JP4697474B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、詳しくは、排気通路に添加剤を噴射して排気浄化触媒に添加剤を供給する技術に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine, and more particularly to a technique for injecting an additive into an exhaust passage and supplying the additive to an exhaust purification catalyst.
ディーゼルエンジンの排気を浄化する装置として、NOx(窒素酸化物)吸蔵触媒やDPF(ディーゼルパティキュレートフィルタ)が知られている。
DPFは、排気中のPM(粒子状物質)を捕集する。また、DPFに捕集されて堆積したPMを除去するために、DPFの上流に酸化触媒を備え、この酸化触媒に燃料等の還元剤を流入させて排気温度を上昇させることにより、DPFに捕集されたPMを燃焼させ、DPFを再生させる方法が知られている。酸化触媒に燃料等の還元剤を流入させる方法としては、エンジン運転時における燃料の主噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射が知られている。
As devices for purifying exhaust gas from diesel engines, NOx (nitrogen oxide) storage catalysts and DPFs (diesel particulate filters) are known.
The DPF collects PM (particulate matter) in the exhaust gas. In addition, in order to remove PM collected and accumulated in the DPF, an oxidation catalyst is provided upstream of the DPF, and a reducing agent such as fuel is introduced into the oxidation catalyst to raise the exhaust gas temperature. A method for regenerating DPF by burning the collected PM is known. As a method for causing a reducing agent such as fuel to flow into the oxidation catalyst, post injection is known in which fuel is injected after main injection of fuel during engine operation.
一方、NOx吸蔵触媒は、リーン雰囲気において排気中のNOxを吸蔵する。そして、NOx吸蔵触媒に燃料等の還元剤を供給することで、NOx吸蔵触媒に吸蔵されたNOxを還元、無害化して放出させるNOx吸蔵触媒の再生方法が知られている。NOx吸蔵触媒に燃料等を供給する装置として、NOx吸蔵触媒の上流側に燃料噴射弁を設け、排気通路内に燃料を直接噴射する方法(パージ処理)が知られている。 On the other hand, the NOx storage catalyst stores NOx in the exhaust in a lean atmosphere. A method of regenerating a NOx storage catalyst is known in which NOx stored in the NOx storage catalyst is reduced, detoxified and released by supplying a reducing agent such as fuel to the NOx storage catalyst. As a device for supplying fuel or the like to the NOx storage catalyst, a method (purge process) in which a fuel injection valve is provided upstream of the NOx storage catalyst and fuel is directly injected into the exhaust passage is known.
ここで、排気通路に設けられた燃料噴射弁からの燃料噴射量は、通常、エンジンの回転速度等の運転状態に基づいて演算される。しかしながら、排気中のすすによる燃料噴射弁の噴孔のつまりや経時劣化により、要求燃料噴射量に対して実燃料噴射量に誤差が生じる場合がある。そこで、更に、排気通路に空燃比検出手段を設け、この空燃比センサにより検出した排気の実空燃比と目標空燃比との偏差をフィードバックすることで、排気浄化触媒に流入する排気の実空燃比を目標空燃比に近づける方法が知られている。このものでは、更に、排気の空燃比をタイミングよく制御するために、排気の実空燃比が目標空燃比に近付いたときの実燃料噴射量と要求噴射量との偏差を学習値として記憶し、以降のパージ処理時に利用する(特許文献1)。
しかしながら、上記の特許文献1では、上記の学習機会がパージ処理時に限られるので、学習頻度の確保が困難であり、学習効果が想定するほど得られない虞がある。また、上記の学習を正確に実施させるためには、排気流量が一定であることが望まれる。排気流量が一定である状態としては、アイドリング時が考えられるが、アイドリング時に上記学習を行おうとしても、排気温度が低下している場合が多いことからパージ処理自体が効率よく実施されないという問題点がある。 However, in the above-mentioned patent document 1, since the learning opportunity is limited to the purge process, it is difficult to ensure the learning frequency, and there is a possibility that the learning effect is not obtained as much as expected. Moreover, in order to carry out the above learning accurately, it is desirable that the exhaust gas flow rate be constant. The exhaust flow rate may be constant during idling, but even if the above learning is performed during idling, the exhaust temperature is often lowered, so the purge process itself is not performed efficiently. There is.
本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、学習頻度を十分に確保して、パージ処理時における燃料供給制御の精度を向上させる排気浄化装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve such problems, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device that ensures a sufficient learning frequency and improves the accuracy of fuel supply control during purge processing. It is to provide.
