JP4385721B2 - Filter regeneration control device - Google Patents
Filter regeneration control device Download PDFInfo
- Publication number
- JP4385721B2 JP4385721B2 JP2003359635A JP2003359635A JP4385721B2 JP 4385721 B2 JP4385721 B2 JP 4385721B2 JP 2003359635 A JP2003359635 A JP 2003359635A JP 2003359635 A JP2003359635 A JP 2003359635A JP 4385721 B2 JP4385721 B2 JP 4385721B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- regeneration
- temperature
- amount
- filter
- dpf
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 title claims description 106
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 title claims description 106
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 21
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 claims description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 14
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 10
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 9
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 5
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 4
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 3
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 239000000779 smoke Substances 0.000 description 1
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y02T10/144—
-
- Y02T10/47—
Landscapes
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Filtering Of Dispersed Particles In Gases (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
本発明は、ディーゼルエンジンから排気されるパティキュレートを捕集するフィルタの再生制御に関し、特に、再生時の燃焼温度を適切に制御するフィルタ再生制御装置に関する。 The present invention relates to a filter regeneration control that collects particulates exhausted from a diesel engine, and more particularly to a filter regeneration control device that appropriately controls a combustion temperature during regeneration.
ディーゼルエンジンの黒煙対策として、排気中に含まれるパティキュレート(粒子状物質(Particlate Matter)、以下「PM」と略す)を捕集するためのパティキュレートフィルタ(Diesel Particlate Filter、以下「DPF」と略す)が知られている。DPFはPM捕集量に限界があるため、ある規定のPM量を捕集した場合には、DPFの温度を加熱用ヒータによって強制的に上昇させる等の方法でPMを燃焼させて強制的に除去する、いわゆる再生を行う必要がある。 Particulate filter (Diesel Particlate Filter, hereinafter referred to as “DPF”) for collecting particulates (Particlate Matter, hereinafter referred to as “PM”) contained in exhaust gas as a measure against black smoke in diesel engines (Abbreviated) is known. Since the DPF has a limit in the amount of PM collected, when a certain amount of PM is collected, the PM is forcibly burned by a method such as forcibly raising the temperature of the DPF with a heater for heating. It is necessary to perform so-called regeneration.
しかし、再生は刻々と変わるさまざまな運転状況の中で行うため、PMの燃焼に必要な温度まで昇温できず、1回の再生中にDPF内のPMを全て再生させる(以下、完全再生という)ことができない場合がある。完全再生ができなかった場合(以下、部分再生という)にはDPF内にPMが偏在することになり、PM捕集量を精度よく推定することが困難となる。 However, since regeneration is performed in various operating conditions that change from moment to moment, the temperature cannot be raised to the temperature required for PM combustion, and all PM in the DPF is regenerated during one regeneration (hereinafter referred to as complete regeneration). ) May not be possible. When complete regeneration cannot be performed (hereinafter referred to as partial regeneration), PM is unevenly distributed in the DPF, making it difficult to accurately estimate the amount of PM trapped.
特許文献1には、部分再生後であってもPM捕集量を精度よく推定する技術として、再生後にDPF加熱用ヒータを再度加熱してDPF端面が設定温度に上昇するまでの所要時間を測定し、また、定量の再生用ガスを流して再生用ガス流速を測定し、前記所要時間と前記再生用ガス流速との関係から求まる再生後のガス流速を用いてPM捕集量を推定する方法が開示されている。
しかしながら特許文献1に記載の方法では、1回の再生は前回の再生後に設定した一定の再生条件(排気ガス流速)で行われるため、再生条件が高温に設定されると、PMの再燃焼が始まった直後にフィルタ温度が急上昇して過剰に高温となり、これにより触媒が劣化したり担体が破損したりする可能性がある。また、触媒や担体の保護のために高温になる度に再生を中断すると、DPF内にPMが残り、またその残量も毎回一定ではない。したがって再生を実行する回数が増加して燃費が悪化する。 However, in the method described in Patent Document 1, since one regeneration is performed under a certain regeneration condition (exhaust gas flow rate) set after the previous regeneration, when the regeneration condition is set to a high temperature, the PM is reburned. Immediately after starting, the filter temperature rises rapidly and becomes excessively high, which can cause deterioration of the catalyst and damage of the carrier. Also, if regeneration is interrupted each time the temperature rises to protect the catalyst and carrier, PM remains in the DPF and the remaining amount is not constant every time. Therefore, the number of times of performing regeneration increases and fuel consumption deteriorates.
そこで、本発明では再生時のDPF内温度を適切に制御することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to appropriately control the temperature in the DPF during regeneration.
