honeycomb wall flow type filter is adopted as the filter with
そして、触媒付きフィルタ13bのPMの堆積量を推定するために、連続再生型DPF装置13の前後に接続された導通管に差圧センサ21が設けられる。また、触媒付きフィルタ13bの再生制御用に、酸化触媒13aと触媒付きフィルタ13bの上流側、中間及び下流側に、それぞれ、酸化触媒入口排気温度センサ22、フィルタ入口排気温度センサ23が設けられる。なお、吸気通路17には、エアクリーナー18が設けられている。
Then, in order to estimate the amount of PM deposited on the filter with
これらのセンサの出力値は、エンジン10の運転の全般的な制御を行うと共に、連続再生型DPF装置13の再生制御も行う制御装置(ECU:エンジンコントロールユニット)30に入力され、この制御装置30から出力される制御信号により、エンジン10の燃料噴射装置(噴射ノズル)14や、排気絞り弁16や、図示しないEGR通路にEGRクーラと共に設けられたEGR量を調整するEGRバルブ等が制御される。
Output values of these sensors are input to a control device (ECU: engine control unit) 30 that performs overall control of the operation of the
この燃料噴射装置14は燃料ポンプ(図示しない)で昇圧された高圧の燃料を一時的に貯えるコモンレール噴射システム(図示しない)に接続されており、制御装置30には、エンジンの運転のために、アクセルポジションセンサ(APS)31からのアクセル開度、エンジン回転数センサ32からのエンジン回転数、走行距離センサ33からの走行距離、水温センサ34からのエンジンの冷却水の温度、車速センサ35からの車両速度等の情報及びその情報も入力される。
The
そして、制御装置30は、図2に示すように、エンジンの運転を制御するエンジン制御手段20Cと、排気ガス浄化システム1のためのDPF制御手段30C等を有して構成される。そして、このDPF制御手段30Cは、通常運転制御手段31C、PM捕集量検出手段32C、走行距離検出手段33C、強制再生手段34C、警告手段35C等を有して構成される。
As shown in FIG. 2, the
通常運転検出手段31Cは、特に、連続再生型DPF装置13の再生に関係なしに行われる通常の運転を行うための手段であり、アクセルポジションセンサ31の信号及びエンジン回転数センサ32の信号に基づいて制御装置30で演算された通電時間信号により、所定量の燃料が燃料噴射装置14から噴射される通常の噴射制御が行われる。
The normal operation detection means 31C is a means for performing a normal operation that is performed regardless of the regeneration of the continuous regeneration
PM捕集量検出手段32Cは、連続再生型DPF装置13の触媒付きフィルタ13bに捕集されるPM(粒子状物質)の捕集量ΔPm を検出する手段であり、この捕集量ΔPm の検出は、エンジンの回転数(回転速度)や負荷から推定した堆積量の累積計算値や、エンジンの回転累積時間や、連続再生型DPF装置13の前後の差圧等で検出する。この実施の形態では、連続再生型DPF装置13の前後の差圧、即ち、差圧センサ21による測定値を基にして検出する。
The PM trapping amount detection means 32C is a means for detecting the trapping amount ΔPm of PM (particulate matter) trapped in the
走行距離検出手段33Cは、DPF再生の後に車両が走行した距離ΔMc を検出する手段であり、走行距離センサ33で計測される走行距離を基にして求められ、強制再生が行われた場合には、再生の開始時から再生終了時までの適当な時期にリセットされる。
The travel distance detection means 33C is a means for detecting the distance ΔMc traveled by the vehicle after the DPF regeneration. The travel distance detection means 33C is obtained based on the travel distance measured by the
強制再生手段34Cは、連続再生型DPF装置13の種類に応じて多少制御が異なるが、エンジン10の筒内(シリンダ内)噴射においてマルチ噴射(多段噴射)を行って、排気温度を酸化触媒13aの活性温度まで上昇させ、その後ポスト噴射(後噴射)を行ってフィルタ入口排気温度センサ23で検知されるフィルタ入口排気温度Tfiを500℃〜600℃に上げて、PMの酸化除去に適した温度や環境になるようにし、触媒付きフィルタ13bに捕集されたPMを強制的に燃焼除去して触媒付きフィルタ13bを強制再生する。なお、排気絞り弁16やEGR等の吸気系制御を必要に応じて併用する。
The forced regeneration means 34C is slightly different in control depending on the type of the continuous regeneration
そして、本発明においては、更に、この強制再生手段34Cは、車両停止でエンジンがアイドリング運転状態である停止アイドリング状態を検出する停車アイドル状態検出手段341Cを有して構成され、この停車アイドル状態検出手段341Cで停車アイドル状態が検出された場合には、ポスト噴射制御を行わずに、排気温度の低下を防止するために、排気絞り弁16を閉鎖するように構成される。これにより、ポスト噴射を継続した場合に発生する排気絞り弁16の開弁時の大音響を防止することができ、それと共に、排気温度の低下を防止することができる。
In the present invention, the forced regeneration means 34C further includes a stop idle state detection means 341C for detecting a stop idling state in which the engine is idling when the vehicle is stopped. When the stop idling state is detected by the
この停車アイドル状態の検出方法としては、エンジン回転数センサ32、車速センサ35からの出力を制御装置(ECU)に入力し、これらのエンジン回転数Nem、車両速度Vvmを、事前に設定してある停車アイドル状態か否かを判定するための判定用の数値(閾値)Ne0,Vv0と比較する方法や、アクセル開度、アイドルスイッチの位置検出や、ニュートラルスイッチの位置検出、ギヤ位置の検出等様々な方法がある。また、判定用の数値Ne0,Vv0も、エンジン回転数Nem、車両速度Vvmに対応させてある範囲内で変化させて設定するようにしてもよい。
