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JP2022036181A - Exhaust gas purification device - Google Patents

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JP2022036181A
JP2022036181A JP2022000329A JP2022000329A JP2022036181A JP 2022036181 A JP2022036181 A JP 2022036181A JP 2022000329 A JP2022000329 A JP 2022000329A JP 2022000329 A JP2022000329 A JP 2022000329A JP 2022036181 A JP2022036181 A JP 2022036181A
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temperature
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和雅 末廣
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Suzuki Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To properly regenerate a collection filter collecting particulate matters.
SOLUTION: An exhaust emission control device is equipped with a GPF (17) collecting soot discharged from an engine (2), and an ECU (3) executing the temperature rise control of the GPF. The EUC has a forcible regeneration determining portion (30) determining the forcible regeneration of the GPF, and a temperature rise control portion (31) changing temperature rise control on the basis of engine rotation speed and an engine load when the forcible regeneration determining portion determines the forcible regeneration of GPF. The temperature rise control portion executes temperature rise control for a low area in a low area where the engine rotation speed and/or the engine load is low, and executes temperature rise control for a high area in a high area where the engine rotation speed and/or the engine load is high. The temperature rise control includes at least control for adjusting an ignition timing.
SELECTED DRAWING: Figure 1
COPYRIGHT: (C)2022,JPO&INPIT

Description

本発明は、排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device.

車両用のエンジンにおいては、排気中に含まれるカーボン等の微粒子(パーティキュレート)をトラップで捕集するものが存在する(例えば、特許文献1参照)。このようなエンジンにおいては、パーティキュレートの堆積により排気圧力が過度に上昇してエンジン性能が低下するおそれがある。これを防止するため、堆積したパーティキュレートを所定の時期に燃焼させてトラップを再生する装置が設けられる。 In some vehicle engines, fine particles (particulate) such as carbon contained in the exhaust gas are collected by a trap (see, for example, Patent Document 1). In such an engine, the accumulation of particulates may cause the exhaust pressure to rise excessively and reduce engine performance. In order to prevent this, a device is provided to regenerate the trap by burning the deposited particulate at a predetermined time.

特許文献1では、エンジン負荷や回転数に基づいてパーティキュレートの捕集量及び再燃焼量を求め、その結果に応じてトラップの再生時期を判断する。 In Patent Document 1, the amount of collected and reburned particulates is determined based on the engine load and the number of revolutions, and the trap regeneration time is determined according to the results.

特許第2623879号公報Japanese Patent No. 2623879

しかしながら、エンジンの駆動状態を考慮せずに昇温制御を行ってしまうと、場合によってはトラップの再生温度まで達しない、トラップが過熱されてしまう等、トラップを適切に再生することができないことが想定される。 However, if the temperature rise control is performed without considering the driving state of the engine, the trap may not be properly regenerated because the trap regeneration temperature may not be reached or the trap may be overheated. is assumed.

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、粒子状物質を捕集する捕集フィルタを適切に再生することができる排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device capable of appropriately regenerating a collection filter that collects particulate matter.

本発明の一態様の排気浄化装置は、エンジンの排出する煤を捕集する捕集フィルタと、前記捕集フィルタの昇温制御を実施する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記捕集フィルタの強制再生を判定する強制再生判定部と、当該強制再生判定部が前記捕集フィルタの強制再生を判定した場合に、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて昇温制御を変更する昇温制御部と、を有し、前記昇温制御部は、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷が低い低領域においては低領域用の昇温制御を実施し、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷が高い高領域においては高領域用の昇温制御を実施し、前記昇温制御は、少なくとも点火時期を調整する制御を含むことを特徴とする。 The exhaust gas purification device of one aspect of the present invention includes a collection filter that collects soot discharged from the engine and a control device that controls the temperature rise of the collection filter, and the control device is the collection device. When the forced regeneration determination unit that determines the forced regeneration of the collection filter and the forced regeneration determination unit determine the forced regeneration of the collection filter, the temperature rise control is changed based on the engine speed and the engine load. It has a control unit, and the temperature rise control unit performs temperature rise control for a low region in a low region where the engine speed and / or the engine load is low, and the engine speed and / or the engine load is high. In the high region, the temperature rise control for the high region is carried out, and the temperature rise control includes at least a control for adjusting the ignition timing.

本発明によれば、粒子状物質を捕集する捕集フィルタを適切に再生することができる。 According to the present invention, a collection filter that collects particulate matter can be appropriately regenerated.

本実施の形態に係るエンジンの制御システムの全体構成図である。It is an overall block diagram of the engine control system which concerns on this embodiment. エンジン回転数とエンジン負荷に基づく制御マップを示す図である。It is a figure which shows the control map based on the engine speed and the engine load. 本実施の形態に係るGPF再生制御フローの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the GPF reproduction control flow which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係る各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the time-dependent change of various parameters which concerns on this embodiment. 本実施の形態に係る各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートである。It is a time chart which shows the time-dependent change of various parameters which concerns on this embodiment.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図1を参照して、本実施の形態に係るエンジンの制御システムについて説明する。図1は、本実施の形態に係るエンジンの制御システムの全体構成図である。なお、エンジンの制御システムは、以下に示す構成に限定されず、適宜変更が可能である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The engine control system according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is an overall configuration diagram of an engine control system according to the present embodiment. The engine control system is not limited to the configuration shown below, and can be changed as appropriate.

図1に示すように、本実施の形態に係るエンジンの制御システム1は、内燃機関としてのエンジン2及びその周辺構成の動作を、ECU3(Electronic Control Unit)で制御するように構成されている。詳細は後述するが、ECU3は、本願の排気浄化装置の一部である制御装置を構成する。エンジン2は、例えば、直動式多気筒のDOHC(Double OverHead Camshaft)エンジンで構成される。エンジン2は、不図示のクランクケース内にクランクシャフト20を収容し、シリンダ21及びシリンダヘッド22等を備えて構成される。 As shown in FIG. 1, the engine control system 1 according to the present embodiment is configured to control the operation of the engine 2 as an internal combustion engine and its peripheral configuration by an ECU 3 (Electronic Control Unit). Although details will be described later, the ECU 3 constitutes a control device that is a part of the exhaust gas purification device of the present application. The engine 2 is composed of, for example, a direct acting multi-cylinder DOHC (Double OverHead Camshaft) engine. The engine 2 accommodates a crankshaft 20 in a crankcase (not shown), and includes a cylinder 21, a cylinder head 22, and the like.

シリンダ21内には、ピストン23が所定方向(図1では上下)に往復可能に収容されている。クランクシャフト20とピストン23とはコンロッド24によって連結されている。エンジン2では、ピストン23が所定方向に往復運動することでクランクシャフト20がコンロッド24を介して回転される。 A piston 23 is housed in the cylinder 21 so as to be reciprocating in a predetermined direction (up and down in FIG. 1). The crankshaft 20 and the piston 23 are connected by a connecting rod 24. In the engine 2, the crankshaft 20 is rotated via the connecting rod 24 by reciprocating the piston 23 in a predetermined direction.

シリンダヘッド22の内部空間は、燃焼室25を構成する。燃焼室25の上部には、点火装置としてのスパークプラグ26が設けられている。スパークプラグ26は、ECU3から出力される点火信号に基づいて所定のタイミングで点火し、燃焼室25内の混合気を着火する。 The internal space of the cylinder head 22 constitutes the combustion chamber 25. A spark plug 26 as an ignition device is provided in the upper part of the combustion chamber 25. The spark plug 26 ignites at a predetermined timing based on the ignition signal output from the ECU 3, and ignites the air-fuel mixture in the combustion chamber 25.