本発明のディーゼルエンジンのフィルタ再生制御装置は、ディーゼルエンジンの排気系に設けられ、排気ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタと、前記パティキュレートの捕集量を推定する捕集量推定手段と、フィルタの再生時の目標温度をパティキュレート捕集量に応じて徐々に上昇させるよう設定する目標温度設定手段と、前記フィルタの温度を検出する手段と、フィルタの再生タイミングになったときに前記目標温度まで前記フィルタを昇温させて再生を行う再生手段と、を備え、前記捕集量推定手段は、前記フィルタが前記目標温度以上である時間の積算値に、前記目標温度以下であっても前記パティキュレートを再生可能な温度以上となる時間に対してパティキュレートの捕集量と温度に応じた重み付けを行ったものを取り入れて得られる有効再生時間を算出する有効再生時間算出手段を備え、前記有効再生時間に基いて、パティキュレートの燃焼除去量に相当する再生量を推定する。 A filter regeneration control device for a diesel engine of the present invention is provided in an exhaust system of a diesel engine, a filter for collecting particulates in exhaust gas, and a collected amount estimating means for estimating a collected amount of the particulates. , Target temperature setting means for setting the target temperature during regeneration of the filter to gradually increase according to the particulate collection amount, means for detecting the temperature of the filter, and when the filter regeneration timing is reached Regenerating means for regenerating by raising the temperature of the filter to a target temperature, and the collected amount estimating means is equal to or less than the target temperature in an integrated value of time when the filter is equal to or higher than the target temperature. Also, the amount of particulate collected and weighted according to the temperature is taken for the time when the temperature is higher than the recyclable temperature. Comprising an effective reproduction time calculating means for calculating the effective regeneration time obtained put, based on the effective regeneration time, it estimates the regeneration amount corresponding to the combustion removal of particulates.
本発明によれば、再生期間中のフィルタの温度をパティキュレート捕集量に応じて徐々に上昇させるので、再生開始後にパティキュレートが急速に燃焼することを防止できる。したがって、フィルタが過剰に高温になることを防止できる。 According to the present invention, the temperature of the filter during the regeneration period is gradually increased according to the amount of particulates collected, so that the particulates can be prevented from burning rapidly after the regeneration is started. Therefore, it can prevent that a filter becomes high temperature too much.
また、パティキュレート捕集量が少なくなるほどフィルタ温度を上昇させるよう制御するので、パティキュレートを効果的に燃焼させ、再生に要する時間を短縮することが可能となる。したがって再生による燃費の悪化を抑制することが可能となる。 Further, since the filter temperature is controlled to increase as the particulate collection amount decreases, it is possible to effectively burn the particulate and shorten the time required for regeneration. Therefore, it becomes possible to suppress deterioration of fuel consumption due to regeneration.
以下、図面等を参照して、本発明の実施の形態について詳しく説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明のディーゼルエンジンのフィルタ再生制御装置の一実施形態を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of a filter regeneration control device for a diesel engine according to the present invention.
20はディーゼルエンジンであり、燃焼室上部には燃料を噴射する燃料噴射弁23が設けられる。吸気通路32にはエアクリーナ35、吸気量を測定するエアフローメータ34、ターボチャージャ29のコンプレッサー29a、コンプレッサー29aによって圧縮されて高温になった空気を冷却するインタークーラ28、ディーゼルエンジン20に供給する空気量を調節する吸気絞り弁21を備える。
排気通路33には、ターボチャージャ29のタービン29b、DPF再生制御装置10が設けられる。タービン29aはコンプレッサー29aと連結されており、排気通路33を流れる排気ガスによって駆動される。また、排気通路33と吸気通路32とを接続して排気ガスの一部を吸気通路32に戻すEGR配管30が設けられ、EGR配管30にはEGR量を調節するEGRバルブ22が設けられる。
In the
DPF再生制御装置10(再生手段)は、DPF11と、差圧センサ12と、DPF入口温度センサ13と、DPF出口温度センサ14と、A/Fセンサ15と、エンジンコントロールユニット(ECU)16とを備える。
The DPF regeneration control device 10 (regeneration means) includes a
DPF11は、ディーゼルエンジン20から排出された排気ガス中のPMを捕集するフィルタであり、例えば、セラミック多孔質フィルタ等を使用することができる。差圧センサ12は、DPF11の入口側の圧力と、出口側の圧力との差圧を検出する圧力差測定手段であり、検出した差圧信号をECU16に出力する。DPF入口温度センサ13は、DPF11の入口温度を検出する温度測定手段であり、入口温度信号をECU16に出力する。DPF出口温度センサ14は、DPF11の出口温度を検出する温度測定手段であり、出口温度信号をECU16に出力する。A/Fセンサ15は、ディーゼルエンジン20から排出された排気ガスの空燃比を検出するセンサで、DPF11の上流側の排気通路33に設けられる。なお、このA/Fセンサ15は、理論空燃比を判断できればよいので、O2センサを使用してもよい。
The
図2はECU16が行うフィルタ再生制御のフローチャートであり、再生時に、フィルタ11内のPM捕集量PMiの減少に応じてDPF入口温度Tdを徐々に上昇させるよう設定するものである。
FIG. 2 is a flowchart of the filter regeneration control performed by the
ステップS100では、従来から行われている方法と同様に、差圧センサ12からの入力信号に基いて再生前のPM捕集量PMiを推定する(捕集量推定手段)。基本的には、差圧が大きくなるほどPM捕集量が増大する。
In step S100, the PM collection amount PMi before regeneration is estimated based on the input signal from the
ステップS101では、PM捕集量PMiが再生実行の閾値として実験等により予め定めた目標再生PM捕集量PMα以上であるか否かの判定を行い、目標PM捕集量PMαより少ない場合はステップS100へ戻る。目標PM捕集量PMα以上の場合はステップS102へ進み再生制御への切換えを行い、ステップS103へ進む。 In step S101, it is determined whether or not the PM collection amount PMi is greater than or equal to a target regeneration PM collection amount PMα that is predetermined by experiment or the like as a regeneration execution threshold value. If less than the target PM collection amount PMα, step S101 is performed. Return to S100. If it is equal to or greater than the target PM trapping amount PMα, the process proceeds to step S102 to switch to regeneration control, and then proceeds to step S103.