As a detection method of this stop idling state, outputs from the
警告手段35Cは、点滅灯(DPFランプ)41、警告灯(警告ランプ)42等で構成され、ドライバー(運転者)に、点滅灯41の点滅により手動による強制再生手段34Cの作動を促す警告を行ったり、警告灯42の点灯によりドライバーに車両をサービスセンターに持っていくように促す手段である。なお、この警告を受けたドライバーは手動再生スイッチ43を操作することにより、強制再生手段34Cを作動することができる。
The
そして、これらの各種手段を有するDPF制御手段30Cは、PM捕集量検出手段32Cで検出されたPMの捕集量ΔPm と、走行距離検出手段33Cで検出されたDPF再生の後の走行距離ΔMc に基づいて、通常運転制御手段31Cによる通常の運転を継続したり、ドライバーに対して手動による強制再生手段34Cの作動を促す警告を行ったり、自動的に強制再生手段34Cを作動させたりする手段として構成される。 The DPF control means 30C having these various means includes the PM collection amount ΔPm detected by the PM collection amount detection means 32C and the travel distance ΔMc after the DPF regeneration detected by the travel distance detection means 33C. Based on the above, means for continuing normal operation by the normal operation control means 31C, warning the driver for manually operating the forced regeneration means 34C, or automatically operating the forced regeneration means 34C Configured as
次に、この排気ガス浄化システム1の再生制御について説明する。この排気ガス浄化システム1の制御においては、通常運転制御手段31Cによって通常の運転が行われ、PMを捕集するが、この通常の運転において、適当な時間間隔で、図3及び図4に例示するような再生制御フローに従った制御を行う。この制御で、PM捕集量検出手段31Cで検出されたPMの捕集量ΔPm と走行距離検出手段32Cで検出された走行距離ΔMc が、所定の範囲内に入るか否か、手動再生の可否、走行自動再生の可否を判断して、必要に応じて、各種の処理を行った後戻って、更に、通常運転制御手段31Cによる通常の運転を行う。そして、通常の運転と再生制御を繰り返しながら、車両の運転が行われる。
Next, regeneration control of the exhaust
この図3及び図4の再生制御フローについて、強制再生制御の要否を判定するために用いる図5の再生制御用マップを参照しながら説明する。 The regeneration control flow of FIGS. 3 and 4 will be described with reference to the regeneration control map of FIG. 5 used for determining whether or not forced regeneration control is necessary.
最初に、図5の再生制御用マップについて説明すると、この図5の模式的に示した再生制御用マップは、縦軸はPM(捕集物)の捕集量(この実施の形態では差圧)ΔPを示し、この捕集量ΔPの領域を第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 、第2閾値ΔP2 、第3閾値ΔP3 の三つの閾値で、第1捕集量領域Rp1,第2捕集量領域Rp2,第3捕集量領域Rp3,第4捕集量領域Rp4の四つの領域に区分する。また、横軸は走行距離ΔMを示し、この走行距離ΔMの領域を第1閾値(所定の判定用走行距離)ΔM1 、第2閾値ΔM2 、第3閾値ΔM3 の三つの閾値で、第1走行距離領域Rm1,第2走行距離領域Rm2,第3走行距離領域Rm3,第4走行距離領域Rm4の四つの領域に区分する。そして、再生制御によって現在の状態がどの領域にあるかを判断し、必要に応じて、次のような処理が行われる。 First, the regeneration control map of FIG. 5 will be described. In the regeneration control map schematically shown in FIG. 5, the vertical axis represents the amount of PM (collected matter) collected (in this embodiment, the differential pressure). ) P, and the area of the trapped amount ΔP is defined by three threshold values of a first threshold value (predetermined trapped amount for determination) ΔP1, a second threshold value ΔP2, and a third threshold value ΔP3. The area is divided into four areas of a second collection amount area Rp2, a third collection amount area Rp3, and a fourth collection amount area Rp4. The horizontal axis indicates the travel distance ΔM, and the region of the travel distance ΔM is defined as the first travel distance with three threshold values: a first threshold (predetermined travel distance for determination) ΔM1, a second threshold ΔM2, and a third threshold ΔM3. The area is divided into four areas: an area Rm1, a second travel distance area Rm2, a third travel distance area Rm3, and a fourth travel distance area Rm4. Then, the region where the current state is is determined by the reproduction control, and the following processing is performed as necessary.
