JP2010169052A - Exhaust emission control device for internal combustion engine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、排気通路に排気中の粒子状物質であるPM(Particulate Matter)を捕集するフィルタを備える内燃機関の排気浄化装置に関し、特にそのフィルタの再生技術に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine having a filter for collecting PM (Particulate Matter), which is particulate matter in exhaust gas, in an exhaust passage, and particularly relates to a regeneration technique for the filter.
ディーゼルエンジン等の内燃機関では、排気通路にPM捕集用フィルタを配置して、エンジンから排出される排気中に含まれるPMを捕集し、大気中へのPMの放出を防止している。 In an internal combustion engine such as a diesel engine, a PM collection filter is disposed in an exhaust passage to collect PM contained in exhaust discharged from the engine, thereby preventing the release of PM into the atmosphere.
このようなフィルタでは、捕集したPMの堆積によって、次第に排気抵抗が増大するため、堆積したPMを適時的に燃焼除去することにより、フィルタを再生する必要がある。 In such a filter, since the exhaust resistance gradually increases due to the accumulation of the collected PM, it is necessary to regenerate the filter by burning and removing the accumulated PM in a timely manner.
このため、フィルタの上流側に酸化触媒を配置し、フィルタの再生時に、酸化触媒に燃料を供給して、酸化熱を発生させることで、下流側のフィルタをPMの燃焼可能な温度まで昇温して、PMの燃焼除去(フィルタの再生)を図るようにしている。 For this reason, an oxidation catalyst is arranged on the upstream side of the filter, and when the filter is regenerated, fuel is supplied to the oxidation catalyst to generate oxidation heat, thereby raising the temperature of the downstream filter to a temperature at which PM can be combusted. Thus, PM is removed by combustion (filter regeneration).
特許文献1には、上記のようなPM捕集用フィルタの再生技術が開示されており、フィルタの再生時(PM堆積量が所定値以上になったとき)に、酸化触媒の入口側温度が酸化触媒の活性化温度(250℃)以上であることを条件として、酸化触媒への燃料供給を開始し、その後、再生中に酸化触媒の入口側温度が前記活性化温度より低く設定された所定温度(200℃)以下に低下すると、燃料供給を中止するようにしている。
しかしながら、再生用燃料の供給条件として、酸化触媒の入口側温度などを単独で判定するだけでは、酸化触媒の活性化を正確に判定できず、酸化触媒の活性が低い場合に、供給した再生用燃料により、酸化触媒の前端面が詰まる可能性がある。酸化触媒の前端面に詰まりが起こると、背圧増大により、出力低下などを生じる。 However, as a condition for supplying the regeneration fuel, it is not possible to accurately determine the activation of the oxidation catalyst simply by determining the temperature on the inlet side of the oxidation catalyst alone. If the activity of the oxidation catalyst is low, the supplied regeneration catalyst Fuel may clog the front end face of the oxidation catalyst. When the front end face of the oxidation catalyst is clogged, the output is reduced due to an increase in back pressure.
本発明は、このような実状に鑑み、PM捕集用フィルタの再生中に酸化触媒の前端面に未燃燃料が詰まるのを未然に防止できるようにすることを目的とする。 In view of such a situation, an object of the present invention is to prevent unburned fuel from being clogged in the front end face of an oxidation catalyst during regeneration of a PM collection filter.
このため、本発明では、酸化触媒の活性化(酸化熱の発生)により、酸化触媒の入口側に対し、出口側が高温雰囲気となることに着目し、酸化触媒の入口側及び出口側の温度を検出する検出手段を設け、酸化触媒の入口側の温度を酸化触媒の出口側の温度が上回っていることを、燃料供給条件の少なくとも1つとする。 For this reason, in the present invention, attention is paid to the fact that the outlet side becomes a high temperature atmosphere with respect to the inlet side of the oxidation catalyst due to the activation of the oxidation catalyst (generation of oxidation heat). Detection means for detecting is provided, and at least one of the fuel supply conditions is that the temperature on the inlet side of the oxidation catalyst exceeds the temperature on the outlet side of the oxidation catalyst.
本発明によれば、酸化触媒について、入口側温度<出口側温度であることにより、酸化触媒の活性を確認した上で、再生用の燃料供給を行うことになり、酸化触媒の前端面の詰まりを未然に防止できる。 According to the present invention, with respect to the oxidation catalyst, since the inlet side temperature is less than the outlet side temperature, after confirming the activity of the oxidation catalyst, the fuel for regeneration is supplied, and the front end face of the oxidation catalyst is clogged. Can be prevented.