ステップS103では、図3に示すようなマップを用いてPM捕集量PMiから再生中の目標DPF入口温度Tdを算出する(目標温度設定手段)。図3は目標DPF入口温度TdとPM捕集量PMiとの関係を予め定めたマップであり、PM捕集量PMiが少なくなるにつれて目標DPF入口温度Tdは段階的に高くなるよう設定されている。なお、図中点線で示した曲線はPM捕集量PMiの変化に逐次対応した場合であり、本実施形態はこの曲線に基いて3段階以上に分けて目標DPF入口温度Tdが上昇するように設定されている。 In step S103, the regeneration target DPF inlet temperature Td is calculated from the PM trapping amount PMi using a map as shown in FIG. 3 (target temperature setting means). FIG. 3 is a map in which the relationship between the target DPF inlet temperature Td and the PM trapping amount PMi is determined in advance, and the target DPF inlet temperature Td is set to increase stepwise as the PM trapping amount PMi decreases. . Note that the curve indicated by the dotted line in the figure corresponds to the case of sequentially corresponding to the change in the PM trapping amount PMi. In this embodiment, the target DPF inlet temperature Td is increased in three or more stages based on this curve. Is set.
上記の設定は、再生開始時にはPM捕集量PMiが多いので、PM燃焼時の燃焼熱が大きくなり、この燃焼熱によってDPFベッド温度Tbedが上昇してさらに燃焼し易くなる、つまり、PM捕集量PMiが多い場合にはPMは燃焼しやすいという特性に基いている。この燃焼熱によるDPFベッド温度Tbedの上昇を見込んで目標DPF入口温度Tdは低めに設定され、後述する制御により再生中に再度目標DPF入口温度Tdを設定するときには、PM捕集量PMiは減少して燃焼しにくくなっているので、前回よりも高い温度に設定される。なお、後述するステップによって再びステップS103を実行する時は、PM捕集量をPMxとする。 In the above setting, since the amount of collected PMi is large at the start of regeneration, the combustion heat at the time of PM combustion increases, and this combustion heat increases the DPF bed temperature Tbed and further facilitates combustion. When the amount PMi is large, PM is based on the characteristic that it is easy to burn. The target DPF inlet temperature Td is set to a low value in anticipation of an increase in the DPF bed temperature Tbed due to this combustion heat, and when the target DPF inlet temperature Td is set again during regeneration by the control described later, the PM trapping amount PMi decreases. Therefore, the temperature is set higher than the previous time. In addition, when performing step S103 again by the step mentioned later, PM collection amount is set to PMx.
ステップS104では、DPF入口温度をステップS103で算出した目標DPF入口温度Tdまで昇温する制御(排温昇温フェーズ)を開始する。昇温方法は、従来から行われている方法と同様に、ディーゼルエンジン20に対して通常の燃料噴射後に再度燃料噴射を行うポスト噴射や、燃料噴射時期を遅らせる噴射時期リタード等によって排気温度を上昇させる方法を用いる。
In step S104, control for increasing the DPF inlet temperature to the target DPF inlet temperature Td calculated in step S103 (exhaust temperature raising phase) is started. As in the conventional method, the temperature raising method raises the exhaust temperature by post-injection in which fuel is injected again after normal fuel injection to the
ステップS105では、従来から行われている方法と同様にDPF入口温度センサ13およびDPF出口温度センサ14からの入力信号に基いて、DPFベッド温度Tbedを推定する(フィルタ温度検出手段)。
In step S105, the DPF bed temperature Tbed is estimated based on the input signals from the DPF
ステップS106では有効再生時間Teを算出する(有効再生時間算出手段)。 In step S106, an effective reproduction time Te is calculated (effective reproduction time calculation means).
ここで、有効再生時間算出方法について、図5、図9を参照して説明する。図5はDPFベッド温度Tbedの時間変化を表したものであり、図9は有効再生時間算出方法のフローチャートである。 Here, the effective reproduction time calculation method will be described with reference to FIGS. FIG. 5 shows the time change of the DPF bed temperature Tbed, and FIG. 9 is a flowchart of the effective regeneration time calculation method.