なお、この第1閾値(所定の判定用走行距離)ΔM1 は、手動による強制再生を行う場合のオイルダイリューションによる問題が生じない下限を示す値であり、また、第2閾値ΔM2 は、走行中に自動的に強制再生を行う場合のオイルダイリューションによる問題が生じない下限を示す値である。更に、第3閾値ΔM3 は、触媒付きフィルタ13bにおけるPMの偏積に起因する熱暴走及びDPFの溶損を防止するために強制再生を行う値である。また、この第4走行距離領域Rm4は、第3閾値ΔM3 を超えた領域のことであり、自動的に強制再生を行ったり、自動的に警告灯を点灯したりする。
The first threshold value (predetermined travel distance for determination) ΔM1 is a value indicating a lower limit that does not cause a problem due to oil dilution in the case of manual forced regeneration, and the second threshold value ΔM2 is a travel value. This is a value indicating the lower limit at which no problem due to oil dilution occurs when forced regeneration is automatically performed. Further, the third threshold value ΔM3 is a value for performing forced regeneration in order to prevent thermal runaway due to PM uneven accumulation and DPF meltdown in the filter with
最初に、検出された走行距離ΔMc が第1閾値ΔM1 を超えずに第1走行距離領域Rm1にある場合は、手動(マニュアル)による強制再生を行うと、オイル中の燃料の蒸発が不十分であるため、オイルダイリューションの問題が生じる。そのため、この場合には手動による強制再生を禁ずる。また、この場合でも、走行パターンによっては、走行距離当たりのPMの蓄積量が多くて、検出された捕集量ΔPm が、第3閾値ΔP3 を超えて第4捕集量領域Rp4に入ってしまうことが生じる時があるが、この時には、連続再生型DPF装置13に捕集されたPMが自己燃焼を開始して急激なPMの燃焼である熱暴走を回避するために、手動再生及び走行自動再生を禁止した状態にすると共に、ドライバーにディーラー等のサービスセンターに持っていくことを促すための警告灯42を点灯する。サービスセンターでは、例えば、エアによる逆洗や中温での長時間の焼き出し等を行って、フィルタの溶損を回避しながら、フィルタを再生する。
First, when the detected travel distance ΔMc is in the first travel distance region Rm1 without exceeding the first threshold value ΔM1, if the forced regeneration is performed manually, the fuel in the oil is not sufficiently evaporated. As a result, oil dilution problems arise. Therefore, in this case, manual forced regeneration is prohibited. Even in this case, depending on the travel pattern, the accumulated amount of PM per travel distance is large, and the detected collection amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3 and enters the fourth collection amount region Rp4. In this case, in order to avoid thermal runaway, in which PM trapped in the continuous regeneration
次に、検出された走行距離ΔMc が第1閾値ΔM1 を超えて第2走行距離領域Rm2に入った時には、まだ、走行が不十分でエンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われていないため自動強制再生は行わずに、車両を停止して手動で強制再生を行う手動再生を促す警告を行うが、検出された捕集量ΔPm の大きさによって異なる警告を行う。 Next, when the detected travel distance ΔMc exceeds the first threshold value ΔM1 and enters the second travel distance region Rm2, the travel is still insufficient and the fuel mixed in the engine oil has been sufficiently evaporated. Since there is no automatic forced regeneration, a warning for prompting manual regeneration in which the vehicle is stopped and forced regeneration is performed manually is performed, but a different warning is performed depending on the detected collection amount ΔPm.