シリンダヘッド22には、燃焼室25に連通する吸気ポート27a及び排気ポート27bが形成されている。また、シリンダヘッド22には、吸気ポート27a及び排気ポート27bに対応して、吸気バルブ28a及び排気バルブ28bが設けられている。吸気バルブ28a及び排気バルブ28bの上端には、吸気カムシャフト29a及び排気カムシャフト29bが設けられている。 The cylinder head 22 is formed with an intake port 27a and an exhaust port 27b communicating with the combustion chamber 25. Further, the cylinder head 22 is provided with an intake valve 28a and an exhaust valve 28b corresponding to the intake port 27a and the exhaust port 27b. An intake camshaft 29a and an exhaust camshaft 29b are provided at the upper ends of the intake valve 28a and the exhaust valve 28b.

クランクシャフト20、吸気カムシャフト29a及び排気カムシャフト29bには、不図示のカムチェーンが架け渡されている。クランクシャフト20の回転は、カムチェーンを介して吸気カムシャフト29a及び排気カムシャフト29bに伝達される。吸気カムシャフト29a及び排気カムシャフト29bが回転されることで、吸気バルブ28a及び排気バルブ28bは所定タイミングで燃焼室25に向けて往復動される。 A camchain (not shown) is bridged over the crankshaft 20, the intake camshaft 29a, and the exhaust camshaft 29b. The rotation of the crankshaft 20 is transmitted to the intake camshaft 29a and the exhaust camshaft 29b via the cam chain. By rotating the intake camshaft 29a and the exhaust camshaft 29b, the intake valve 28a and the exhaust valve 28b are reciprocated toward the combustion chamber 25 at predetermined timings.

吸気ポート27aの上流端には、不図示の吸気マニホールドを介して吸気管10が接続される。吸気管10内の通路及び吸気ポート27aは、吸入空気の吸気路を構成する。吸気管10の途中には、上流側からエアクリーナ11、スロットルバルブ12、及びサージタンク13が設けられている。エアクリーナ11及びスロットルバルブ12の間の吸気管10には、空気量センサ40が設けられている。空気量センサ40は、エアクリーナ11を通過して吸気管10内を流れる吸入空気量(質量流量)を検出し、その検出値をECU3に出力する。 An intake pipe 10 is connected to the upstream end of the intake port 27a via an intake manifold (not shown). The passage in the intake pipe 10 and the intake port 27a form an intake passage for the intake air. An air cleaner 11, a throttle valve 12, and a surge tank 13 are provided in the middle of the intake pipe 10 from the upstream side. An air amount sensor 40 is provided in the intake pipe 10 between the air cleaner 11 and the throttle valve 12. The air amount sensor 40 detects the amount of intake air (mass flow rate) that passes through the air cleaner 11 and flows in the intake pipe 10, and outputs the detected value to the ECU 3.

スロットルバルブ12は、例えばバタフライバルブを含んで構成され、ECU3の指令に応じて開閉されることで、吸気管10内を流れる吸入空気の流量(吸入空気量)を調整する。サージタンク13は、吸気管10に比べて十分に大きい容積を有し、吸入空気の脈動を防止するものである。サージタンク13には、吸気圧センサ41が設けられている。吸気圧センサ41は、サージタンク13内の吸入空気の圧力(吸気圧)を検出し、その検出値をECU3に出力する。ECU3は、上記した吸入空気量や吸気圧からエンジン負荷を推定することが可能である。 The throttle valve 12 includes, for example, a butterfly valve, and is opened and closed in response to a command from the ECU 3 to adjust the flow rate (intake air amount) of the intake air flowing in the intake pipe 10. The surge tank 13 has a sufficiently large volume as compared with the intake pipe 10 and prevents the pulsation of the intake air. The surge tank 13 is provided with an intake pressure sensor 41. The intake pressure sensor 41 detects the pressure (intake pressure) of the intake air in the surge tank 13, and outputs the detected value to the ECU 3. The ECU 3 can estimate the engine load from the above-mentioned intake air amount and intake pressure.

サージタンク13の下流側における吸気管10(又は吸気ポート27a)には、燃料を噴射する燃料噴射装置としてのインジェクタ14が設けられている。インジェクタ14は、ECU3の指令に応じて吸気管10内(又は吸気ポート27a内)に所定量の燃料を噴射する。すなわち、本実施の形態に係るエンジン2は、いわゆるポート噴射式のエンジンで構成される。 The intake pipe 10 (or intake port 27a) on the downstream side of the surge tank 13 is provided with an injector 14 as a fuel injection device for injecting fuel. The injector 14 injects a predetermined amount of fuel into the intake pipe 10 (or the intake port 27a) in response to a command from the ECU 3. That is, the engine 2 according to the present embodiment is composed of a so-called port injection type engine.

排気ポート27bの下流端には、不図示の排気マニホールドを介して排気管15が接続される。排気ポート27b及び排気管15内の通路は、排気ガスの排気路を構成する。排気管15の途中には、排気浄化装置の一部として、排気ガスを浄化する触媒16が設けられている。触媒16は、例えば、三元触媒で構成され、排気ガス内の汚染物質(一酸化炭素、炭化水素や窒素酸化物等)を無害な物質(二酸化炭素、水、窒素等)に変換する。エンジン2がディーゼルエンジンの場合、触媒16には例えば酸化触媒が用いられる。 An exhaust pipe 15 is connected to the downstream end of the exhaust port 27b via an exhaust manifold (not shown). The passages in the exhaust port 27b and the exhaust pipe 15 form an exhaust gas passage. A catalyst 16 for purifying exhaust gas is provided in the middle of the exhaust pipe 15 as a part of the exhaust gas purification device. The catalyst 16 is composed of, for example, a three-way catalyst, and converts pollutants (carbon dioxide, hydrocarbons, nitrogen oxides, etc.) in the exhaust gas into harmless substances (carbon dioxide, water, nitrogen, etc.). When the engine 2 is a diesel engine, for example, an oxidation catalyst is used for the catalyst 16.

触媒16の下流側の排気管15は、エンジン2の燃焼によって発生する煤等の粒子状物質(PM:Particulate Matter)を捕集する捕集フィルタとして、GPF17(Gasoline Particulate Filter)が設けられている。GPF17の前後(上流及び下流)には、温度センサ18a、18bが設けられている。温度センサ18a、18bは、GPF17の前後における排気ガス温度を検出し、その検出値をECU3に出力する。 The exhaust pipe 15 on the downstream side of the catalyst 16 is provided with a GPF 17 (Gasoline Particulate Filter) as a collecting filter for collecting particulate matter (PM: Particulate Matter) such as soot generated by combustion of the engine 2. .. Temperature sensors 18a and 18b are provided before and after (upstream and downstream) the GPF 17. The temperature sensors 18a and 18b detect the exhaust gas temperature before and after the GPF 17, and output the detected value to the ECU 3.

また、GPF17には、差圧センサ19が設けられている。差圧センサ19は、GPF17の前後の圧力差を検出し、その検出値をECU3に出力する。ECU3は、当該圧力差からGPF17の目詰まり状態、すなわち、PMの捕集量を推定することが可能である。 Further, the GPF 17 is provided with a differential pressure sensor 19. The differential pressure sensor 19 detects the pressure difference before and after the GPF 17, and outputs the detected value to the ECU 3. The ECU 3 can estimate the clogging state of the GPF 17, that is, the amount of PM collected from the pressure difference.

なお、本実施の形態における排気浄化装置は、上記したエンジン2及びその周辺構成(触媒16、GPF17、ECU3、各種センサ等)を含んで構成される。 The exhaust gas purification device according to the present embodiment includes the above-mentioned engine 2 and its peripheral configurations (catalyst 16, GPF 17, ECU 3, various sensors, etc.).