以下に本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の一実施形態を示す内燃機関(ここではディーゼルエンジン)のシステム図である。 FIG. 1 is a system diagram of an internal combustion engine (here, a diesel engine) showing an embodiment of the present invention.
ディーゼルエンジン1の吸気通路2には過給機(ターボチャージャ)3の吸気コンプレッサが備えられ、吸入空気は吸気コンプレッサによって過給され、インタークーラ4で冷却され、吸気絞り弁5を通過した後、吸気マニホールド6を介して、各気筒の燃焼室内へ流入する。燃料は、コモンレール式燃料噴射装置により、すなわち、高圧燃料ポンプ(図示せず)により高圧化されてコモンレール7に送られた後、各気筒の燃料噴射弁8により、燃焼室内へ直接噴射される。燃焼室内に流入した空気と噴射された燃料はここで圧縮着火により燃焼する。
The
エンジン1での燃焼後の排気は、排気マニホールド9を介して、排気通路10へ排出されるが、排気の一部は、排気マニホールド9から、EGRガスとして、EGR装置により、すなわち、EGR通路11によりEGR制御弁12を介して、吸気マニホールド6へ再循環される。また、排気通路10へ排出された排気は、過給機3の排気タービンを通り、これを駆動する。
Exhaust gas after combustion in the
排気通路10の排気タービン下流には、排気浄化のため、酸化機能を有する酸化触媒13と、排気中のPMを捕集するディーゼルパティキュレートフィルタ(以下DPFという)14とを直列に配置してある。
An
DPF14は、例えば、多孔質セラミックのハニカム構造の担体からなり、上流側と下流側とを連通する通路が多数並設されると共に、隣接する通路同士において上流端と下流端とが交互に封止されたウォールフロータイプのフィルタである。従って、排気は、上流端が開口し下流端が封止された通路から流入し、通路壁(その気孔)を通って、上流端が封止され下流端が開口する通路へ流出し、この際に、排気中のPMが通路壁に捕集される。このようなDPF14では、捕集したPMの堆積によって、次第に排気抵抗が増大するため、適時的に、後述するようにして、DPF14を再生する必要がある。
The
酸化触媒13は、例えば、多孔質セラミックのハニカム構造の担体に、白金(Pt)等の貴金属(酸化触媒)を担持させたもので、DPF14の再生のため、排気中の還元成分を酸化して、酸化熱を発生させ、下流側のDPF14を昇温させるために用いている。更に、DPF14にも貴金属(酸化触媒)を担持させて、酸化機能を持たせてもよい。
The
そして、排気通路10の酸化触媒13上流には、酸化触媒13に流入する排気に燃料(還元剤)を添加することができる電磁式の燃料添加弁15が設けられている。但し、後述するように、再生用燃料の供給を直噴式の燃料噴射弁8のポスト噴射によって行う場合は、燃料添加弁15を省略可能である。
An electromagnetic
エンジン1の電子制御ユニット(以下ECUという)20は、マイクロコンピュータにより構成され、CPU、ROM、RAM及び入出力インターフェースなどを含んでいる。
An electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 20 of the
ECU20には、エンジン1の制御のため、アクセル開度Acc検出用のアクセル開度センサ21、エンジン回転数NE検出用の回転数センサ22、吸入空気量Qa検出用のエアフローメータ23の他、温度センサ24、25、26及び差圧センサ27などから、信号が入力されている。
In order to control the
温度センサ24は、酸化触媒13の入口側に設けられて、酸化触媒入口側の排気温度より、酸化触媒入口側温度T1を検出する。以下これを酸化触媒入口側温度センサと呼ぶ。
The
温度センサ25は、酸化触媒13の出口側に設けられて、酸化触媒出口側の排気温度より、酸化触媒出口側温度T2を検出する。以下これを酸化触媒出口側温度センサと呼ぶ。
The
温度センサ26は、DPF14の出口側に設けられて、DPF出口側の排気温度より、DPF温度T3を検出する。以下これをDPF温度センサと呼ぶ。尚、DPF出口側の排気温度を検出する代わりに、DPF14に直接温度センサ(熱電対)を埋設して、担体温度を検出するようにしてもよい。
The
差圧センサ27は、DPF14の前後差圧(DPF上流側圧力−DPF下流側圧力)ΔPを検出する。尚、DPF14の前後にそれぞれ圧力センサを設けて、両センサの出力差を求め、これに基づいて差圧を算出するようにしてもよい。
The
ECU20は、これらの入力信号に基づき、所定のプログラムに従って演算処理を行い、燃料噴射弁8の燃料噴射制御(燃料噴射時期及び燃料噴射量制御)のための燃料噴射指令信号、吸気絞り弁5の開度制御のための開度指令信号、EGR制御弁12の開度制御(EGR量制御)のための開度指令信号を出力する他、燃料添加弁15の再生用燃料供給制御のための燃料添加指令信号などを出力する。