検出された捕集量ΔPm が、第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 より小さい間は、触媒付きフィルタ13bの目詰まりは小さく、強制再生手段34Cの作動の必要は無いので、そのまま、通常の運転を継続する。また、検出された捕集量ΔPm が、第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 を超えているが、第2閾値ΔP2 を超えていないという第2差圧領域Rp2に入った時には、強制再生時のオイルダイリューションの問題を回避するために走行自動再生を禁止すると共に、点滅灯(DPFランプ)41をゆっくり点滅(マニュアル点滅1)させ、ドライバーに対して、車両を停止しての手動による強制再生(手動再生:マニュアル再生)を促す。
While the detected collection amount ΔPm is smaller than the first threshold (predetermined collection amount for determination) ΔP1, the clogging of the
更に、検出された捕集量ΔPm が、第2閾値ΔP2 を超えているが、第3閾値ΔP3 を超えていないという第3差圧領域Rp3に入った時には、強制再生時のオイルダイリューションの問題を回避するために走行自動再生を禁止すると共に、点滅灯41を早く点滅(マニュアル点滅2)させ、ドライバーに対して、車両を停止しての手動による強制再生を強く促す。この第3差圧領域Rp3に入った場合には、運転状態によっては、連続再生型DPF装置13に捕集されたPMが自己燃焼を開始して急激なPMの燃焼である熱暴走を起こし、触媒付きフィルタ13bの溶損が生じる可能性が大きくなるので、この自己着火を懸念して噴射燃料量の絞りを併せて行う。
Further, when the detected collection amount ΔPm exceeds the second threshold value ΔP2, but enters the third differential pressure region Rp3 that does not exceed the third threshold value ΔP3, the oil dilution during forced regeneration is In order to avoid the problem, the automatic driving regeneration is prohibited, and the blinking
そして、検出された捕集量ΔPm が、第3閾値ΔP3 を超えて第4差圧領域Rp4に入った時には、熱暴走を回避するために、手動再生及び走行自動再生を行わないようにして、警告灯42を点灯し、運転者にサービスセンターに持っていくことを促す。
When the detected collection amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3 and enters the fourth differential pressure region Rp4, in order to avoid thermal runaway, do not perform manual regeneration and automatic traveling regeneration. The
次に、検出された走行距離ΔMc が第2閾値ΔM2 を超えて第3走行距離領域Rm3に入った時には、エンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われ、走行中の自動強制再生(走行自動再生)が可能になっているので、検出された捕集量ΔPm が、第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 を超えて第2捕集量領域Rp2に入った時には、走行中において自動的に強制再生手段34Cを作動させる走行自動再生を行う。この走行自動再生により、運転者に手動による強制再生、即ち、手動再生スイッチ43のON/OFF操作に関する負担をかけることのないようにする。なお、検出された捕集量ΔPm が、第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 より小さい間は、触媒付きフィルタ13bの目詰まりは小さく、強制再生手段34Cの作動の必要は無いので、そのまま、通常の運転を継続する。
Next, when the detected travel distance ΔMc exceeds the second threshold value ΔM2 and enters the third travel distance region Rm3, the fuel mixed in the engine oil is sufficiently evaporated, and the automatic forced regeneration during travel ( When the detected collection amount ΔPm exceeds the first threshold value (predetermined collection amount for determination) ΔP1 and enters the second collection amount region Rp2, the vehicle travels automatically. Automatic running regeneration that automatically activates the forced regeneration means 34C is performed. This traveling automatic regeneration prevents the driver from being burdened with manual forced regeneration, that is, ON / OFF operation of the
そして、検出された走行距離ΔMc が第3閾値ΔM3 を超えて第4走行距離領域Rm4に入った時には、エンジンオイルに混入した燃料分の蒸発が十分に行われ、走行中の自動強制再生が可能になっているので、検出された捕集量ΔPm が、第3閾値ΔP3 を超えない範囲では、検出された差圧ΔPm に関係なく必ず走行中の自動強制再生を行って偏積されたPMを焼却する。しかし、検出された捕集量ΔPm が、第3閾値ΔP3 を超えて第4差圧領域Rp4に入った時には、熱暴走を回避するために手動再生及び走行自動再生を禁止した状態にすると共に、警告灯42を点灯し、運転者にサービスセンターに持っていくことを促す。
When the detected traveling distance ΔMc exceeds the third threshold value ΔM3 and enters the fourth traveling distance region Rm4, the fuel mixed in the engine oil is sufficiently evaporated, and automatic forced regeneration during traveling is possible. Therefore, in the range where the detected collection amount ΔPm does not exceed the third threshold value ΔP3, regardless of the detected differential pressure ΔPm, the forced regeneration during traveling is always performed and the accumulated PM is Incinerate. However, when the detected collection amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3 and enters the fourth differential pressure region Rp4, manual regeneration and automatic traveling regeneration are prohibited in order to avoid thermal runaway, The warning
上記の図5に示すような再生制御マップに示された制御は、図3に例示したような再生制御フローによって実施できる。この図3の再生制御フローがスタートすると、ステップS10で、検出された走行距離ΔMc が第1閾値(所定の判定用走行距離)ΔM1 を超ているか否かを判定する。この判定で、超えておらずに第1走行距離領域Rm1にある場合には、ステップS11で、検出された捕集量ΔPm が、第3閾値ΔP3 を超えているか否かを判定し、超えていない場合にはそのままでリターンし、通常の運転を継続する。また、超えている場合にはステップS12で警告灯42を点灯してリターンする。
The control shown in the regeneration control map as shown in FIG. 5 can be performed by the regeneration control flow as exemplified in FIG. When the regeneration control flow of FIG. 3 starts, it is determined in step S10 whether or not the detected travel distance ΔMc exceeds a first threshold value (predetermined travel distance for determination) ΔM1. In this determination, if it is not exceeded but is in the first travel distance region Rm1, it is determined in step S11 whether or not the detected collection amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3. If not, return as it is and continue normal operation. On the other hand, if it exceeds, the warning
従って、ステップS10の判定で第1走行距離領域Rm1にあると判定された場合には、手動による強制再生手段34Cの作動は禁止される。なお、車両の走行中に自動的に強制再生手段34Cの作動を行う走行自動再生も行われない。 Accordingly, when it is determined in step S10 that the vehicle is in the first travel distance region Rm1, manual operation of the forced regeneration means 34C is prohibited. In addition, automatic traveling regeneration in which the forced regeneration means 34C is automatically activated during traveling of the vehicle is not performed.