図9のステップS200ではDPFベッド温度Tbedが目標DPFベッド温度Txを超えた時間、つまり図5のtx1、tx2、・・・を検出する。 9, the time when the DPF bed temperature Tbed exceeds the target DPF bed temperature Tx, that is, tx1, tx2,... In FIG.
ステップS201では、ステップS200で求めた値から、次式(1)を用いて有効再生時間Teを算出する。
Te=tx1+tx2+tx3+tx4+・・・ (1)
有効再生時間Teとは上記の通り目標DPFベッド温度を超えた時間を積算したもの、つまり確実に再生が行われる時間を積算したものである。したがって有効再生時間Teを用いることによって、精度良く再生量を推定することが可能となる。なお、目標DPFベッド温度Txは目標DPF入口温度Tdから定まり、PM捕集量PMiに応じて変化する値である。
In step S201, the effective reproduction time Te is calculated from the value obtained in step S200 using the following equation (1).
Te = tx1 + tx2 + tx3 + tx4 + (1)
The effective regeneration time Te is the sum of the times exceeding the target DPF bed temperature as described above, that is, the sum of the times during which regeneration is performed reliably. Therefore, the reproduction amount can be estimated with high accuracy by using the effective reproduction time Te. The target DPF bed temperature Tx is determined from the target DPF inlet temperature Td and is a value that changes according to the PM trapping amount PMi.
上記のように有効再生時間Teを算出したら、ステップS107に進みPM再生量(PM燃焼量)PMrを算出する。有効再生時間TeとDPFベッド温度Tbedとの間には図6のマップに示すように、有効再生時間Teが長く、DPFベッド温度Tbedが高くなるほどPM再生量PMrが多くなるという関係がある。このマップからステップS106で算出した有効再生時間Teによって検索することによってPM再生量PMrを算出する(再生量推定手段)。 When the effective regeneration time Te is calculated as described above, the process proceeds to step S107, and the PM regeneration amount (PM combustion amount) PMr is calculated. As shown in the map of FIG. 6, there is a relationship between the effective regeneration time Te and the DPF bed temperature Tbed that the effective regeneration time Te is long and the PM regeneration amount PMr increases as the DPF bed temperature Tbed increases. The PM regeneration amount PMr is calculated by searching from this map using the effective regeneration time Te calculated in step S106 (regeneration amount estimating means).
ステップS108では、有効再生時間Teが経過した後のDPFに捕集されているPM捕集量PMxをステップS100で求めたPM捕集量PMiとステップS107で求めた再生量PMrとから、次式(2)により算出する。 In step S108, the PM collection amount PMx collected in the DPF after the effective regeneration time Te has elapsed is obtained from the PM collection amount PMi obtained in step S100 and the regeneration amount PMr obtained in step S107 by the following formula. Calculate by (2).
PMx=PMi−PMr ・・・(2)
PM捕集量PMxを算出したらステップS109に進み、PM再生量PMrが目標PM再生量ΔPM以上であるか否かの判定を行う。なお、目標PM再生量ΔPMは、使用するDPFの再生特性を実験等により予め調べておいて設定する。
PMx = PMi−PMr (2)
When the PM collection amount PMx is calculated, the process proceeds to step S109 to determine whether or not the PM regeneration amount PMr is equal to or greater than the target PM regeneration amount ΔPM. Note that the target PM regeneration amount ΔPM is set by examining the regeneration characteristics of the DPF to be used in advance through experiments or the like.
ステップS109でPM再生量PMrが目標PM再生量ΔPMより少ない場合はステップS106に戻り、ステップS106〜S109を繰り返す。なお、2回目以降において有効再生時間Te経過後のPM捕集量PMxを算出する場合には、式(2)のPMiは前回計算時のPMxとする。 If the PM regeneration amount PMr is smaller than the target PM regeneration amount ΔPM in step S109, the process returns to step S106, and steps S106 to S109 are repeated. When calculating the PM collection amount PMx after the effective regeneration time Te has passed in the second and subsequent times, PMi in Expression (2) is PMx at the time of the previous calculation.
ステップS109で、PM再生量PMrが目標PM再生量ΔPM以上である場合はステップS110に進み、PM捕集量PMxが最終目標PM量PMd以上であるか否かの判定を行う。 If the PM regeneration amount PMr is greater than or equal to the target PM regeneration amount ΔPM in step S109, the process proceeds to step S110, and it is determined whether or not the PM collection amount PMx is greater than or equal to the final target PM amount PMd.
PM捕集量PMxが各走行条件における目標PM量PMd以下である場合には再生制御を終了する。なお、最終目標PM量PMdは、各走行条件に応じて再生制御終了時に残存する許容PM量を設定するものであり、DPFの再生特性を予め実験等により求めておいて設定する。 When the PM collection amount PMx is equal to or less than the target PM amount PMd under each traveling condition, the regeneration control is terminated. The final target PM amount PMd is for setting the allowable PM amount remaining at the end of the regeneration control according to each traveling condition, and is set by obtaining the regeneration characteristics of the DPF in advance through experiments or the like.