Based on these input signals, the ECU 20 performs arithmetic processing according to a predetermined program, a fuel injection command signal for the fuel injection control (fuel injection timing and fuel injection amount control) of the
このようなエンジン1の排気系において、排気中に含まれるPMは、DPF14によって捕集され、大気中への放出が防止される。
In such an exhaust system of the
エンジン負荷が増大して排気温度が高温となると、DPF14に捕集されて堆積していたPMは、その高温の排気に曝されることで酸化除去されるが、エンジン負荷が低い状態が長時間続くと、その間、PMは酸化除去されることがない。
When the engine load increases and the exhaust temperature becomes high, the PM collected and deposited in the
従って、DPF14のPM堆積量は、次第に増大していき、DPF14の詰まりによって、排気抵抗が増大し、エンジン1の出力が低下する。
Therefore, the PM accumulation amount of the
そこで、DPF14の上流側に酸化触媒13を配置し、酸化触媒13による酸化熱で下流側のDPF14をできる限り昇温させて、DPF14に捕集されて堆積したPMの可能な範囲での燃焼除去(連続再生)を図る一方、適時的に(DPF14のPM堆積量が所定値に達するなどして再生時期と判断されたときに)、燃料添加弁15を作動させて、酸化触媒13に燃料を供給し、酸化触媒13においてより大きな酸化熱を発生させることで、下流側のDPF14をPMの燃焼可能な温度まで昇温させて、DPF14に捕集されて堆積したPMの確実な燃焼除去(強制再生)を図るようにしている。
Therefore, the
その一方、酸化触媒13の活性が低い場合に、燃料添加弁15より酸化触媒13へ燃料を供給すると、供給した燃料が酸化されることなく、「すす」となって、酸化触媒13の前端面に詰まる可能性があり、かかる詰まりは、背圧増大による出力低下を招く。
On the other hand, when the activity of the
従って、ここでは、酸化触媒入口側温度センサ24及び酸化触媒出口側温度センサ25を設けて、酸化触媒入口側温度T1及び酸化触媒出口側温度T2を検出し、
酸化触媒入口側温度T1<酸化触媒出口側温度T2
を満たしていることを、再生用の燃料供給条件とし、これを満たしていなければ、再生用の燃料を供給しないようにして、酸化触媒13の前端面の詰まりを未然に防止する。
Therefore, here, the oxidation catalyst inlet
Oxidation catalyst inlet side temperature T1 <Oxidation catalyst outlet side temperature T2
If the above condition is satisfied, the fuel supply condition for regeneration is satisfied. If the condition is not satisfied, the fuel for regeneration is not supplied to prevent the front end face of the
次に、上記の趣旨に基づく、本実施形態でのECU20によるDPF再生制御について、図2のフローチャートにより説明する。尚、図2のDPF再生制御ルーチンは、所定時間毎に時間同期で実行される。
Next, DPF regeneration control by the
S1では、DPF再生中(DPF再生要求有り)か否かを、再生中フラグFの値に基づいて、判定する。 In S1, it is determined based on the value of the regeneration flag F whether the DPF regeneration is in progress (the DPF regeneration is requested).
再生中フラグFは、DPF再生中か否かを示すもので、具体的には、値が1であるときは再生中であり、値が0であるときは再生中でないことを示す。初期設定値は0である。 The reproducing flag F indicates whether or not the DPF is being reproduced. Specifically, when the value is 1, the reproduction is being performed, and when the value is 0, the reproduction is not being performed. The initial setting value is 0.
DPF再生中でない場合(F=0の場合)は、S2へ進む。 If DPF regeneration is not in progress (if F = 0), the process proceeds to S2.