そして、ステップS10で、走行距離ΔMc が第1閾値(所定の判定用走行距離)ΔM1 を超えている場合には、ステップS20で、走行距離ΔMc が第2閾値ΔM2 を超えているか否かを判定する。この判定で、超えていない場合には、ステップS21で捕集量ΔPm が第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 を超えているか否かを判定し、超えていない場合にはそのままリターンし通常の運転を継続する。 If the travel distance ΔMc exceeds the first threshold value (predetermined travel distance for determination) ΔM1 in step S10, it is determined in step S20 whether the travel distance ΔMc exceeds the second threshold value ΔM2. To do. In this determination, if it does not exceed, it is determined in step S21 whether or not the collection amount ΔPm exceeds the first threshold value (predetermined collection amount for determination) ΔP1. Continue normal operation.
そして、ステップS21で捕集量ΔPm が第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 を超えている場合には、ステップS22で捕集量ΔPm が第2閾値ΔP2 を超えているか否かを判定し、超えていない場合には、ステップS24で、点滅灯(DPFランプ)41をゆっくり点灯し、ステップS26で手動再生スイッチのON/OFFを判定する。 If the collection amount ΔPm exceeds the first threshold value (predetermined collection amount for determination) ΔP1 in step S21, it is determined in step S22 whether the collection amount ΔPm exceeds the second threshold value ΔP2. If it does not exceed, the flashing lamp (DPF lamp) 41 is slowly turned on in step S24, and whether the manual regeneration switch is ON or OFF is determined in step S26.
また、ステップS22の判定で捕集量ΔPm が第2閾値ΔP2 を超えている場合には、ステップS23で捕集量ΔPm が第3閾値ΔP3 を超えているか否かを判定し、超えていない場合には、ステップS25で、点滅灯(DPFランプ)41を早く点灯し、ステップS26で手動再生スイッチのON/OFFを判定する。 Further, when the collection amount ΔPm exceeds the second threshold value ΔP2 in the determination in step S22, it is determined whether or not the collection amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3 in step S23. In step S25, the blinking lamp (DPF lamp) 41 is quickly turned on, and in step S26, it is determined whether the manual regeneration switch is on or off.
ステップS26で手動再生スイッチ43がONである場合には、ステップS26の手動再生スイッチ43のONによって強制再生手段34Cを作動させる手動再生を行い、ステップS28で、走行距離ΔMc のカウンタをリセットしてリターンする。また、捕集量ΔPm を差圧ではなく、PMの累積量で判定する場合には、このPMの累積量もリセットする。また、ステップS26で手動再生スイッチ43がONでない場合には、そのままリターンし、この再生制御フローの繰り返し中にドライバーによって手動再生スイッチ43がONされるのを待つ。
If the
そして、ステップS23の判定で、捕集量ΔPm が第3閾値ΔP3 を超えている場合には、手動再生と走行自動再生を禁止した状態で、ステップS29で、警告灯42を点灯してリターンする。
If it is determined in step S23 that the collected amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3, the
また、ステップS20の判定で、走行距離ΔMc が第2閾値ΔM2 を超えている場合には、ステップS30で、走行距離ΔMc が第3閾値ΔM3 を超えているか否かを判定する。このステップS30の判定で、超えている場合には、ステップS31で捕集量ΔPm が第1閾値(所定の判定用捕集量)ΔP1 を超えているか否かを判定する。このステップS31の判定で、超えていない場合にはそのままリターンし通常の運転を継続する。また、ステップS31の判定で超えている場合には、ステップS32の判定に行く。そして、ステップS30の判定で、超えていない場合もステップS32の判定に行く。 If it is determined in step S20 that the travel distance ΔMc exceeds the second threshold value ΔM2, it is determined in step S30 whether the travel distance ΔMc exceeds the third threshold value ΔM3. If it is determined in step S30 that it has exceeded, it is determined in step S31 whether or not the collection amount ΔPm exceeds the first threshold value (predetermined collection amount for determination) ΔP1. If it is determined in step S31 that it has not exceeded, the routine returns and the normal operation is continued. On the other hand, if it exceeds the determination in step S31, the determination goes to step S32. And even if it is not exceeded by determination of step S30, it goes to determination of step S32.