PM捕集量PMxが最終目標PM量PMd以上である場合には、ステップS103に戻り、上記ステップS103〜S110を繰り返す。 If the PM trap amount PMx is greater than or equal to the final target PM amount PMd, the process returns to step S103, and steps S103 to S110 are repeated.
前述したように、ステップS103で再度目標DPF入口温度を設定するときには、再生によってPM捕集量PMi(もしくはPMx)が減少しているので、目標DPF入口温度Tdは前回の設定よりも高く設定される。つまり、ステップS103〜S110を繰り返すと、目標DPF入口温度Tdが徐々に上昇することになる。 As described above, when the target DPF inlet temperature is set again in step S103, since the PM trapping amount PMi (or PMx) is reduced by regeneration, the target DPF inlet temperature Td is set higher than the previous setting. The That is, when steps S103 to S110 are repeated, the target DPF inlet temperature Td gradually increases.
この制御によるDPF入口温度Td、DPFベッド温度Tbed、PM捕集量PMiの変化を図8のタイムチャートを参照して説明する。 Changes in the DPF inlet temperature Td, the DPF bed temperature Tbed, and the PM trapping amount PMi by this control will be described with reference to the time chart of FIG.
図中の実線は本実施形態の制御(以下、本制御)を実行した場合、点線は従来と同様に再生開始から終了まで一定のDPF入口温度を設定する制御(以下、従来制御)を実行した場合である。なお、本制御は目標DPF入口温度をPM捕集量に応じてTd1、Td2、Td3の三段階に分けており、従来制御はTd2に設定している。 In the figure, the solid line indicates that when the control of the present embodiment (hereinafter referred to as this control) is executed, and the dotted line indicates that the control for setting a constant DPF inlet temperature from the start to the end of the regeneration (hereinafter referred to as conventional control) is executed as in the conventional case. Is the case. In this control, the target DPF inlet temperature is divided into three stages of Td1, Td2, and Td3 according to the amount of collected PM, and the conventional control is set to Td2.
本制御は、t0で再生制御の開始とともにDPF入口温度Tdが上昇し始め、それに伴ってDPFベッド温度Tbedも上昇する。そしてt1で目標DPF入口温度Td1に達したら昇温を停止する。しかし、DPFベッド温度Tbedの上昇によってPMが燃焼を開始するので、この燃焼熱によってDPFベッド温度Tbedは上昇し続ける。ただし、目標DPF入口温度はTd1と低めに設定されているため、PMの燃焼熱は大きくなく、DPFベッド温度Tbedが急激に上昇することはない。燃焼によってPM捕集量PMiが減少すると、PMは燃焼しにくく、また、燃焼熱も小さくなるので、目標DPF入口温度をt0ではTd2、t3ではTd3と徐々に上昇させることによってDPFベッド温度Tbedを上昇させてPMを燃焼させる。 In this control, the DPF inlet temperature Td starts to increase with the start of the regeneration control at t0, and the DPF bed temperature Tbed also increases accordingly. When the target DPF inlet temperature Td1 is reached at t1, the temperature rise is stopped. However, since PM starts to combust when the DPF bed temperature Tbed rises, the DPF bed temperature Tbed continues to rise due to this combustion heat. However, since the target DPF inlet temperature is set to a low value of Td1, the combustion heat of PM is not large, and the DPF bed temperature Tbed does not rise rapidly. When the amount of PM trapped PMi decreases due to combustion, the PM is difficult to burn and the combustion heat also decreases, so the DPF bed temperature Tbed is increased by gradually increasing the target DPF inlet temperature to Td2 at t0 and Td3 at t3. Raise and burn PM.
以上のように、本制御ではPMの燃焼熱によってDPFベッド温度Tbedが過剰に上昇することはなく、再生制御中のDPFベッド温度Tbedの最高温度はTbed1である。また、PM捕集量PMiに適したDPFベッド温度Tbedを設定するので、有効再生時間を短くすることができる。 As described above, in this control, the DPF bed temperature Tbed is not excessively increased by the PM combustion heat, and the maximum temperature of the DPF bed temperature Tbed during the regeneration control is Tbed1. Moreover, since the DPF bed temperature Tbed suitable for the PM trapping amount PMi is set, the effective regeneration time can be shortened.
一方、従来制御は、本制御と同様にt0で再生制御を開始するが、目標DPF入口温度がTd2に設定されている為、Td1を超えてもDPF入口温度の昇温が続けられる。このとき、PMの燃焼が開始しており、PM捕集量PMiが多いので燃焼が活発に行われ、燃焼熱が大きくなる。したがってDPF入口温度Tdの昇温と相俟ってDPFベッド温度Tbedが本制御に比べて急激に上昇し、目標フィルタベッド温度Txを大幅に超えるTbed2まで上昇して、触媒の耐久性が悪化する場合がある。 On the other hand, in the conventional control, the regeneration control is started at t0 as in the case of this control. However, since the target DPF inlet temperature is set to Td2, the DPF inlet temperature continues to rise even if it exceeds Td1. At this time, the combustion of PM has started, and since the amount of collected PMi is large, the combustion is actively performed and the combustion heat increases. Accordingly, coupled with the temperature rise of the DPF inlet temperature Td, the DPF bed temperature Tbed rises more rapidly than in the present control, rises to Tbed2 that greatly exceeds the target filter bed temperature Tx, and the durability of the catalyst deteriorates. There is a case.