S2では、再生時期か否かの判定のため、差圧センサ27により検出されるDPF前後差圧ΔPに基づいて、DPFのPM堆積量を算出する。PM堆積量が増加すると、前後差圧ΔPが増大するが、前後差圧ΔPは排気流量(≒吸入空気量)にも依存するので、DPF前後差圧ΔPと吸入空気量Qaとから、PM堆積量を算出する。
In S2, the PM accumulation amount of the DPF is calculated based on the differential pressure ΔP before and after the DPF detected by the
S3では、S2で算出したPM堆積量を予め定めた再生時期判定用のしきい値PM1と比較することで、再生時期か否かを判定する。比較の結果、PM堆積量<PM1の場合は、再生時期ではないと判断して、本ルーチンを終了する。 In S3, it is determined whether or not it is the regeneration time by comparing the PM accumulation amount calculated in S2 with a predetermined threshold PM1 for regeneration time determination. As a result of the comparison, if the PM accumulation amount <PM1, it is determined that it is not the regeneration time, and this routine is terminated.
PM堆積量≧PM1の場合は、再生時期である(再生要求有り)と判断して、S4へ進み、再生中フラグF=1にセットする。 If the PM accumulation amount ≧ PM1, it is determined that it is the regeneration time (regeneration request is present), the process proceeds to S4, and the regeneration flag F = 1 is set.
尚、PM堆積量を算出して、これを所定値PM1と比較する代わりに、PM堆積量=PM1のときのDPF前後差圧を各排気流量(吸入空気量)ごとに求めてマップ化しておき、差圧センサ27により検出したDPF前後差圧ΔPと、マップから求めた現在の排気流量(吸入空気量)での再生時期相当の前後差圧ΔPm1とを比較し、ΔP≧ΔPm1の場合に、再生時期と判断するようにしてもよい。
Instead of calculating the PM accumulation amount and comparing it with the predetermined value PM1, the differential pressure before and after the DPF when PM accumulation amount = PM1 is obtained and mapped for each exhaust flow rate (intake air amount). The DPF front-rear differential pressure ΔP detected by the
また、PM堆積量の算出方法については、エンジン運転中に、単位時間毎に、エンジン運転条件に基づいてエンジンから排出されるPM量を求め、これに所定の捕集効率を乗じて、単位時間毎のPM堆積量を求め、あるいは更に連続再生による減少分を求め、これらを積算して、PM堆積量を算出する方法を採用してもよい。 In addition, regarding the calculation method of the PM accumulation amount, during the engine operation, the PM amount discharged from the engine is obtained for each unit time based on the engine operation condition, and this is multiplied by a predetermined collection efficiency to obtain a unit time. A method may be employed in which the PM deposition amount is obtained every time, or a decrease due to continuous regeneration is further obtained, and these are integrated to calculate the PM deposition amount.
PM堆積量≧PM1で再生時期と判断して、S4で再生中フラグF=1にセットした後は、S5へ進む。また、次回以降のルーチンでは、S1での再生中フラグFの判定で、F=1であることから、そのままS5へ進む。 After the PM accumulation amount ≧ PM1 is determined to be the regeneration time and the regeneration flag F = 1 is set in S4, the process proceeds to S5. Further, in the routine after the next time, since F = 1 in the determination of the reproducing flag F in S1, the process proceeds to S5 as it is.
S5では、温度センサ24、25により、酸化触媒の前後の温度、すなわち、酸化触媒入口側温度T1及び酸化触媒出口側温度T2を検出する。
In S5, the
S6では、再生用の燃料供給条件の1つとして、酸化触媒入口側温度T1が所定値TC1以上(T1≧TC1)、及び/又は、酸化触媒出口側温度T2が所定値TC2以上(T2≧TC2)、か否かを判定する。これは、DPFにてPMを燃焼させるために、ベースとなる排気温度が所定値以上になっているか否かを判定するものである。特に、酸化触媒入口側温度T1については、酸化触媒が活性可能な排気温度雰囲気になっているかを判定する。また、酸化触媒出口側温度T2については、DPFの昇温に際し、ベースとなるDPFに流入する排気温度が所定値以上になっているかを判定する。 In S6, as one of the fuel supply conditions for regeneration, the oxidation catalyst inlet side temperature T1 is equal to or higher than a predetermined value TC1 (T1 ≧ TC1) and / or the oxidation catalyst outlet side temperature T2 is equal to or higher than a predetermined value TC2 (T2 ≧ TC2). ). This is to determine whether or not the exhaust temperature serving as a base is equal to or higher than a predetermined value in order to burn PM in the DPF. In particular, for the oxidation catalyst inlet side temperature T1, it is determined whether or not the exhaust temperature atmosphere is such that the oxidation catalyst can be activated. As for the oxidation catalyst outlet side temperature T2, it is determined whether the temperature of the exhaust gas flowing into the base DPF is equal to or higher than a predetermined value when the DPF is heated.