上記の目的を達成するために、請求項1の発明では、内燃機関の排気通路に設けられ、リーン空燃比雰囲気下で排気中の窒素酸化物を吸蔵し、この吸蔵した窒素酸化物をストイキまたはリッチ空燃比雰囲気下で還元除去する窒素酸化物吸蔵触媒と、窒素酸化物吸蔵触媒の上流側の排気通路に設けられ、排気通路内に燃料を噴射する排気通路内燃料噴射弁と、排気通路内燃料噴射弁の下流側の排気通路に設けられ、排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物または硫黄酸化物が還元除去されるように、内燃機関の運転状態に基づいて内燃機関の筒内へ燃料を噴射する筒内燃料噴射弁或いは排気通路内燃料噴射弁を制御して、窒素酸化物吸蔵触媒に還元剤としての燃料を供給させるパージ処理手段と、筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量と、目標値に応じて排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量とを制御する制御手段とを備え、制御手段は、筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量を増減させ、増減量に応じた過不足分だけ目標値を増減させて排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を増減させ、このとき空燃比検出手段により検出される空燃比と筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量とに基づき排気通路内燃料噴射弁からの実際の燃料噴射量を算出し、目標値と実際の燃料噴射量との関係を補正することを特徴とする。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, nitrogen oxides are provided in an exhaust passage of an internal combustion engine and occluded in exhaust gas under a lean air-fuel ratio atmosphere. A nitrogen oxide storage catalyst that reduces and removes in a rich air-fuel ratio atmosphere, an exhaust passage fuel injection valve that is provided in an exhaust passage upstream of the nitrogen oxide storage catalyst and injects fuel into the exhaust passage, and an exhaust passage An air-fuel ratio detection means for detecting the air-fuel ratio of the exhaust provided in the exhaust passage on the downstream side of the fuel injection valve, and the nitrogen oxide or sulfur oxide stored in the nitrogen oxide storage catalyst is reduced and removed. Purging to control the in-cylinder fuel injection valve that injects fuel into the cylinder of the internal combustion engine or the fuel injection valve in the exhaust passage based on the operating state of the internal combustion engine to supply the nitrogen oxide storage catalyst with fuel as a reducing agent Processing means and Comprising a fuel injection quantity of in-cylinder fuel injection valve, and control means for controlling the fuel injection quantity injected from the exhaust passage fuel injection valve according to the target value, the control means of in-cylinder fuel injection valve The fuel injection amount is increased / decreased, the target value is increased / decreased by the excess / deficiency corresponding to the increase / decrease amount, and the fuel injection amount injected from the fuel injection valve in the exhaust passage is increased / decreased. And calculating the actual fuel injection amount from the fuel injection valve in the exhaust passage based on the fuel injection amount from the in-cylinder fuel injection valve and correcting the relationship between the target value and the actual fuel injection amount .
好ましくは、内燃機関がアイドリング状態のときに行う。この構成によれば空燃比が安定しているため、的確に目標値と実際の燃料噴射量との関係を補正することができる。
また、請求項2の発明では、請求項1において、排気通路に設けられ、排気中の粒子状物質を捕集するフィルタと、筒内燃料噴射弁の主噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射或いは排気通路内燃料噴射弁を制御し、フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼除去しフィルタを再生するフィルタ再生手段とを備え、制御手段は、フィルタ再生手段によるフィルタの再生時にポスト噴射の燃料噴射量を増減させることを特徴とする。
Preferably, it is performed when the internal combustion engine is idling. According to this configuration, since the air-fuel ratio is stable, the relationship between the target value and the actual fuel injection amount can be accurately corrected.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, in the first aspect, a filter that collects particulate matter in the exhaust and a post-injection that injects fuel after the main injection of the in-cylinder fuel injection valve. And a filter regeneration means for controlling the fuel injection valve in the exhaust passage and burning and removing the particulate matter collected by the filter to regenerate the filter. The control means is a fuel for post injection when the filter is regenerated by the filter regeneration means. The injection amount is increased or decreased.
また、請求項3の発明では、請求項1または請求項2において、制御手段は、学習結果に基づいて、パージ処理手段によるパージ処理時における排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量の目標値を補正することを特徴とする。
また、請求項4の発明では、請求項1または請求項2において、制御手段は、空燃比検出手段により検出された空燃比が所定の空燃比になるように排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値を増減すること特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the control means sets the target of the fuel injection amount to be injected from the fuel injection valve in the exhaust passage during the purge processing by the purge processing means based on the learning result. It is characterized by correcting the value.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the control means injects from the fuel injection valve in the exhaust passage so that the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detecting means becomes a predetermined air-fuel ratio. The target value of the fuel is increased or decreased.