ステップS32で、捕集量ΔPm が第3閾値ΔP3 を超えているか否かを判定し、超えている場合には、手動再生と走行自動再生を禁止した状態で、ステップS35で、警告灯42を点灯してリターンする。
In step S32, it is determined whether or not the collection amount ΔPm exceeds the third threshold value ΔP3. If so, manual regeneration and automatic traveling regeneration are prohibited. In step S35, the warning
また、ステップS32の判定で、捕集量ΔPm が第3閾値ΔP3 を超えていない場合には、ステップS33で走行中に自動的に強制再生手段34Cを作動させる走行自動再生を行い、ステップS34で、走行距離ΔMc のカウンタをリセットし、リターンする。また、捕集量ΔPm を差圧ではなく、PMの累積量で判定する場合には、このPMの累積量もリセットする。 If it is determined in step S32 that the collected amount ΔPm does not exceed the third threshold value ΔP3, in step S33, automatic regeneration is performed to automatically operate the forced regeneration means 34C during traveling, and in step S34. The travel distance ΔMc counter is reset and the process returns. Further, when the trapping amount ΔPm is determined not by the differential pressure but by the accumulated amount of PM, the accumulated amount of PM is also reset.
そして、本発明においては、強制再生手段34Cを作動させるステップS27の手動再生及びステップS33の走行自動再生においては、図4に示すような制御フローで、マルチ噴射制御とポスト噴射制御と排気絞り弁制御が行われ、触媒付きフィルタ13bを再生する。
In the present invention, in the manual regeneration in step S27 for operating the forced regeneration means 34C and the automatic traveling regeneration in step S33, the multi-injection control, the post-injection control, and the exhaust throttle valve are performed in the control flow shown in FIG. Control is performed to regenerate the
この図4に示す制御フローでは、図3の制御フローのステップS27やステップS33で呼ばれてスタートすると、ステップS41で排気温度のチェックを行う。即ち、酸化触媒入口排気温度センサ22で検出される排気温度Tdiが所定の判定温度Td0よりも小さいか否かを判定する。
In the control flow shown in FIG. 4, when called in step S27 or step S33 of the control flow in FIG. 3 and started, the exhaust temperature is checked in step S41. That is, it is determined whether or not the exhaust gas temperature Tdi detected by the oxidation catalyst inlet exhaust
そして、ステップS41の排気温度のチェックで、排気温度Tdiが所定の判定温度Td0よりも小さい場合には、ステップS42の第1排気昇温制御を、再生制御の完了を判定するインターバルに関係する所定の時間の間行う。その後、ステップS46で、再生制御が完了したか否かを判定する。この第1 排気昇温制御は、エンジン10の筒内(シリンダ内)噴射においてマルチ噴射(多段噴射)を行うと共に排気絞り弁16を開弁して、排気温度Tdiを酸化触媒13aの活性温度Td0まで上昇させる制御である。
If the exhaust gas temperature Tdi is smaller than the predetermined determination temperature Td0 in the exhaust gas temperature check in step S41, the first exhaust gas temperature increase control in step S42 is a predetermined value related to the interval for determining the completion of the regeneration control. Do for hours. Thereafter, in step S46, it is determined whether or not the reproduction control is completed. In this first exhaust temperature raising control, in-cylinder (in-cylinder) injection of the
また、ステップS41の排気温度のチェックで、排気温度Tdiが所定の判定温度Td0以上の場合には、ステップS43の停車アイドル状態のチェックで、車両速度Vvmが所定の判定用速度Vv0以上でかつエンジン回転数Nemが所定の判定用回転数Ne0以上であるか否かをチェックする。 If the exhaust gas temperature Tdi is equal to or higher than the predetermined determination temperature Td0 in the check of the exhaust temperature in step S41, the vehicle speed Vvm is equal to or higher than the predetermined determination speed Vv0 and checked in the stop idling state in step S43. It is checked whether the rotational speed Nem is equal to or greater than a predetermined determination rotational speed Ne0.