尚、酸化触媒入口側温度T1のみについて、T1≧TC1か否かを判定してもよいし、酸化触媒出口側温度T2のみについて、T2≧TC2か否かを判定してもよく、更に、酸化触媒入口側温度T1と酸化触媒出口側温度T2との両方について、T1≧TC1かつT2≧TC2か否かを判定してもよい。 Note that it may be determined whether only the oxidation catalyst inlet side temperature T1 is T1 ≧ TC1, or only the oxidation catalyst outlet side temperature T2 may be determined whether T2 ≧ TC2 or not. Whether both T1 ≧ TC1 and T2 ≧ TC2 may be determined for both the catalyst inlet side temperature T1 and the oxidation catalyst outlet side temperature T2.
S6の判定でYESの場合は、もう1つの再生用の燃料供給条件の判定のために、S7へ進む。NOの場合は、S10へ進み、燃料添加弁15による燃料供給を停止(中止)して、排気温度の上昇を待つ。
If the determination in S6 is YES, the process proceeds to S7 in order to determine another fuel supply condition for regeneration. In the case of NO, the process proceeds to S10, the fuel supply by the
S7では、再生用燃料の供給条件の1つとして、酸化触媒入口側温度T1と酸化触媒出口側温度T2とを比較し、T1<T2か否かを判定する。 In S7, as one of the supply conditions of the regeneration fuel, the oxidation catalyst inlet side temperature T1 and the oxidation catalyst outlet side temperature T2 are compared to determine whether or not T1 <T2.
T1<T2の場合は、酸化触媒入口側温度T1を酸化触媒出口側温度T2が上回る場合であり、酸化触媒が活性化して酸化熱を発生していることを意味し、この場合には燃料供給が可能である(酸化触媒の前端面の詰まりの恐れがない)。従って、T1<T2の場合は、酸化触媒への燃料の供給のため、S8、S9へ進む。 When T1 <T2, the oxidation catalyst inlet side temperature T1 is higher than the oxidation catalyst outlet side temperature T2, which means that the oxidation catalyst is activated and generates heat of oxidation. (There is no risk of clogging of the front end face of the oxidation catalyst). Therefore, when T1 <T2, the process proceeds to S8 and S9 to supply fuel to the oxidation catalyst.
S8では、温度センサ26により、DPF温度T3を検出する。
In S8, the DPF temperature T3 is detected by the
S9では、DPF温度T3が目標温度となるように、燃料添加弁15による燃料供給量(燃料添加量)を設定し、この設定値に従って、燃料添加弁15を作動させる。
In S9, the fuel supply amount (fuel addition amount) by the
より詳しくは、再生開始からの経過時間などに応じて目標温度を可変設定することで、目標温度を徐々に上昇させて、最終的にはPMを効率的に燃焼可能な温度(例えば600℃)に設定する一方、温度センサ26により検出した実温度と目標温度とを比較して、実温度<目標温度の場合は、燃料添加弁15による燃料供給量を増大させ、実温度>目標温度の場合は、燃料添加弁15による燃料供給量を減少させるように、フィードバック制御して、目標温度を実現する。
More specifically, the target temperature is variably set according to the elapsed time from the start of regeneration, etc., so that the target temperature is gradually increased and finally the temperature at which PM can be efficiently burned (for example, 600 ° C.) On the other hand, the actual temperature detected by the
T1≧T2の場合は、酸化触媒入口側温度T1を酸化触媒出口側温度T2が下回る場合であり、酸化触媒が活性化しておらず酸化熱を発生していないことを意味し、この場合には、燃料を供給すると、酸化触媒の前端面に未燃燃料が詰まる恐れがある。従って、T1≧T2の場合は、S10へ進む。 In the case of T1 ≧ T2, the oxidation catalyst inlet side temperature T1 is lower than the oxidation catalyst outlet side temperature T2, which means that the oxidation catalyst is not activated and does not generate oxidation heat. If fuel is supplied, unburned fuel may be clogged in the front end face of the oxidation catalyst. Therefore, if T1 ≧ T2, the process proceeds to S10.
S10では、燃料供給による酸化触媒の前端面の詰まりを防止すべく、燃料添加弁15による燃料供給を停止(中止)する。
In S10, the fuel supply by the
このように、酸化触媒入口側温度T1を酸化触媒出口側温度T2が上回っていることを、燃料供給条件の少なくとも1つとすることにより、酸化触媒の活性を確認した上で、再生用の燃料供給を行うことになり、酸化触媒の前端面の詰まりを未然に防止できる。 As described above, by confirming that the oxidation catalyst inlet side temperature T1 is higher than the oxidation catalyst outlet side temperature T2 as at least one of the fuel supply conditions, the activity of the oxidation catalyst is confirmed, and then the fuel supply for regeneration is supplied. Therefore, clogging of the front end face of the oxidation catalyst can be prevented in advance.