Tbed2まで上昇した後は、目標DPFベッド温度Txに向けて降下するが、PM捕集量PMiが減少して燃焼しにくい状態になるとDPFベッド温度TbedはTxを徐々に下まわるようになり、PMの燃焼効率が低下するので有効再生時間は長くなる。 After rising to Tbed2, it falls toward the target DPF bed temperature Tx, but when the amount of PM trapped PMi decreases and combustion becomes difficult, the DPF bed temperature Tbed gradually falls below Tx, and PM The effective regeneration time becomes longer because of the lowering of the combustion efficiency.
以上により本実施形態では、再生期間中のフィルタの温度をパティキュレート捕集量に応じて徐々に上昇させるので、再生開始後にパティキュレートが急速に燃焼することを防止できる。したがって、フィルタが過剰に高温になることを防止できる。 As described above, in the present embodiment, since the temperature of the filter during the regeneration period is gradually increased according to the particulate collection amount, it is possible to prevent the particulate from burning rapidly after the regeneration is started. Therefore, it can prevent that a filter becomes high temperature too much.
パティキュレート捕集量が少なくなるほどフィルタ温度を上昇させるよう制御するので、パティキュレートを効果的に燃焼させ、再生に要する時間を短縮することが可能となる。したがって再生による燃費の悪化を抑制することが可能となる。 Since the filter temperature is controlled to increase as the particulate collection amount decreases, it is possible to effectively burn the particulate and shorten the time required for regeneration. Therefore, it becomes possible to suppress deterioration of fuel consumption due to regeneration.
PM再生量の推定を、再生に必要な温度として設定した目標ベッド温度を超えた時間、つまり確実に再生が行われる時間である有効再生時間Teを用いて行うので、精度良く推定することが可能となる。 Since the PM regeneration amount is estimated using the effective regeneration time Te that is the time that exceeds the target bed temperature set as the temperature required for regeneration, that is, the time for which regeneration is performed reliably, it is possible to estimate with high accuracy. It becomes.
PM捕集量PMiに応じて、目標DPF入口温度Tdを適切に設定するので、DPFベッド温度Tbedの過剰な上昇による触媒の耐久性の悪化を防止することができ、また、有効再生時間を短縮することができる。 Since the target DPF inlet temperature Td is appropriately set according to the PM trapping amount PMi, it is possible to prevent deterioration of the durability of the catalyst due to excessive rise of the DPF bed temperature Tbed, and shorten the effective regeneration time. can do.
第2実施形態について、図7および図10を参照して説明する。 A second embodiment will be described with reference to FIGS. 7 and 10.
図7は図5と同様にDPFベッド温度Tbedの時間変化を表したものであり、図10は本実施形態の有効再生時間算出フローチャートである。 FIG. 7 shows the time change of the DPF bed temperature Tbed as in FIG. 5, and FIG. 10 is an effective regeneration time calculation flowchart of this embodiment.
本実施形態のシステム構成及びECU16が実行する制御は基本的に第1実施形態と同様であるが、図2のステップS106に相当するステップで実行する有効再生時間Teの算出方法が異なる。
The system configuration of this embodiment and the control executed by the
本実施形態では、目標DPFベッド温度Txに達していない場合でも、再生可能な所定の温度を超えていれば再生可能温度時間として有効再生時間Teにカウントする。これは、目標DPFベッド温度Txに達していない場合であっても、実際には再生が始まっており、この時の再生量を加味することによって、より高精度のPM量推定を行うためである。 In the present embodiment, even when the target DPF bed temperature Tx has not been reached, if the temperature exceeds a predetermined reproducible temperature, it is counted as an effective regeneration time Te as a reproducible temperature time. This is because even if the target DPF bed temperature Tx has not been reached, the regeneration has actually started, and the PM amount can be estimated with higher accuracy by taking the regeneration amount at this time into consideration. .
以下、本実施形態の有効再生時間Teの算出方法について具体的に説明する。 Hereinafter, a method for calculating the effective reproduction time Te of the present embodiment will be specifically described.
図7において、目標DPFベッド温度Tx以下であっても再生可能な温度を低温側からTa、Tb、Tc・・・と設定する。そしてDPFベッド温度TbedがTa−Tb間の範囲(以下、再生可能温度範囲Ta−Tbという)にある時間をta1、ta2、・・・、Tb−Tc間をtb1、tb2、・・・、Tc−Td間をtc1、tc2、・・・(以下、再生可能温度積算時間ta、tb、tc・・・という)と設定し、他の範囲についても同様に設定する。 In FIG. 7, the reproducible temperatures are set as Ta, Tb, Tc,... The time during which the DPF bed temperature Tbed is in the range between Ta and Tb (hereinafter referred to as the reproducible temperature range Ta-Tb) is ta1, ta2,..., Tb-Tc is tb1, tb2,. The interval between −Td is set as tc1, tc2,... (Hereinafter referred to as renewable temperature integration time ta, tb, tc...), And the other ranges are set in the same manner.