このステップS43の停車アイドル状態のチェックで、車両速度Vvmが所定の判定用速度Vv0以上でかつエンジン回転数Nemが所定の判定用回転数Ne0以上である場合には、ステップS44のポスト噴射を行うと共に排気絞り弁16を開弁する第2排気昇温制御を、再生制御の完了を判定するインターバルに関係する所定の時間の間行う。この第2排気昇温制御では、ポスト噴射(後噴射)を行ってフィルタ入口排気温度センサ23で検知されるフィルタ入口排気温度Tfiを500℃〜600℃に上げて、PMの酸化除去に適した温度や環境になるようにし、触媒付きフィルタ13bに捕集されたPMを強制的に燃焼除去して触媒付きフィルタ13bを強制再生する。その後、ステップS47で、再生制御が完了したか否かを判定する。
If it is determined in step S43 that the vehicle is idle, if the vehicle speed Vvm is equal to or higher than the predetermined determination speed Vv0 and the engine speed Nem is equal to or higher than the predetermined determination speed Ne0, post-injection in step S44 is performed. At the same time, the second exhaust temperature raising control for opening the
なお、この強制再生に際しては、EGR等の吸気系制御を必要に応じて併用する。また、ポスト噴射の代わりに、排気通路内直接燃料噴射により、排気ガス中に未燃燃料を供給するようにしてもよい。また、マルチ噴射も併用する場合もある。 In this forced regeneration, intake system control such as EGR is used together as necessary. Further, unburned fuel may be supplied into the exhaust gas by direct fuel injection in the exhaust passage instead of post injection. Moreover, multi-injection may be used together.
そして、ステップS43の停車アイドル状態のチェックで、車両速度Vvmが所定の判定用速度Vv0より小さいか、エンジン回転数Nemが所定の判定用回転数Ne0より小さい場合には、ステップS45のポスト噴射を停止すると共に排気絞り弁16を閉弁する大音響防止制御を、再生制御の完了を判定するインターバルに関係する所定の時間の間行う。なお、この大音響防止制御においてはマルチ噴射も併用する場合もある。
If the vehicle speed Vvm is smaller than the predetermined determination speed Vv0 or the engine speed Nem is smaller than the predetermined determination speed Ne0 in the check of the stop idle state in step S43, the post-injection in step S45 is performed. The loud sound prevention control for stopping and closing the
ステップS46の強制再生完了の判定は、予め設定した再生処理時間を経過したか否か、差圧センサ21で検出した差圧ΔPm が、所定の完了判定用差圧値ΔPm1以下になったか否か等により行う。
In step S46, the forced regeneration completion is determined based on whether or not a preset regeneration processing time has elapsed, and whether or not the differential pressure ΔPm detected by the
そして、このステップS46の強制再生の完了の判定で、完了していないと判定された場合には、ステップS41に戻って、ステップS41〜ステップS46を、完了の判定が得られるまで繰り返す。 If it is determined that the forced regeneration is not completed in step S46, the process returns to step S41, and steps S41 to S46 are repeated until a completion determination is obtained.
このステップS46の再生制御の完了の判定で、完了していると判定された場合には、この図4の制御フローを終了してリターンし、図3の制御フローに戻る。 If it is determined in step S46 that the regeneration control is completed, the control flow in FIG. 4 is terminated and the process returns, and the process returns to the control flow in FIG.
上記の排気ガス浄化システムの制御によれば、DPFの強制再生中に、停車アイドル状態検出手段341Cにより停車アイドル状態を検出した場合には、ポスト噴射と排気絞り弁開の第2排気昇温制御を中断し、ポスト噴射の停止と排気絞り弁閉の大音響防止制御を行うことができる。また、停車アイドル状態では排気絞り弁16を閉じるので排気温度の低下を防止できる。
According to the control of the exhaust gas purification system described above, when the stop idle state is detected by the stop idle state detecting means 341C during the forced regeneration of the DPF, the second exhaust gas temperature increase control for post injection and exhaust throttle valve opening is performed. Can be interrupted, and the loud sound prevention control of stopping the post injection and closing the exhaust throttle valve can be performed. Further, since the
なお、大音響防止制御を行った後、車両走行を開始して、停車アイドル状態が解除したら、第2排気昇温制御に戻り、ポスト噴射を再開すると共に排気絞り弁を開弁し、強制再生制御を行い、強制再生制御を終了する。 After the loud sound prevention control is performed, the vehicle starts running, and when the stop idle state is released, the control returns to the second exhaust gas temperature raising control, the post injection is resumed, the exhaust throttle valve is opened, and the forced regeneration is performed. Control is performed, and forced regeneration control is terminated.