S8、S9での燃料添加弁15による燃料供給中(添加量制御中)、又はS10での燃料供給中止中は、S11へ進む。
During fuel supply by the
S11では、再生完了か否かの判定のため、S2と同様に、差圧センサ27により検出されるDPF前後差圧ΔPに基づいて、DPFのPM堆積量を算出する。
In S11, in order to determine whether or not the regeneration is completed, the PM accumulation amount of the DPF is calculated based on the DPF front-rear differential pressure ΔP detected by the
S12では、S11で算出したPM堆積量を予め定めた再生完了判定用のしきい値PM2と比較することで、再生完了か否かを判定する。比較の結果、PM堆積量>PM2の場合は、再生完了ではないと判断して、本ルーチンを終了する。 In S12, it is determined whether or not regeneration is completed by comparing the PM accumulation amount calculated in S11 with a predetermined threshold PM2 for regeneration completion. As a result of the comparison, if PM accumulation amount> PM2, it is determined that regeneration is not completed, and this routine is terminated.
PM堆積量≧PM2の場合は、再生完了であると判断して、S13へ進み、燃料添加弁15による燃料供給を完全停止し、同時に、再生中フラグF=0にリセットして、本ルーチンを終了する。
When the PM accumulation amount ≧ PM2, it is determined that the regeneration is completed, the process proceeds to S13, the fuel supply by the
尚、PM堆積量を算出して、これを所定値PM2と比較する代わりに、PM堆積量=PM2のときのDPF前後差圧を各排気流量(吸入空気量)ごとに求めてマップ化しておき、差圧センサ27により検出したDPF前後差圧ΔPと、マップから求めた現在の排気流量(吸入空気量)での再生完了相当の前後差圧ΔPm2とを比較し、ΔP≦ΔPm2の場合に、再生完了と判断するようにしてもよい。
Instead of calculating the PM accumulation amount and comparing it with the predetermined value PM2, the differential pressure before and after the DPF when PM accumulation amount = PM2 is obtained and mapped for each exhaust flow rate (intake air amount). The DPF front-rear differential pressure ΔP detected by the
また、PM堆積量の算出方法については、DPF再生中に、単位時間毎に、DPF温度、あるいは、DPF温度と排気流量などに基づいて、PM除去量を求め、これを積算して、再生によるPM除去量を算出し、再生開始時のPM堆積量から再生によるPM除去量を減算して、PM堆積量を算出する方法を採用してもよい。 In addition, regarding the calculation method of the PM deposition amount, during the DPF regeneration, the PM removal amount is obtained based on the DPF temperature or the DPF temperature and the exhaust flow rate, etc. for each unit time. A method of calculating the PM deposition amount by calculating the PM removal amount and subtracting the PM removal amount by regeneration from the PM deposition amount at the start of regeneration may be adopted.
また、再生完了か否かの判定は、再生開始からの経過時間、燃料供給時間、あるいは、燃料の総供給量などに基づいて、行うことも可能である。 The determination of whether or not regeneration is complete can also be made based on the elapsed time from the start of regeneration, the fuel supply time, or the total amount of fuel supply.
本実施形態によれば、酸化触媒入口側温度T1及び酸化触媒出口側温度T2を検出し、酸化触媒入口側温度T1を酸化触媒出口側温度T2が上回っていることを、燃料供給条件の少なくとも1つとすることにより、酸化触媒の活性を確認した上で、再生用の燃料供給を行うことになり、酸化触媒の前端面の詰まりを未然に防止できる。 According to the present embodiment, the oxidation catalyst inlet side temperature T1 and the oxidation catalyst outlet side temperature T2 are detected, and that the oxidation catalyst outlet side temperature T1 exceeds the oxidation catalyst outlet side temperature T2 is at least one of the fuel supply conditions. Thus, after confirming the activity of the oxidation catalyst, the fuel for regeneration is supplied, and the front end face of the oxidation catalyst can be prevented from being clogged.