図10のステップS300では、ステップS105に相当するステップで算出したDPFベッド温度Tbedから再生可能温度積算時間ta、tb、tc・・・を逐次算出する。このとき、例えば再生可能温度範囲Ta−TbとTb−Tcとを比べると、どちらも再生が行われものの、温度の高い再生可能温度範囲Tb−Tcの場合の方が再生量は多くなる。つまり、再生可能温度積算時間ta1とtb1とでは単位時間当たりの再生量が異なる。他の再生可能温度積算時間tb、tc、・・・についても同様であり、再生可能温度積算時間ta、tb、tc・・・をそのまま積算すると、再生量PMrを正確に推定することはできない。そこで、ステップS301では先に設定した再生可能温度範囲毎に単位時間当たりの再生量に応じた重み付けを行う。 In step S300 in FIG. 10, the renewable temperature integration times ta, tb, tc,... Are sequentially calculated from the DPF bed temperature Tbed calculated in the step corresponding to step S105. At this time, for example, when the reproducible temperature ranges Ta-Tb and Tb-Tc are compared, both are regenerated, but the regenerative amount increases in the reproducible temperature range Tb-Tc where the temperature is high. That is, the regeneration amount per unit time differs between the renewable temperature integration times ta1 and tb1. The same applies to other renewable temperature integration times tb, tc,... If the renewable temperature integration times ta, tb, tc,... Are integrated as they are, the regeneration amount PMr cannot be accurately estimated. Therefore, in step S301, weighting according to the regeneration amount per unit time is performed for each reproducible temperature range set in advance.
重み付け係数Kは図4に示すマップを用いて設定する。図4はPM捕集量PMiおよびDPFベッド温度Tbedと重み付け係数Kとの関係を示したマップであり、PM捕集量PMiが多く、DPFベッド温度Tbedが高いほど重み付け係数Kは大きくなる。再生可能温度範囲Ta−Tb、Tb−Tc、Tc−Td・・・の係数をそれぞれKa、Kb、Kc・・・とし、目標DPFベッド温度Txを超えた場合はKx=1.0とする。 The weighting coefficient K is set using the map shown in FIG. FIG. 4 is a map showing the relationship between the PM collection amount PMi and the DPF bed temperature Tbed and the weighting coefficient K. The weight collection coefficient K increases as the PM collection amount PMi increases and the DPF bed temperature Tbed increases. The coefficients of the reproducible temperature ranges Ta-Tb, Tb-Tc, Tc-Td... Are Ka, Kb, Kc... And Kx = 1.0 when the target DPF bed temperature Tx is exceeded.
以上のように各値を設定し、ステップS302で次式(3)にしたがって有効再生時間Teを算出する。 Each value is set as described above, and the effective reproduction time Te is calculated according to the following equation (3) in step S302.
Te=Ka×ta+Kb×tb+Kc×tc+・・・+tx ・・・(3)
上記のように有効再生時間Teを算出した後は、再び図2と同様のステップを行う。
Te = Ka × ta + Kb × tb + Kc × tc +... + Tx (3)
After calculating the effective reproduction time Te as described above, the same steps as in FIG. 2 are performed again.
以上により本実施形態では、第1実施形態と同様の効果に加えて、有効再生時間Teとして、目標DPFベッド温度Tbed以下であっても再生可能な温度に達している時間をカウントしているので、再生量をより精度良く推定することが可能である。 As described above, in the present embodiment, in addition to the same effects as in the first embodiment, the effective regeneration time Te is counted as the time when the temperature reaches a recyclable temperature even if it is equal to or less than the target DPF bed temperature Tbed. It is possible to estimate the reproduction amount with higher accuracy.
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるわけではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で様々な変更を成し得ることは言うまでもない。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and it goes without saying that various modifications can be made within the scope of the technical idea described in the claims.
本発明は、ディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置に適用することができる。 The present invention can be applied to an exhaust gas purification device of a diesel engine.