上記のように構成されるエンジン2においては、エアクリーナ11を通過した吸入空気が、スロットルバルブ12でその流量が調整された後、サージタンク13を通じて吸気ポート27aに流れ込む。このとき、インジェクタ14から所定のタイミングで燃料が噴射され、吸気ポート27a内で吸入空気と燃料が混合される。吸入空気と燃料の混合気は、吸気バルブ28aが開かれたタイミングで燃焼室25内に流れ込み、燃焼室25内で圧縮された後、スパークプラグ26によって所定のタイミングで点火される。点火されて燃焼した後の排気ガスは、排気ポート27bから排気管15を通じて外に排出される。このとき、排気ガスは、触媒16によって浄化され、GPF17によってPMが捕集された後、図示しないマフラによってその排気音が低減される。 In the engine 2 configured as described above, the intake air that has passed through the air cleaner 11 flows into the intake port 27a through the surge tank 13 after the flow rate is adjusted by the throttle valve 12. At this time, fuel is injected from the injector 14 at a predetermined timing, and the intake air and the fuel are mixed in the intake port 27a. The air-fuel mixture of the intake air and the fuel flows into the combustion chamber 25 at the timing when the intake valve 28a is opened, is compressed in the combustion chamber 25, and then is ignited by the spark plug 26 at a predetermined timing. The exhaust gas after being ignited and burned is discharged to the outside from the exhaust port 27b through the exhaust pipe 15. At this time, the exhaust gas is purified by the catalyst 16, PM is collected by the GPF 17, and then the exhaust noise is reduced by a muffler (not shown).

また、エンジン2には、エンジン水温を検出する水温センサ42と、クランクシャフト20の位相を検出するクランクセンサ43が設けられている。水温センサ42及びクランクセンサ43の各検出値は、ECU3に出力される。クランクセンサ43の出力からエンジン回転数を算出することが可能である。 Further, the engine 2 is provided with a water temperature sensor 42 for detecting the engine water temperature and a crank sensor 43 for detecting the phase of the crankshaft 20. Each detection value of the water temperature sensor 42 and the crank sensor 43 is output to the ECU 3. It is possible to calculate the engine speed from the output of the crank sensor 43.

また、車両には、車速を検出する車速センサ44と、ブレーキペダル45と、アクセルペダル46とが設けられている。車速センサ44の検出値は、ECU3に出力される。ブレーキペダル45は、車両に制動力を発生する制動手段を構成し、その踏み込み量(踏力)に応じた所定の電気信号をECU3に出力する。アクセルペダル46は、車両に加速力を発生する加速手段を構成し、その踏み込み量(踏力)に応じた所定の電気信号をECU3に出力する。 Further, the vehicle is provided with a vehicle speed sensor 44 for detecting the vehicle speed, a brake pedal 45, and an accelerator pedal 46. The detection value of the vehicle speed sensor 44 is output to the ECU 3. The brake pedal 45 constitutes a braking means for generating a braking force on the vehicle, and outputs a predetermined electric signal according to the depression amount (treading force) to the ECU 3. The accelerator pedal 46 constitutes an accelerating means for generating an accelerating force in the vehicle, and outputs a predetermined electric signal corresponding to the depression amount (depression force) to the ECU 3.

ECU3は、エンジン2内外の各種構成を含む車両全体の動作を統括制御する。ECU3は、各種処理を実行するプロセッサやメモリ等により構成されている。メモリは、用途に応じてROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)等の記憶媒体で構成される。メモリには、上記した各種構成を制御する制御プログラム等が記憶されている。 The ECU 3 controls the operation of the entire vehicle including various configurations inside and outside the engine 2. The ECU 3 is composed of a processor, a memory, and the like that execute various processes. The memory is composed of a storage medium such as a ROM (Read Only Memory) and a RAM (Random Access Memory) depending on the intended use. A control program or the like that controls the various configurations described above is stored in the memory.

ECU3は、車両内に設けられた各種センサから車両の状態を判断し、エンジン周辺の各種構成の駆動を制御する。例えばECU3は、GPF17内のPM蓄積量(捕集量)に基づいてGPF17を強制再生するか否かを判断し、エンジン2の運転状況に基づいてインジェクタ14やスパークプラグ26、スロットルバルブ12を駆動してGPF17に対する所定の昇温制御を実施する。 The ECU 3 determines the state of the vehicle from various sensors provided in the vehicle and controls the drive of various configurations around the engine. For example, the ECU 3 determines whether to forcibly regenerate the GPF 17 based on the PM accumulated amount (collected amount) in the GPF 17, and drives the injector 14, the spark plug 26, and the throttle valve 12 based on the operating condition of the engine 2. Then, a predetermined temperature rise control for the GPF 17 is performed.

詳細は後述するが、ECU3は、所定の昇温制御を実施するために、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて規定される制御マップ(図2参照)を予め記憶している。ECU3は、当該制御マップに基づいて燃料噴射及び点火等を制御することにより、GPF17を昇温させることが可能である。 Although the details will be described later, the ECU 3 stores in advance a control map (see FIG. 2) defined based on the engine speed and the engine load in order to carry out the predetermined temperature rise control. The ECU 3 can raise the temperature of the GPF 17 by controlling fuel injection, ignition, and the like based on the control map.

例えばECU3は、制御対象となる構成に応じて複数の機能ブロックを有している。具体的にECU3は、GPF17の強制再生を判定する強制再生判定部30と、当該強制再生判定部30の判定結果に応じて所定の昇温制御を実施する昇温制御部31とを有している。 For example, the ECU 3 has a plurality of functional blocks depending on the configuration to be controlled. Specifically, the ECU 3 has a forced regeneration determination unit 30 that determines forced regeneration of the GPF 17, and a temperature rise control unit 31 that performs predetermined temperature rise control according to the determination result of the forced regeneration determination unit 30. There is.

なお、これらの機能ブロックは、便宜上あくまで一例を示すものであり、ECU3は、これらの機能ブロックに限らず、他の機能ブロックを有してもよい。また、これらの機能ブロックを備えなくとも、ECU3が包括的に以下の各種制御を実施してもよい。 Note that these functional blocks are merely examples for convenience, and the ECU 3 is not limited to these functional blocks and may have other functional blocks. Further, even if these functional blocks are not provided, the ECU 3 may comprehensively perform the following various controls.

強制再生判定部30は、GPF17内のPM蓄積量に基づいてGPF17の強制再生を実施するか否かを判定する。GPF17内のPM蓄積量は、例えば差圧センサ19の検出値から推定することが可能である。すなわち、強制再生判定部30は、差圧センサ19の検出値に基づいて、GPF17の強制再生の有無(要否)を判定する。具体的に強制再生判定部30は、PM蓄積量が所定量以上である場合、GPF17の強制再生が必要であると判定し、PM蓄積量が所定量に満たない場合、GPF17の強制再生は不要であると判定する。 The forced regeneration determination unit 30 determines whether or not to perform forced regeneration of the GPF 17 based on the amount of PM accumulated in the GPF 17. The amount of PM accumulated in the GPF 17 can be estimated from, for example, the detection value of the differential pressure sensor 19. That is, the forced regeneration determination unit 30 determines the presence / absence (necessity) of forced regeneration of the GPF 17 based on the detection value of the differential pressure sensor 19. Specifically, the forced regeneration determination unit 30 determines that forced regeneration of the GPF 17 is necessary when the PM storage amount is equal to or greater than a predetermined amount, and when the PM storage amount is less than the predetermined amount, the forced regeneration of the GPF 17 is unnecessary. Is determined to be.

なお、強制再生判定部30は、GPF17の温度に基づいて強制再生の実施要否を判断してもよい。例えば、強制再生判定部30は、GPF17の温度が所定温度に達しない場合、GPF17の強制再生が必要であると判定し、GPF17の温度が所定温度以上の場合、GPF17の強制再生は不要であると判定してもよい。また、GPF17の温度は、温度センサ18a、18bの検出値に限らず、燃料噴射量等、エンジン2の運転状態から推定してもよい。 The forced regeneration determination unit 30 may determine whether or not forced regeneration is necessary based on the temperature of the GPF 17. For example, the forced regeneration determination unit 30 determines that forced regeneration of the GPF 17 is necessary when the temperature of the GPF 17 does not reach the predetermined temperature, and when the temperature of the GPF 17 is equal to or higher than the predetermined temperature, the forced regeneration of the GPF 17 is unnecessary. May be determined. Further, the temperature of the GPF 17 is not limited to the detected values of the temperature sensors 18a and 18b, and may be estimated from the operating state of the engine 2 such as the fuel injection amount.