従って、連続再生型DPF装置13の触媒付きフィルタ13bを再生するための筒内燃料噴射制御を行う再生制御に関して、DPFの再生制御中で停車アイドル状態に関係する、排気絞り弁の開弁の際に生じる大音響を防止することができる。
Therefore, regarding the regeneration control for performing in-cylinder fuel injection control for regenerating the
つまり、DPFの再生制御中で、アイドル停車時に、排気保温のために排気絞り弁を閉弁した状態でポスト噴射を実施した後に、排気絞り弁を開弁する際に生じる大音響を防止できる。 That is, during the regeneration control of the DPF, it is possible to prevent the loud sound that is generated when the exhaust throttle valve is opened after the post injection is performed with the exhaust throttle valve closed to keep the exhaust temperature during idling.
なお、上記の説明では、排気ガス浄化システムにおける連続再生型DPF装置として、フィルタに触媒を担持させると共に該フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型DPF装置を例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、フィルタに酸化触媒を担持させた連続再生型DPF装置、フィルタの上流側に酸化触媒を設けた連続再生型DPF装置等の他のタイプの連続再生型DPF装置にも適用可能である。 In the above description, the continuous regeneration type DPF device in the exhaust gas purification system is described as an example of the continuous regeneration type DPF device in which the catalyst is supported on the filter and the oxidation catalyst is provided on the upstream side of the filter. The present invention is not limited to this, and other types of continuous regeneration types such as a continuous regeneration type DPF device in which an oxidation catalyst is supported on a filter and a continuous regeneration type DPF device in which an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the filter. It can also be applied to a DPF device.
1 排気ガス浄化システム
10 ディーゼルエンジン(内燃機関)
13 連続再生型DPF装置
13a 酸化触媒
13b 触媒付きフィルタ
30 制御装置(ECU)
32 エンジン回転数センサ
35 車速センサ
30C DPF制御手段
31C 通常運転制御手段
32C PM捕集量検出手段
33C 走行距離検出手段
34C 強制再生手段
341C 停車アイドル状態検出手段
35C 警告手段
1 Exhaust gas purification system
10 Diesel engine (internal combustion engine)
13 Continuous regeneration type DPF device
13a Oxidation catalyst
13b Filter with catalyst
30 control unit (ECU)
32 Engine speed sensor
35 Vehicle speed sensor
30C DPF control means
31C Normal operation control means
32C PM collection amount detection means
33C Travel distance detection means
34C Forced regeneration means
341C Stop idle state detection means
35C Warning means
Claims (2)
強制再生中において、前記停車アイドル状態検出手段により停車アイドル状態が検出された場合には、強制再生のためのポスト噴射を停止し、排気絞り弁を閉じることを特徴とする排気ガス浄化システムの制御方法。 A continuous regeneration type diesel particulate filter device and an exhaust throttle valve are provided in order from the upstream side in the exhaust gas passage of the engine mounted on the vehicle, and the amount of particulate matter collected in the continuous regeneration type diesel particulate filter device is detected. Forcibly increasing the exhaust temperature by in-cylinder fuel injection control including post-injection, and a stop idling state detecting means for detecting a stop idling state where the engine is idling when the vehicle is stopped In an exhaust gas purification system comprising a diesel particulate filter control means having a forced regeneration means for burning the collected particulate matter to regenerate the continuous regeneration type diesel particulate filter device,
During forced regeneration, if the stationary idle state is detected by the stationary idle state detecting means, post injection for forced regeneration is stopped and the exhaust throttle valve is closed, and the exhaust gas purification system is controlled Method.
前記ディーゼルパティキュレートフィルタ制御手段が、前記強制再生手段による強制再生中において、前記停車アイドル状態検出手段により停車アイドル状態が検出された場合には、強制再生のためのポスト噴射を停止し、排気絞り弁を閉じるように制御することを特徴とする排気ガス浄化システム。
A continuous regeneration type diesel particulate filter device and an exhaust throttle valve are sequentially provided from an upstream side in an exhaust gas passage of an engine mounted on a vehicle, and a trap for detecting the amount of particulate matter in the continuous regeneration type diesel particulate filter device. Collecting amount detection means, stop idling state detection means for detecting a stop idling state in which the engine is idling when the vehicle is stopped, and in-cylinder fuel injection control including post-injection to raise the exhaust temperature and forcibly collect An exhaust gas purification system comprising a diesel particulate filter control means having a forced regeneration means for regenerating the continuous regeneration type diesel particulate filter device by burning the particulate matter thus produced,
The diesel particulate filter control means stops the post-injection for forced regeneration when the stationary idle state is detected by the stationary idle state detection means during forced regeneration by the forced regeneration means, and the exhaust throttle An exhaust gas purification system characterized by controlling the valve to close.
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