本発明の請求項1の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値と排気通路内燃料噴射弁からの実際の燃料噴射量との関係が学習されるので、パージ処理時に学習する場合と比較して学習機会を増加させることができる。したがって、この学習結果を例えばパージ処理時に利用することで、パージ処理時における燃料供給制御の精度を向上させることができる。また、この目標値と実際の燃料噴射量との関係を学習するために、排気温度の低いアイドリング状態においてパージ処理する必要がなく、パージ処理の効率を確保することができる。 According to the internal combustion engine exhaust gas purification apparatus of the first aspect of the present invention, the relationship between the target value of the fuel injected from the fuel injection valve in the exhaust passage and the actual fuel injection amount from the fuel injection valve in the exhaust passage is learned. Therefore, learning opportunities can be increased as compared with the case of learning during the purge process. Therefore, the accuracy of fuel supply control during the purge process can be improved by using the learning result during the purge process, for example. Further, in order to learn the relationship between the target value and the actual fuel injection amount, it is not necessary to perform the purge process in an idling state where the exhaust temperature is low, and the efficiency of the purge process can be ensured.
また、本発明の請求項2の内燃機関の排気浄化装置によれば、フィルタ再生時のポスト噴射量を増減させているため、内燃機関の燃焼状態やトルク変動等の影響を小さくして排気通路内燃料噴射弁の目標値と実際の燃料噴射量との関係を補正することができる。
また、本発明の請求項3の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値と実際の燃料噴射量との関係に基づいて、パージ処理時における排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値が補正されるので、以降のパージ処理時における燃料供給制御の精度を向上させることができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of
また、本発明の請求項4の内燃機関の排気浄化装置によれば、排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料の目標値と実際の燃料噴射量との関係において、排気空燃比が所定の空燃比に制御されるので、フィルタの再生時に排気空燃比を適正に維持することができ、フィルタの再生効率を確保することができる。
According to the exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine of
以下、図面に基づき本発明の実施形態について説明する。
図1は、本発明の排気浄化装置が適用されたエンジン(内燃機関)1の排気系の概略構成図である。
エンジン1の排気管2には、上流側から順番に、酸化触媒3、NOx吸蔵触媒4、DPF(本発明のフィルタに該当する)5が介装されている。酸化触媒3は、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して形成されており、排気中のCO及びHCを酸化させてCO2及びH2Oに変換させるとともに、排気中のNOを酸化させてNO2を生成する機能を有する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust system of an engine (internal combustion engine) 1 to which an exhaust emission control device of the present invention is applied.
In the
NOx吸蔵触媒4は、例えば、白金(Pt),パラジウム(Pd)等の貴金属を含んだ担体に、バリウム(Ba),カリウム(K)等のNOx吸蔵剤を担持させて構成されており、リーン空燃比雰囲気(酸化雰囲気)下でNOxを捕捉する一方、リッチ空燃比雰囲気(還元雰囲気)下で、捕捉しているNOxを放出し、排気中のHC、COと反応させて還元する機能を有している。
The
DPF5は、例えば、ハニカム担体の通路の上流側及び下流側を交互にプラグで閉鎖して、排気中のPMを捕集する機能を有しており、更に、通路を形成する多孔質の壁にプラチナ(Pt)、パラジウム(Pd)、ロジウム(Rh)等の触媒貴金属を担持して形成されている。