昇温制御部31は、GPF17の温度を上昇させるための制御(以下、昇温制御という)を実施するために、エンジン2内の各種構成の駆動を制御する。例えば、昇温制御部31は、スパークプラグ26の点火時期、インジェクタ14の燃料噴射量や噴射時期、スロットルバルブ12の開度を制御する。 The temperature rise control unit 31 controls the drive of various configurations in the engine 2 in order to carry out control for raising the temperature of the GPF 17 (hereinafter referred to as temperature temperature control). For example, the temperature rise control unit 31 controls the ignition timing of the spark plug 26, the fuel injection amount and injection timing of the injector 14, and the opening degree of the throttle valve 12.

昇温制御部31は、複数の昇温制御を実施可能であり、強制再生判定部30がGPF17の強制再生を判定した場合に、エンジン回転数及びエンジン負荷によって規定される制御マップに基づいて所定の昇温制御を実施する。 The temperature rise control unit 31 can execute a plurality of temperature rise controls, and when the forced regeneration determination unit 30 determines the forced regeneration of the GPF 17, it is determined based on the control map defined by the engine speed and the engine load. The temperature rise control is carried out.

ここで、複数の昇温制御について説明する。上記したように、昇温制御とは、GPF17の温度を上昇させるための制御であり、GPF17の温度を上昇させることができれば、どのような制御方法を採用してもよい。例えば、以下の制御方法が考えられる。 Here, a plurality of temperature rise controls will be described. As described above, the temperature rise control is a control for raising the temperature of the GPF 17, and any control method may be adopted as long as the temperature of the GPF 17 can be raised. For example, the following control method can be considered.

(1)まず、スパークプラグ26の点火時期を遅くする点火遅角による昇温制御が挙げられる。点火を遅角させた場合には燃焼が終わる時間が遅くなるため、排気行程での温度が高くなる。この結果、GPF17の昇温を図ることが可能である。
(2)次に、空燃比をリーン化することによる昇温制御が挙げられる。空燃比をリーン化する方法としては、スロットルバルブ12の開度を大きくして吸入空気量を増やすことが考えられる。排気温度が上昇した状態で酸素(吸入空気量)を増やすことで、GPF17に捕集されたPMを燃焼させて温度を上昇させることができる。
(3)次に、インジェクタ14の燃料噴射を間引く(休止する)ことによる昇温制御が挙げられる。燃料噴射を間引くことにより、燃焼後の温かい空気のみを排気側に送り込むことができ、GPF17の昇温を図ることが可能である。
(4)次に、スパークプラグ26の点火を間引いて(休止して)燃料噴射を継続することによる昇温制御が挙げられる。点火を間引くことにより、燃焼室で燃焼することのない混合気(燃料)を排気側に送り込むことができ、排気下流側の触媒16で燃料を燃焼させることで間接的にGPF17を昇温することが可能である。
また、これらの他に、GPF17に直にヒータ(不図示)を設けて当該ヒータの駆動を制御する方法が挙げられる。
(1) First, there is a temperature rise control by an ignition retard angle that delays the ignition timing of the spark plug 26. When the ignition is retarded, the time at which combustion ends is delayed, so the temperature in the exhaust stroke increases. As a result, it is possible to raise the temperature of GPF 17.
(2) Next, there is a temperature rise control by leaning the air-fuel ratio. As a method of leaning the air-fuel ratio, it is conceivable to increase the opening degree of the throttle valve 12 to increase the intake air amount. By increasing oxygen (intake air amount) in a state where the exhaust temperature has risen, the PM collected in the GPF 17 can be burned to raise the temperature.
(3) Next, there is a temperature rise control by thinning out (pausing) the fuel injection of the injector 14. By thinning out the fuel injection, only the warm air after combustion can be sent to the exhaust side, and the temperature of the GPF 17 can be raised.
(4) Next, the temperature rise control by thinning out (pausing) the ignition of the spark plug 26 and continuing the fuel injection can be mentioned. By thinning out the ignition, the air-fuel mixture (fuel) that does not burn in the combustion chamber can be sent to the exhaust side, and the fuel is burned by the catalyst 16 on the downstream side of the exhaust to indirectly raise the temperature of the GPF 17. Is possible.
In addition to these, a method of directly providing a heater (not shown) on the GPF 17 to control the drive of the heater can be mentioned.

昇温制御部31は、上記した複数の昇温制御から適宜1つ又は複数の昇温制御を選択し、単独でもしくは複数の昇温制御を組み合わせて実施する。また、詳細は後述するが、昇温制御部31は、上記した制御マップに基づいて、複数の昇温制御からいくつかの昇温制御を選択又は変更する。 The temperature rise control unit 31 appropriately selects one or a plurality of temperature rise controls from the plurality of temperature rise controls described above, and implements the temperature rise control alone or in combination. Further, although the details will be described later, the temperature rise control unit 31 selects or changes some temperature rise controls from the plurality of temperature rise controls based on the above-mentioned control map.

本実施の形態において、昇温制御部31は、GPF17の温度がGPF17の再生制御を行う所定温度に維持されるように制御する。当該制御は、上記した昇温制御の数の増減や昇温制御そのものの値を変更することで行われる。当該制御を変更するタイミングとしては、上記所定温度から一定値外れた場合や温度変化の傾きが大きい場合等が考えられる。 In the present embodiment, the temperature rise control unit 31 controls so that the temperature of the GPF 17 is maintained at a predetermined temperature for controlling the regeneration of the GPF 17. The control is performed by increasing or decreasing the number of the temperature rise control described above or changing the value of the temperature rise control itself. The timing for changing the control may be a case where the temperature deviates from the predetermined temperature by a certain value, a case where the slope of the temperature change is large, or the like.

ところで、従来の排気浄化装置においては、捕集フィルタ内のPM蓄積量を監視し、PM蓄積量に応じて捕集フィルタの再生時期を判定し、昇温制御を実施するものが存在する。しかしながら、エンジンの駆動状態を考慮せずにPM蓄積量のみで昇温制御を実施してしまうと、エンジンの駆動状態によっては捕集フィルタの温度が再生温度まで達しない、あるいは捕集フィルタが過熱されてしまう等、捕集フィルタを適切に再生することができないことが想定される。 By the way, in the conventional exhaust gas purification device, there is an apparatus that monitors the PM accumulation amount in the collection filter, determines the regeneration time of the collection filter according to the PM accumulation amount, and implements the temperature rise control. However, if the temperature rise control is performed only by the amount of PM accumulated without considering the driving state of the engine, the temperature of the collecting filter may not reach the regeneration temperature or the collecting filter may overheat depending on the driving state of the engine. It is assumed that the collection filter cannot be properly regenerated.

そこで、本件発明者は、エンジンの駆動状態(運転状況)を考慮して、GPF17の再生を適切に行うことを着想した。本実施の形態において、ECU3は、GPF17に強制再生が必要な場合、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて昇温制御を変更する。具体的に強制再生判定部30がGPF17の再生を判定した場合、昇温制御部31は予め設定された制御マップを参照し、現在のエンジン2の運転状況が制御マップ上のどの領域に属するかに基づいて所定の昇温制御を選択又は変更を実施する。すなわち、昇温制御が所定条件に基づいて開始された上で、その後、エンジン2の状態に応じて昇温制御の内容を変更する。これにより、エンジン2の運転状況に応じて昇温制御が実施され、GPF17の強制再生を適切に行うことが可能である。 Therefore, the inventor of the present invention has conceived to appropriately regenerate the GPF 17 in consideration of the driving state (operating condition) of the engine. In the present embodiment, when the GPF 17 requires forced regeneration, the ECU 3 changes the temperature rise control based on the engine speed and the engine load. Specifically, when the forced regeneration determination unit 30 determines the regeneration of the GPF 17, the temperature rise control unit 31 refers to a preset control map, and which region on the control map the current operating condition of the engine 2 belongs to. Select or change the predetermined temperature rise control based on. That is, after the temperature rise control is started based on a predetermined condition, the content of the temperature rise control is changed according to the state of the engine 2. As a result, the temperature rise control is carried out according to the operating condition of the engine 2, and the forced regeneration of the GPF 17 can be appropriately performed.