また、酸化触媒の前後に圧力センサを設けて、圧損より、前端面の詰まりを検出して、燃料供給を中止するようにすれば、過大な詰まりを避けることができるが、この方法であると、酸化触媒の入口側に圧力センサを新設する必要があり、コストアップになるばかりか、詰まりが起こってからでないと検出できず、詰まりを未然に防止できない。 In addition, if a pressure sensor is provided before and after the oxidation catalyst to detect clogging of the front end surface from pressure loss and the fuel supply is stopped, excessive clogging can be avoided. In addition, it is necessary to newly install a pressure sensor on the inlet side of the oxidation catalyst, which not only increases the cost, but can only be detected after clogging occurs, and clogging cannot be prevented beforehand.
この点、本実施形態のように、酸化触媒入口側温度T1を酸化触媒出口側温度T2が上回っていることを、燃料供給条件の少なくとも1つとすることにより、酸化触媒前後の温度センサは搭載されていることが多く、新設する必要がないことから、コストアップを抑制できる上、詰まりを未然に防止できる利点がある。 In this regard, as in this embodiment, the temperature sensor before and after the oxidation catalyst is mounted by setting at least one of the fuel supply conditions that the oxidation catalyst outlet side temperature T1 is higher than the oxidation catalyst outlet side temperature T2. In many cases, there is no need to install a new one, so that an increase in cost can be suppressed and clogging can be prevented in advance.
また、本実施形態によれば、酸化触媒入口側温度T1と酸化触媒出口側温度T2との少なくとも一方が予め定めた温度以上であることを、燃料供給条件の他の1つとすることにより、ベースとなる排気温度をも考慮して、再生用の燃料供給条件をより適切なものとすることができる。 Further, according to the present embodiment, it is possible to determine that at least one of the oxidation catalyst inlet side temperature T1 and the oxidation catalyst outlet side temperature T2 is equal to or higher than a predetermined temperature, In consideration of the exhaust gas temperature, the fuel supply conditions for regeneration can be made more appropriate.
以上の実施形態では、
酸化触媒入口側温度T1<酸化触媒出口側温度T2
を燃料供給条件としたが、
酸化触媒入口側温度T1+α<酸化触媒出口側温度T2
を燃料供給条件としてもよい。
In the above embodiment,
Oxidation catalyst inlet side temperature T1 <Oxidation catalyst outlet side temperature T2
Is the fuel supply condition,
Oxidation catalyst inlet side temperature T1 + α <Oxidation catalyst outlet side temperature T2
May be the fuel supply condition.
すなわち、酸化触媒入口側温度T1を酸化触媒出口側温度T2が、所定値α以上、上回っていることを、燃料供給条件の少なくとも1つとするようにして、酸化触媒の活性をより確実に判定してから、燃料供給を行うことで、酸化触媒の前端面の詰まりをより確実に防止することができる。 That is, the activity of the oxidation catalyst is more reliably determined by setting at least one of the fuel supply conditions that the oxidation catalyst outlet side temperature T2 exceeds the oxidation catalyst outlet side temperature T1 by a predetermined value α or more. Then, by supplying the fuel, clogging of the front end face of the oxidation catalyst can be prevented more reliably.
また、以上の実施形態(図2のフロー)では、再生用の燃料供給条件について、酸化触媒入口側温度T1及び出口側温度T2のみの判定としたが、アイドル運転時や減速運転時でないことなどを、燃料供給条件として、追加してもよい。 In the above embodiment (flow of FIG. 2), the fuel supply condition for regeneration is determined only for the oxidation catalyst inlet side temperature T1 and the outlet side temperature T2, but it is not during idle operation or deceleration operation. May be added as a fuel supply condition.
また、以上の実施形態では、再生用燃料供給手段として、排気通路10における酸化触媒13の上流側に燃料添加弁15を設け、ECU20により、この燃料添加弁15を制御して、酸化触媒13に燃料を供給する構成としたが、燃料添加弁15を廃し、エンジン1の気筒内へ燃料を噴射する直噴式の燃料噴射弁8を用いて、酸化触媒13に燃料を供給するように構成することもできる。
In the above embodiment, the
すなわち、燃料噴射弁8の圧縮上死点近傍での主噴射の後に、同燃料噴射弁8から膨張行程ないし排気行程にて燃料を追加的に噴射するポスト噴射を行わせ、ポスト噴射された燃料を気筒内でほとんど燃焼させることなく、排気通路10へ排出させることで、酸化触媒13に燃料を供給する構成とする。
That is, after the main injection in the vicinity of the compression top dead center of the
このように、再生用燃料供給手段としてポスト噴射を用いる場合は、図2のフローのS9にて、DPF温度T3が目標温度となるように制御する際に、ポスト噴射量及び/又はポスト噴射時期を制御することで、DPF温度を制御可能である。 As described above, when post injection is used as the regeneration fuel supply means, the post injection amount and / or the post injection timing are controlled when the DPF temperature T3 is controlled to be the target temperature in S9 of the flow of FIG. By controlling this, it is possible to control the DPF temperature.