11 DPF
12 差圧センサ
13 DPF入口温度センサ
14 DPF出口温度センサ
15 A/Fセンサ
16 コントロールユニット(ECU)
20 ディーゼルエンジン
11 DPF
12
20 Diesel engine
Claims (2)
前記パティキュレートの捕集量を推定する捕集量推定手段と、
フィルタの再生時の目標温度をパティキュレート捕集量に応じて徐々に上昇させるよう設定する目標温度設定手段と、
前記フィルタの温度を検出する手段と、
フィルタの再生タイミングになったときに前記目標温度まで前記フィルタを昇温させて再生を行う再生手段と、を備え、
前記捕集量推定手段は、前記フィルタが前記目標温度以上である時間の積算値に、前記目標温度以下であっても前記パティキュレートを再生可能な温度以上となる時間に対してパティキュレートの捕集量と温度に応じた重み付けを行ったものを取り入れて得られる有効再生時間を算出する有効再生時間算出手段を備え、前記有効再生時間に基いて、パティキュレートの燃焼除去量に相当する再生量を推定することを特徴とするディーゼルエンジンのフィルタ再生制御装置。 A filter provided in the exhaust system of the diesel engine for collecting particulates in the exhaust gas;
A collected amount estimating means for estimating the collected amount of the particulate;
Target temperature setting means for setting the target temperature at the time of regeneration of the filter to gradually increase in accordance with the particulate collection amount;
Means for detecting the temperature of the filter;
Regenerating means for regenerating by raising the temperature of the filter to the target temperature when it is time to regenerate the filter ,
The collected amount estimating means captures the particulates for the time when the filter is equal to or higher than the temperature at which the particulates can be regenerated, even when the filter is below the target temperature. An effective regeneration time calculating means for calculating an effective regeneration time obtained by incorporating a weighted amount according to the collection amount and temperature, and based on the effective regeneration time, a regeneration amount corresponding to the combustion removal amount of the particulate A filter regeneration control device for a diesel engine, characterized in that
Priority Applications (5)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003359635A JP4385721B2 (en) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | Filter regeneration control device |
DE602004032094T DE602004032094D1 (en) | 2003-09-17 | 2004-09-14 | Device for controlling the regeneration of a diesel particulate filter |
EP04021846A EP1517028B1 (en) | 2003-09-17 | 2004-09-14 | Regeneration control device for a diesel particulate filter |
US10/942,009 US6973778B2 (en) | 2003-09-17 | 2004-09-16 | Regeneration control of diesel particulate filter |
CNB2004100787333A CN100392212C (en) | 2003-09-17 | 2004-09-17 | Regeneration control of diesel particulate filter |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003359635A JP4385721B2 (en) | 2003-10-20 | 2003-10-20 | Filter regeneration control device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005120981A JP2005120981A (en) | 2005-05-12 |
JP4385721B2 true JP4385721B2 (en) | 2009-12-16 |
Family
ID=34615796
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003359635A Expired - Lifetime JP4385721B2 (en) | 2003-09-17 | 2003-10-20 | Filter regeneration control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4385721B2 (en) |
Families Citing this family (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102006009921B4 (en) * | 2006-03-03 | 2022-03-03 | Robert Bosch Gmbh | Method for operating a particle filter arranged in an exhaust gas area of an internal combustion engine and device for carrying out the method |
DE602006016094D1 (en) * | 2006-06-28 | 2010-09-23 | Fiat Ricerche | Regeneration of a diesel particulate filter |
JP5034536B2 (en) * | 2007-02-13 | 2012-09-26 | トヨタ自動車株式会社 | Exhaust gas purification device for in-vehicle internal combustion engine |
JP5206403B2 (en) * | 2008-12-26 | 2013-06-12 | トヨタ自動車株式会社 | EGR system for internal combustion engine |
JP2010265844A (en) * | 2009-05-15 | 2010-11-25 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust emission control device for internal combustion engine |
JP5621969B2 (en) * | 2010-08-23 | 2014-11-12 | 三菱自動車工業株式会社 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP5553451B2 (en) * | 2011-10-20 | 2014-07-16 | 株式会社豊田自動織機 | Exhaust gas purification device for internal combustion engine |
JP6155541B2 (en) * | 2012-01-12 | 2017-07-05 | いすゞ自動車株式会社 | Engine exhaust gas purification device |
CN118088338A (en) * | 2024-04-26 | 2024-05-28 | 潍柴动力股份有限公司 | Abnormality detection method and device for intake air flow sensor and electronic control device |
-
2003
- 2003-10-20 JP JP2003359635A patent/JP4385721B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005120981A (en) | 2005-05-12 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2005090359A (en) | Regeneration control device of dpf | |
US6735941B2 (en) | Exhaust gas purification system having particulate filter | |
JP4075573B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP1517028B1 (en) | Regeneration control device for a diesel particulate filter | |
US7146804B2 (en) | Exhaust gas cleaning system having particulate filter | |
EP1229223B1 (en) | Engine exhaust emission purification device | |
JP4400356B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4403944B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
EP1517012A2 (en) | Filter regeneration control | |
JP2010031833A (en) | Exhaust emission control device for diesel engine | |
JP4385721B2 (en) | Filter regeneration control device | |
JP2004036454A (en) | Exhaust emission control device of engine for vehicle | |
JP4453718B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4093158B2 (en) | Filter regeneration control device for diesel engine | |
JP3800933B2 (en) | Exhaust particulate processing device for internal combustion engine | |
JP4635582B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP2006274906A (en) | Exhaust emission control device | |
JP4008867B2 (en) | Exhaust purification equipment | |
JP4185882B2 (en) | Exhaust purification device | |
JP4341460B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP5912494B2 (en) | Diesel engine exhaust purification system | |
JP4365724B2 (en) | Exhaust purification equipment | |
JP4333230B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
JP4352745B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
JP4496939B2 (en) | Exhaust purification device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060925 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090409 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090414 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090602 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090908 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090921 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121009 Year of fee payment: 3 |