次に、図2を参照して、本実施の形態に係る制御マップについて説明する。図2は、エンジン回転数とエンジン負荷に基づく制御マップを示す図である。図2において、横軸はエンジン回転数を示し、縦軸はエンジン負荷を示している。エンジン回転数及びエンジン負荷は、通常、アクセルペダルの踏み込みによって車速が上昇するに従って大きくなる。逆にエンジン回転数及びエンジン負荷は、減速によって車速が小さくなるに従って小さくなる。なお、エンジン負荷は、吸入空気の量や圧力、充填効率等の他のパラメータであってもよい。 Next, the control map according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a control map based on the engine speed and the engine load. In FIG. 2, the horizontal axis represents the engine speed and the vertical axis represents the engine load. The engine speed and engine load usually increase as the vehicle speed increases due to the depression of the accelerator pedal. On the contrary, the engine speed and the engine load decrease as the vehicle speed decreases due to deceleration. The engine load may be other parameters such as the amount and pressure of intake air and filling efficiency.

上記したように、ECU3は、フィルタ再生促進制御を実施するために、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて規定される制御マップを予め記憶している。図2に示すように、制御マップは、エンジン回転数及びエンジン負荷に応じて複数の領域に区画されている。図2では、横軸が5つ、縦軸が6つに区画され、合計30箇所の領域に区画されている。各領域には番号が付されている。なお、この番号は特に何らかの順序を示すものではなく、各領域を特定するために便宜上付されたものである。また、領域の個数はこれに限定されず、昇温制御の精度に応じて適宜変更が可能である。 As described above, the ECU 3 stores in advance a control map defined based on the engine speed and the engine load in order to carry out the filter regeneration promotion control. As shown in FIG. 2, the control map is divided into a plurality of regions according to the engine speed and the engine load. In FIG. 2, the horizontal axis is divided into 5 and the vertical axis is divided into 6, and the area is divided into a total of 30 areas. Each area is numbered. It should be noted that this number does not indicate any particular order, but is given for convenience in order to specify each area. Further, the number of regions is not limited to this, and can be appropriately changed according to the accuracy of temperature rise control.

また、これらの領域は、エンジン回転数及びエンジン負荷の高低(GPF17のPM堆積レベル)に応じて3種類に分類されている。具体的に、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷の小さい領域から順に(PM堆積レベルの大きい順に)第1領域、第2領域、第3領域の3種類の領域に分類される。図2では、分類毎に領域が異なるハッチングで示されている。本実施の形態では、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷が比較的低い第1領域を低領域と呼び、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷が比較的高い第2領域と第3領域とを合わせて高領域と呼ぶことにする。 Further, these regions are classified into three types according to the engine speed and the high and low engine load (PM accumulation level of GPF17). Specifically, it is classified into three types of regions, the first region, the second region, and the third region, in order from the region where the engine speed and / or the engine load is small (in descending order of PM deposition level). In FIG. 2, the areas are shown by hatching in which the areas are different for each classification. In the present embodiment, the first region where the engine speed and / or the engine load is relatively low is referred to as a low region, and the second region and the third region where the engine speed and / or the engine load is relatively high are combined. We will call it the high region.

第1領域は、排気温度が比較的低く、エンジン2が比較的低負荷状態で運転している領域を表しており、GPF17にPMが蓄積し易い領域である。すなわち、第1領域は、PM堆積レベルが大きく、GPF17の積極的な再生を促すべき領域(GPF17を昇温すべき領域)であるといえる。第1領域に属するエンジン2の運転状況としては、例えば、車両が信号で停止している場合やアイドリング中が考えられる。 The first region represents a region where the exhaust temperature is relatively low and the engine 2 is operating in a relatively low load state, and is a region where PM is likely to be accumulated in the GPF 17. That is, it can be said that the first region is a region where the PM deposition level is large and the active regeneration of GPF 17 should be promoted (the region where the temperature of GPF 17 should be raised). As the operating condition of the engine 2 belonging to the first region, for example, the case where the vehicle is stopped at a traffic light or the state of idling can be considered.

第2領域は、第1領域と第3領域との間の領域であり、第1領域ほどGPF17の積極的な再生は不要な領域である。すなわち、第2領域は、PM堆積レベルが中程度の領域といえる。第2領域に属するエンジン2の運転状況としては、例えば、車両が比較的小さい速度で一定走行している場合が考えられる。 The second region is a region between the first region and the third region, and is a region that does not require active regeneration of the GPF 17 as much as the first region. That is, it can be said that the second region is a region where the PM deposition level is medium. As the operating condition of the engine 2 belonging to the second region, for example, a case where the vehicle is constantly traveling at a relatively small speed can be considered.

第1領域及び第2領域よりエンジン回転数及び/又はエンジン負荷が大きい第3領域は、排気温度が十分に高い状態であり、GPF17の積極的な再生を促さなくても自然に再生し得る領域である。すなわち、第3領域は、3つの領域の中で最もPM堆積レベルが小さく、GPF17の積極的な再生が不要な領域であるといえる。第3領域に属するエンジン2の運転状況としては、例えば、車両が急加速している場合や高速走行中が考えられる。 The third region, in which the engine speed and / or the engine load is larger than that in the first region and the second region, is a region in which the exhaust temperature is sufficiently high and can be naturally regenerated without promoting the active regeneration of the GPF 17. Is. That is, it can be said that the third region has the smallest PM deposition level among the three regions and does not require active regeneration of GPF17. As the operating condition of the engine 2 belonging to the third region, for example, the case where the vehicle is suddenly accelerating or the vehicle is traveling at high speed can be considered.

上記したように、本実施の形態では、ECU3がGPF17の強制再生が必要であると判定した場合、制御マップを参照し、現在のエンジン2の運転状況が制御マップ上のどの領域に属するかに基づいて所定の昇温制御を選択又は変更を実施する。例えば、昇温制御部31は、低領域(第1領域)においては低領域用の昇温制御を実施し、高領域(第2領域又は第3領域)においては高領域用の昇温制御を実施する。 As described above, in the present embodiment, when the ECU 3 determines that the forced regeneration of the GPF 17 is necessary, the control map is referred to, and which region on the control map the current operating condition of the engine 2 belongs to. Based on this, a predetermined temperature rise control is selected or changed. For example, the temperature rise control unit 31 performs temperature rise control for a low region in a low region (first region) and temperature temperature control for a high region in a high region (second region or third region). implement.

具体的に昇温制御部31は、エンジン2の運転状況が低領域であるほど、昇温制御の数を増やす。低領域用の昇温制御の例としては、上記した複数の昇温制御の全てを組み合わせて実施することが考えられる。低領域では、GPF17の積極的な強制再生が必要なため、昇温制御を増やすことにより、適切にGPF17を昇温させて再生を促すことが可能である。 Specifically, the temperature rise control unit 31 increases the number of temperature rise controls as the operating condition of the engine 2 is in the lower region. As an example of the temperature rise control for a low region, it is conceivable to carry out all of the above-mentioned plurality of temperature rise controls in combination. Since active forced regeneration of the GPF 17 is required in the low region, it is possible to appropriately raise the temperature of the GPF 17 to promote regeneration by increasing the temperature rise control.