また、再生用の燃料供給によるDPF14の昇温に際し、EGR制御弁12の閉じ制御によって燃焼温度を上昇させる制御や、吸気絞り弁5の閉じ制御によって排気冷却を抑制する制御などを併用してもよいことも言うまでもない。
Further, when raising the temperature of the
また、以上の実施形態では、ディーゼルエンジンの排気浄化装置について説明したが、エンジンの形式はこれに限定されるものではなく、排気通路にフィルタを配置してPMを捕集し、このフィルタの再生を適時的に行うエンジンであれば、どのようなものにも適用可能である。 In the above embodiment, the exhaust gas purification device for a diesel engine has been described. However, the engine type is not limited to this, and a filter is disposed in the exhaust passage to collect PM, and the regeneration of this filter is performed. As long as the engine performs timely, it can be applied to any engine.
1 ディーゼルエンジン
2 吸気通路
3 過給機
4 インタークーラ
5 吸気絞り弁
6 吸気マニホールド
7 コモンレール
8 燃料噴射弁
9 排気マニホールド
10 排気通路
11 EGR通路
12 EGR制御弁
13 酸化触媒
14 DPF
20 ECU
21 アクセル開度センサ
22 回転数センサ
23 エアフローメータ
24 酸化触媒入口側温度センサ
25 酸化触媒出口側温度センサ
26 DPF温度センサ
27 差圧センサ
DESCRIPTION OF
20 ECU
21
Claims (5)
前記酸化触媒の入口側及び出口側の温度を検出する温度検出手段を設け、
前記再生用燃料供給手段は、前記温度検出手段により検出された入口側の温度を出口側の温度が上回っていることを、燃料供給条件の少なくとも1つとすることを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A filter that is disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine and collects PM in the exhaust; and an oxidation catalyst that is disposed on the upstream side of the filter in the exhaust passage. In an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, comprising a fuel supply means for regeneration for supplying fuel,
Providing a temperature detecting means for detecting the temperature of the inlet side and outlet side of the oxidation catalyst;
The regeneration fuel supply means uses at least one of the fuel supply conditions that the temperature on the outlet side is higher than the temperature on the inlet side detected by the temperature detection means. apparatus.
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013047270A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 株式会社クボタ | Diesel engine |
| JP2015218588A (en) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 日立建機株式会社 | Internal combustion engine exhaust emission control system |
| WO2017073799A1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-05-04 | 株式会社小松製作所 | Exhaust gas purification system and exhaust gas purification method |
| WO2017131086A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Regeneration control device for exhaust gas treatment device |
| US11022057B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-06-01 | Isuzu Motors Limited | Engine and control method therefor |
-
2009
- 2009-01-26 JP JP2009014057A patent/JP2010169052A/en active Pending
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2013047270A1 (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-04 | 株式会社クボタ | Diesel engine |
| JP2013068185A (en) * | 2011-09-26 | 2013-04-18 | Kubota Corp | Diesel engine |
| JP2015218588A (en) * | 2014-05-14 | 2015-12-07 | 日立建機株式会社 | Internal combustion engine exhaust emission control system |
| WO2017131086A1 (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 三菱重工エンジン&ターボチャージャ株式会社 | Regeneration control device for exhaust gas treatment device |
| JP2017133488A (en) * | 2016-01-29 | 2017-08-03 | 三菱重工業株式会社 | Regeneration control unit for exhaust gas processing device |
| WO2017073799A1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-05-04 | 株式会社小松製作所 | Exhaust gas purification system and exhaust gas purification method |
| CN107002528A (en) * | 2016-12-14 | 2017-08-01 | 株式会社小松制作所 | Waste gas cleaning system and exhaust gas purifying method |
| JPWO2017073799A1 (en) * | 2016-12-14 | 2017-10-26 | 株式会社小松製作所 | Exhaust gas purification system and exhaust gas purification method |
| US10422265B2 (en) | 2016-12-14 | 2019-09-24 | Komatsu Ltd. | Exhaust gas purifying system and exhaust gas purifying method |
| CN107002528B (en) * | 2016-12-14 | 2019-10-25 | 株式会社小松制作所 | Exhaust gas purification system and exhaust gas purification method |
| US11022057B2 (en) | 2017-05-19 | 2021-06-01 | Isuzu Motors Limited | Engine and control method therefor |
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