一方、昇温制御部31は、エンジン2の運転状況が高領域であるほど、昇温制御の数を減らす。高領域の昇温制御の例としては、上記した複数の昇温制御のうち、低領域で採用した昇温制御の数より少ない数の昇温制御を選択又は組み合わせて実施する。高領域では、低領域ほどGPF17の積極的な強制再生が不要なため、昇温制御を低領域より少なくすることにより、GPF17の過昇温を防止して適切にGPF17を再生することが可能である。 On the other hand, the temperature rise control unit 31 reduces the number of temperature rise controls as the operating condition of the engine 2 is in the higher region. As an example of the temperature rise control in the high region, among the plurality of temperature rise controls described above, a number of temperature rise controls smaller than the number of temperature rise controls adopted in the low region is selected or combined. In the high region, the lower the region, the more the active forced regeneration of the GPF 17 is unnecessary. Therefore, by reducing the temperature rise control than in the low region, it is possible to prevent the GPF 17 from overheating and appropriately reproduce the GPF 17. be.

また、詳細は後述するが、昇温制御部31は、高領域用の昇温制御を実施中にエンジン2の運転状況が高領域から低領域に遷移した場合、GPF17の温度が遷移後の領域で定められた所定温度に低下するまでは高領域用の昇温制御を維持する。高領域から低領域に遷移した場合はGPF17の温度が低下しておらず、即座に低領域用の昇温制御に変更するとGPF17が過昇温される可能性があるためである。これにより、GPF17の過昇温を防止することが可能である。 Further, as will be described in detail later, when the operating condition of the engine 2 transitions from the high region to the low region during the temperature rise control for the high region, the temperature rise control unit 31 changes the temperature of the GPF 17 to the region after the transition. The temperature rise control for the high region is maintained until the temperature drops to the predetermined temperature specified in 1. This is because the temperature of the GPF 17 does not decrease when the transition from the high region to the low region occurs, and if the temperature rise control for the low region is immediately changed, the temperature of the GPF 17 may be excessively increased. This makes it possible to prevent the GPF 17 from overheating.

また、昇温制御部31は、低領域用の昇温制御を実施中にエンジンの運転状況が低領域から高領域に遷移した場合、即座に高領域用の昇温制御に変更する。低領域から高領域に遷移した場合は昇温制御の数を減らすので、GPF17の過昇温が問題とならないためである。 Further, when the operating condition of the engine changes from the low region to the high region during the temperature rise control for the low region, the temperature rise control unit 31 immediately changes to the temperature rise control for the high region. This is because the number of temperature rise controls is reduced when the transition is made from the low region to the high region, so that the excessive temperature rise of the GPF 17 does not become a problem.

また、昇温制御部31は、GPF17の温度が領域毎に定められた所定温度に低下するまでに要する時間が短いほど昇温制御の数を増やすことが好ましい。GPF17の温度が低下するスピードが速い場合には、昇温制御の数を増やすことにより、早期にGPF17を昇温することができ、好適にGPF17を再生することが可能である。また、領域毎に定められた温度は、低領域であるほど高い温度に設定されることが好ましい。 Further, it is preferable that the temperature rise control unit 31 increases the number of temperature rise controls as the time required for the temperature of the GPF 17 to decrease to a predetermined temperature determined for each region is shorter. When the temperature of the GPF 17 decreases at a high speed, the temperature of the GPF 17 can be raised at an early stage by increasing the number of temperature raising controls, and the GPF 17 can be suitably regenerated. Further, it is preferable that the temperature determined for each region is set to a higher temperature as the region is lower.

次に、図4を参照して、本実施の形態に係る制御フローについて説明する。図4は、本実施の形態に係るGPF再生制御フローの一例を示す図である。なお、以下に示す制御フローでは、特に明示が無い限り、動作(算出(演算)や判定等)の主体はECUとする。 Next, the control flow according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing an example of the GPF regeneration control flow according to the present embodiment. In the control flow shown below, unless otherwise specified, the main body of the operation (calculation (calculation), judgment, etc.) is the ECU.

図4に示すように、GPF再生制御が開始されると、ステップST101において、ECU3は、GPF17の強制再生が必要であるか否かを判定する。GPF17の強制再生が必要である場合(ステップST101:YES)、ステップST102の処理に進む。GPF17の強制再生が不要である場合(ステップST101:NO)、ステップST101の処理が繰り返される。 As shown in FIG. 4, when the GPF regeneration control is started, in step ST101, the ECU 3 determines whether or not forced regeneration of the GPF 17 is necessary. If forced reproduction of GPF 17 is required (step ST101: YES), the process proceeds to step ST102. When the forced regeneration of GPF 17 is unnecessary (step ST101: NO), the process of step ST101 is repeated.

ステップST102において、ECU3は、エンジン2の運転状況が高領域に属するか否かを判定する。エンジン2の運転状況が高領域に属する場合、すなわち、エンジン2の運転状況が第2領域又は第3領域に属する場合(ステップST102:YES)、ステップST103の処理に進む。エンジン2の運転状況が高領域に属しない場合、すなわち、エンジン2の運転状況が低領域である第1領域に属する場合(ステップST102:NO)、ステップST108の処理に進む。 In step ST102, the ECU 3 determines whether or not the operating condition of the engine 2 belongs to the high region. When the operating condition of the engine 2 belongs to the high region, that is, when the operating condition of the engine 2 belongs to the second region or the third region (step ST102: YES), the process proceeds to the process of step ST103. When the operating condition of the engine 2 does not belong to the high region, that is, when the operating condition of the engine 2 belongs to the first region which is the low region (step ST102: NO), the process proceeds to step ST108.

ステップST103において、ECU3は、昇温制御の数を減らして実施する。これにより、GPF17の温度を再生に適した温度に維持しつつも、過熱を防止することが可能である。そして、ステップST104の処理に進む。 In step ST103, the ECU 3 reduces the number of temperature rise controls. This makes it possible to prevent overheating while maintaining the temperature of the GPF 17 at a temperature suitable for regeneration. Then, the process proceeds to step ST104.

ステップST104において、ECU3は、GPF17の強制再生が終了したか否かを判定する。例えば、ECU3は、GPF17の温度やPM蓄積量、昇温時間等に基づいてGPF17の強制再生終了を判定することが可能である。GPF17の強制再生が終了した場合(ステップST104:YES)、制御は終了する。GPF17の強制再生が終了していない場合(ステップST104:NO)、ステップST105の処理に進む。 In step ST104, the ECU 3 determines whether or not the forced regeneration of the GPF 17 has been completed. For example, the ECU 3 can determine the end of forced regeneration of the GPF 17 based on the temperature of the GPF 17, the amount of PM accumulated, the temperature rise time, and the like. When the forced reproduction of the GPF 17 ends (step ST104: YES), the control ends. If the forced reproduction of GPF 17 is not completed (step ST104: NO), the process proceeds to step ST105.

ステップST105において、ECU3は、エンジン2の運転状況が高領域から低領域に遷移したか否かを判定する。エンジン2の運転状況が高領域から低領域に遷移した場合(ステップST105:YES)、ステップST106の処理に進む。エンジン2の運転状況が高領域から低領域に遷移しない場合(ステップST105:NO)、ステップST103の処理に戻る。 In step ST105, the ECU 3 determines whether or not the operating condition of the engine 2 has changed from the high region to the low region. When the operating condition of the engine 2 changes from the high region to the low region (step ST105: YES), the process proceeds to step ST106. When the operating condition of the engine 2 does not change from the high region to the low region (step ST105: NO), the process returns to the process of step ST103.

ステップST106において、ECU3は、GPF17の温度が所定温度以下であるか否かを判定する。GPF17の温度が所定温度以下である場合(ステップST106:YES)、ステップST107の処理に進む。GPF17の温度が所定温度より高い場合(ステップST106:NO)、ステップST106の処理が繰り返される。すなわち、ステップST106の処理は、GPF17の温度が所定温度以下になるまで繰り返される。 In step ST106, the ECU 3 determines whether or not the temperature of the GPF 17 is equal to or lower than the predetermined temperature. When the temperature of GPF 17 is equal to or lower than the predetermined temperature (step ST106: YES), the process proceeds to step ST107. When the temperature of GPF 17 is higher than the predetermined temperature (step ST106: NO), the process of step ST106 is repeated. That is, the process of step ST106 is repeated until the temperature of GPF 17 becomes equal to or lower than the predetermined temperature.

ステップST107において、ECU3は、GPF17の温度が所定温度に低下するまでの時間に応じて昇温制御の数を決定して実行する。そして、ステップST109の処理に進む。 In step ST107, the ECU 3 determines and executes the number of temperature rise controls according to the time until the temperature of the GPF 17 drops to a predetermined temperature. Then, the process proceeds to step ST109.

ステップST108において、ECU3は、昇温制御の数を増やして実施する。これにより、GPF17が積極的に昇温され、再生が促進される。そして、ステップST109の処理に進む。 In step ST108, the ECU 3 increases the number of temperature rise controls. As a result, the temperature of GPF 17 is positively raised, and regeneration is promoted. Then, the process proceeds to step ST109.

ステップST109において、ECU3は、GPF17の強制再生が終了したか否かを判定する。GPF17の強制再生が終了した場合(ステップST109:YES)、制御は終了する。GPF17の強制再生が終了していない場合(ステップST109:NO)、ステップST110の処理に進む。 In step ST109, the ECU 3 determines whether or not the forced regeneration of the GPF 17 has been completed. When the forced reproduction of the GPF 17 ends (step ST109: YES), the control ends. If the forced reproduction of GPF 17 is not completed (step ST109: NO), the process proceeds to step ST110.

ステップST110において、ECU3は、エンジン2の運転状況が低領域から高領域に遷移したか否かを判定する。エンジン2の運転状況が低領域から高領域に遷移した場合(ステップST110:YES)、ステップST103の処理に戻り、即座に昇温制御の数を減らして実施する(高領域用の昇温制御に変更する)。エンジン2の運転状況が低領域から高領域に遷移しない場合(ステップST110:NO)、ステップST108の処理に戻る。 In step ST110, the ECU 3 determines whether or not the operating condition of the engine 2 has changed from the low region to the high region. When the operating condition of the engine 2 transitions from the low region to the high region (step ST110: YES), the process returns to the process of step ST103, and the number of temperature rise controls is immediately reduced (for high region temperature rise control). change). When the operating condition of the engine 2 does not change from the low region to the high region (step ST110: NO), the process returns to the process of step ST108.

このように、所定の昇温制御を実施中に制御マップに基づいて昇温制御を変更することにより、GPF17の温度を再生に適した温度に制御することができ、適切にGPF17の再生を促すことが可能である。 In this way, by changing the temperature rise control based on the control map while performing the predetermined temperature rise control, the temperature of the GPF 17 can be controlled to a temperature suitable for regeneration, and the regeneration of the GPF 17 is appropriately promoted. It is possible.

次に、図4及び図5を参照して、本実施の形態に係る制御(GPF再生制御)を適用した場合の各種パラメータの経時変化について説明する。図4及び図5は、昇温制御の実施中における各種パラメータの経時変化を示すタイムチャートであり、縦軸は上から順に、GPF温度、昇温制御の数、属する領域を示している。図4は、エンジンの運転状況が高領域から低領域に遷移する例を示し、図5は、エンジンの運転状況が低領域から高領域に遷移する例を示している。 Next, with reference to FIGS. 4 and 5, changes over time of various parameters when the control (GPF regeneration control) according to the present embodiment is applied will be described. 4 and 5 are time charts showing changes over time of various parameters during the implementation of temperature rise control, and the vertical axis shows the GPF temperature, the number of temperature rise controls, and the region to which the temperature rise control belongs, in order from the top. FIG. 4 shows an example in which the operating condition of the engine transitions from a high region to a low region, and FIG. 5 shows an example in which the operating condition of the engine transitions from a low region to a high region.

図4に示すように、昇温制御の数が少ない高領域用の昇温制御を実施中において、GPF17の温度はあらかじめ定められた所定温度より高い状態で維持されている。そして、T1のタイミングでエンジン2の運転状況が高領域から低領域に遷移しても、ECU3は、T1のタイミングでは昇温制御を即座に変更しない。ECU3は、GPF17の温度が所定温度になるまで高領域用の昇温制御を維持する。そして、T2のタイミングでGPF17の温度が所定温度以下になると、ECU3は、昇温制御の数を増やして低領域用の昇温制御に変更する。これにより、GPF17の昇温が促進され、GPF17の温度はT2以後、徐々に上昇する。なお、T1からT2の間におけるGPF17の温度低下に要する時間が短いほど、ECU3は、T2以後の低領域用の昇温制御において、昇温制御の数を増やすことが好ましい。この場合、GPF17の温度が低下しても早期にGPF17の温度を所定温度まで昇温することが可能である。 As shown in FIG. 4, the temperature of the GPF 17 is maintained in a state higher than a predetermined predetermined temperature while the temperature rise control for a high region where the number of temperature rise controls is small is being carried out. Then, even if the operating condition of the engine 2 changes from the high region to the low region at the timing of T1, the ECU 3 does not immediately change the temperature rise control at the timing of T1. The ECU 3 maintains the temperature rise control for the high region until the temperature of the GPF 17 reaches a predetermined temperature. Then, when the temperature of the GPF 17 becomes equal to or lower than the predetermined temperature at the timing of T2, the ECU 3 increases the number of temperature rise controls and changes to the temperature rise control for the low region. As a result, the temperature rise of GPF 17 is promoted, and the temperature of GPF 17 gradually rises after T2. It is preferable that the ECU 3 increases the number of temperature rise controls in the temperature rise control for the low region after T2 as the time required for the temperature decrease of the GPF 17 between T1 and T2 is short. In this case, even if the temperature of the GPF 17 decreases, the temperature of the GPF 17 can be raised to a predetermined temperature at an early stage.

図5に示すように、昇温制御の数が多い低領域用の昇温制御を実施中において、GPF17の温度は徐々に上昇している。そして、T3のタイミングでエンジン2の運転状況が低領域から高領域に遷移すると、ECU3は、即座に昇温制御の数を減らして高領域用の昇温制御に変更する。これにより、GPF17の温度上昇率が低下し、GPF17の温度は緩やかに上昇しながら一定の温度に維持される。このようにして、GPF17の温度を制御することが可能である。 As shown in FIG. 5, the temperature of the GPF 17 is gradually increasing during the temperature rise control for a low region where the number of temperature rise controls is large. Then, when the operating condition of the engine 2 changes from the low region to the high region at the timing of T3, the ECU 3 immediately reduces the number of temperature rise controls and changes to the temperature rise control for the high region. As a result, the temperature increase rate of GPF 17 decreases, and the temperature of GPF 17 is maintained at a constant temperature while gradually increasing. In this way, it is possible to control the temperature of the GPF 17.

以上説明したように、本実施の形態では、GPF17に強制再生が必要な場合、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて昇温制御を変更することで、GPF17の温度を再生に適して温度に制御することができ、GPF17をエンジン2の運転状況に応じて適切に再生することが可能である。 As described above, in the present embodiment, when forced regeneration is required for the GPF 17, the temperature of the GPF 17 is controlled to a temperature suitable for regeneration by changing the temperature rise control based on the engine speed and the engine load. It is possible to appropriately regenerate the GPF 17 according to the operating condition of the engine 2.

なお、上記実施の形態では、ポート噴射式のエンジン2を例に挙げて説明したが、この構成に限定されない。例えば、直噴式のエンジン2であってもよい。 In the above embodiment, the port injection type engine 2 has been described as an example, but the present invention is not limited to this configuration. For example, the direct injection type engine 2 may be used.

また、上記実施の形態では、ガソリンエンジンを例にして説明したが、これに限定されない。ディーゼルエンジンであっても、本制御を適用可能である。 Further, in the above embodiment, the description has been made by taking a gasoline engine as an example, but the present invention is not limited to this. This control can be applied even to a diesel engine.

また、上記実施の形態では、DOHCエンジンを例にして説明したが、これに限定されない。エンジン2は、SOHC(Single OverHead Camshaft)エンジンであってもよい。 Further, in the above embodiment, the DOHC engine has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. The engine 2 may be a SOHC (Single OverHead Camshaft) engine.

また、上記実施の形態では、制御マップが3つの領域に分類される場合について説明したが、これに限定されない。制御マップは、2つの領域又は4つ以上の領域に分類されてもよい。 Further, in the above embodiment, the case where the control map is classified into three regions has been described, but the present invention is not limited to this. The control map may be divided into two regions or four or more regions.

また、上記実施の形態では、低領域用の昇温制御と高領域用の昇温制御とを切り替える(変更する)際に、昇温制御の数を変更する場合について説明したが、これに限定されない。例えば、1つの昇温制御について、所定のパラメータを変化させてもよい。例えば、点火を間引く場合は、低領域において間引く頻度を増やし、高領域において間引く頻度を減らしてもよい。 Further, in the above embodiment, a case where the number of temperature rise controls is changed when switching (changing) between the temperature rise control for the low region and the temperature rise control for the high region has been described, but the present invention is limited to this. Not done. For example, a predetermined parameter may be changed for one temperature rise control. For example, when the ignition is thinned out, the frequency of thinning out may be increased in the low region and the frequency of thinning out may be decreased in the high region.

また、本実施の形態及び変形例を説明したが、本発明の他の実施の形態として、上記実施の形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。 Moreover, although the present embodiment and the modified example have been described, as another embodiment of the present invention, the above-described embodiment and the modified example may be combined in whole or in part.

また、本発明の実施の形態は上記の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。更には、技術の進歩又は派生する別技術によって、本発明の技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。従って、特許請求の範囲は、本発明の技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施形態をカバーしている。 Further, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and may be variously modified, replaced, or modified without departing from the spirit of the technical idea of the present invention. Further, if the technical idea of the present invention can be realized in another way by the advancement of the technology or another technology derived from it, it may be carried out by the method. Therefore, the scope of claims covers all embodiments that may be included within the scope of the technical idea of the present invention.

以上説明したように、本発明は、粒子状物質を捕集する捕集フィルタを適切に再生することができるという効果を有し、特に、車両用エンジンの排気浄化装置に有用である。 As described above, the present invention has an effect that a collection filter that collects particulate matter can be appropriately regenerated, and is particularly useful for an exhaust gas purification device for a vehicle engine.

1 :エンジンの制御システム
2 :エンジン
3 :ECU(制御装置)
10 :吸気管
11 :エアクリーナ
12 :スロットルバルブ
13 :サージタンク
14 :インジェクタ(燃料噴射装置)
15 :排気管
16 :触媒
17 :GPF(捕集フィルタ)
18a :温度センサ
18b :温度センサ
19 :差圧センサ
20 :クランクシャフト
21 :シリンダ
22 :シリンダヘッド
23 :ピストン
24 :コンロッド
25 :燃焼室
26 :スパークプラグ(点火装置)
27a :吸気ポート
27b :排気ポート
28a :吸気バルブ
28b :排気バルブ
29a :吸気カムシャフト
29b :排気カムシャフト
30 :強制再生判定部
31 :昇温制御部
40 :空気量センサ
41 :吸気圧センサ
42 :水温センサ
43 :クランクセンサ
44 :車速センサ
45 :ブレーキペダル
46 :アクセルペダル
1: Engine control system 2: Engine 3: ECU (control device)
10: Intake pipe 11: Air cleaner 12: Throttle valve 13: Surge tank 14: Injector (fuel injection device)
15: Exhaust pipe 16: Catalyst 17: GPF (collection filter)
18a: Temperature sensor 18b: Temperature sensor 19: Differential pressure sensor 20: Crankshaft 21: Cylinder 22: Cylinder head 23: Piston 24: Connecting rod 25: Combustion chamber 26: Spark plug (ignition device)
27a: Intake port 27b: Exhaust port 28a: Intake valve 28b: Exhaust valve 29a: Intake camshaft 29b: Exhaust camshaft 30: Forced regeneration determination unit 31: Temperature rise control unit 40: Air volume sensor 41: Intake pressure sensor 42: Water temperature sensor 43: Crank sensor 44: Vehicle speed sensor 45: Brake pedal 46: Accelerator pedal

Claims (5)

エンジンの排出する煤を捕集する捕集フィルタと、
前記捕集フィルタの昇温制御を実施する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記捕集フィルタの強制再生を判定する強制再生判定部と、
当該強制再生判定部が前記捕集フィルタの強制再生を判定した場合に、エンジン回転数及びエンジン負荷に基づいて昇温制御を変更する昇温制御部と、を有し、
前記昇温制御部は、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷が低い低領域においては低領域用の昇温制御を実施し、エンジン回転数及び/又はエンジン負荷が高い高領域においては高領域用の昇温制御を実施し、
前記昇温制御は、少なくとも点火時期を調整する制御を含むことを特徴とする排気浄化装置。
A collection filter that collects soot discharged from the engine,
A control device for controlling the temperature rise of the collection filter is provided.
The control device is
The forced regeneration determination unit that determines the forced regeneration of the collection filter, and the forced regeneration determination unit.
It has a temperature rise control unit that changes the temperature rise control based on the engine speed and the engine load when the forced regeneration determination unit determines the forced regeneration of the collection filter.
The temperature rise control unit performs temperature rise control for a low region in a low region where the engine speed and / or the engine load is low, and for a high region in a high region where the engine speed and / or the engine load is high. Implemented temperature rise control,
The exhaust gas purification device, wherein the temperature rise control includes at least a control for adjusting an ignition timing.
前記昇温制御部は、前記高領域用の昇温制御を実施中に前記エンジンの運転状況が前記高領域から前記低領域に遷移した場合、前記捕集フィルタの温度が遷移後の領域で定められた所定温度に低下するまでは前記高領域用の昇温制御を維持することを特徴とする請求項1に記載の排気浄化装置。 When the operating condition of the engine changes from the high region to the low region during the temperature rise control for the high region, the temperature rise control unit determines the temperature of the collection filter in the region after the transition. The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the temperature rise control for a high region is maintained until the temperature drops to a predetermined temperature. 前記昇温制御部は、前記低領域用の昇温制御を実施中に前記エンジンの運転状況が前記低領域から前記高領域に遷移した場合、即座に前記高領域用の昇温制御に変更することを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の排気浄化装置。 The temperature rise control unit immediately changes to the temperature rise control for the high region when the operating condition of the engine changes from the low region to the high region while the temperature rise control for the low region is being performed. The exhaust gas purification device according to claim 1 or 2, characterized in that. 前記昇温制御部は、複数の昇温制御を実施可能であり、前記エンジンの運転状況が低領域であるほど、昇温制御の数を増やすことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載の排気浄化装置。 The temperature rise control unit can carry out a plurality of temperature rise controls, and the number of temperature rise controls is increased as the operating condition of the engine is in the lower region, according to claims 1 to 3. Exhaust purification device according to any one. 前記昇温制御部は、複数の昇温制御を実施可能であり、前記捕集フィルタの温度が前記領域毎に定められた所定温度に低下するまでに要する時間が短いほど昇温制御の数を増やすことを特徴とする請求項2に記載の排気浄化装置。 The temperature rise control unit can perform a plurality of temperature rise controls, and the shorter the time required for the temperature of the collection filter to drop to a predetermined temperature determined for each region, the more the number of temperature rise controls. The exhaust gas purification device according to claim 2, wherein the number is increased.
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