酸化触媒3の上流側には、排気管内燃料噴射弁(排気通路内燃料噴射弁)6が設置されている。排気管内燃料噴射弁6には、図示しない燃料タンクから、エンジン1によって駆動される燃料ポンプによって燃料が供給される。排気管内燃料噴射弁6は、供給された燃料を排気管2内に噴射する機能を有している。
The
An exhaust pipe fuel injection valve (exhaust passage fuel injection valve) 6 is installed upstream of the
排気管2には、酸化触媒3の上流側に第1の温度センサ7、酸化触媒3とNOx吸蔵触媒4との間に第2の温度センサ8、NOx吸蔵触媒4に第3の温度センサ9、DPF5の下流側に第4の温度センサ10が備えられている。第1の温度センサ7は酸化触媒3に流入する排気の温度を、第2の温度センサ8はNOx吸蔵触媒4に流入する排気の温度を、第3の温度センサ9はNOx吸蔵触媒4の触媒温度を、第4の温度センサ10はDPF5から流出した排気の温度を検出する機能を有する。また、排気管2には、NOx吸蔵触媒4とDPF5との間に、NOx吸蔵触媒4に流入する排気の空燃比を検出する空燃比センサ(空燃比検出手段)11が備えられるとともに、DPF5の上流側と下流側との差圧を検出する差圧センサ12が備えられている。
The
ECU20は、エンジン1の運転制御をはじめとして総合的な制御を行うための制御装置であり、入出力装置、記憶装置(ROM、RAM、不揮発性RAM等)、中央処理装置(CPU)等を含んで構成されている。
ECU20の入力側には、上述する第1〜4の温度センサ7〜10、空燃比センサ11、差圧センサ12の他に図示しないエンジン1の吸気流量を検出するエアフローセンサ、クランク角を検出するクランク角センサ、アクセルペダルの踏込量を検出するアクセルポジションセンサ等が接続されており、これらセンサ類からの検出情報が入力される。
The ECU 20 is a control device for performing comprehensive control including operation control of the engine 1, and includes an input / output device, a storage device (ROM, RAM, nonvolatile RAM, etc.), a central processing unit (CPU), and the like. It consists of
On the input side of the
一方、ECU20の出力側には、上述した排気管内燃料噴射弁6の他に、エンジン1の燃焼室に燃料を噴射する燃料噴射弁(筒内燃料噴射弁)21や図示しない吸気絞り弁等の各種出力デバイスが接続されている。ECU20は、各種センサ類からの検出情報に基づいて燃焼室への燃料噴射量、燃料噴射時期等を演算し、各種出力デバイスにそれぞれ出力することで、適正なタイミングで燃料噴射弁21や吸気絞り弁等を制御する。
On the other hand, on the output side of the
ところで、以上のようにDPF5の上流に酸化触媒3を配置することにより、リッチ空燃比雰囲気下では、酸化触媒3からNO2が排出され、NOx吸蔵触媒4を通過してDPF5に流入し、DPF5に捕集され堆積しているPM中の炭素成分であるすすと反応してこれを酸化させる。酸化したすすはCO2となり、DPF5から除去され、DPF5が連続的に再生される(連続再生)。
By the way, by disposing the
上記の連続再生では、エンジン1の運転状況により十分にDPF5の再生が行われない場合がある。そこで、本実施形態では、差圧センサ12により検出された差圧と排気流量とに基づいてDPF5でのPMの堆積量を推定し、この推定量が許容量以上となったときに、ポスト噴射による強制再生を実施させる。ポスト噴射は、ECU20が燃料噴射弁21を制御して、燃料のメイン噴射の後に燃料を追加噴射することで、排気管2に未燃燃料を排出させる。排気管2内に排出された未燃燃料は、酸化触媒3に流入し、酸化触媒3で酸化することで、排気温度を上昇させる。これにより、DPF5に堆積したPMを燃焼させ、DPF5を再生させる(フィルタ再生手段)。
In the above-described continuous regeneration, the
更に、エンジン1には、NOx吸蔵触媒4に吸蔵されたNOxを排出させるNOxパージ機能が備えられている(パージ処理手段)。NOxパージは、ECU20により、上述する各種センサ類からの検出情報、即ちエンジン1の運転状態に基づいて排気管内燃料噴射弁6を制御して排気管2内に燃料を噴射させ、NOx吸蔵触媒4に流入する排気の空燃比をリッチ化させることで実行される。また、NOx吸蔵触媒4には、燃料中の硫黄成分の酸化によるSOxも硫酸塩として堆積されるので、この堆積した硫黄成分をNOx吸蔵触媒4から除去するために、エンジン1にはSパージ機能も備えられている。このSパージも、ECU20により排気管内燃料噴射弁6を制御して排気管2内に燃料を噴射させ、NOx吸蔵触媒4に流入する排気を高温に制御するとともに空燃比をリッチ化させることで実行される。
Further, the engine 1 is provided with a NOx purge function for discharging NOx stored in the NOx storage catalyst 4 (purge processing means). In the NOx purge, the
本発明に係る排気浄化装置では、ポスト噴射によるDPF5の再生時において、排気管内燃料噴射弁6からも燃料を噴射させて、排気管内燃料噴射弁6から実際に噴射される燃料の噴射量と、そのときの排気管内燃料噴射弁6の駆動信号(目標値)との関係を学習するものである。
図2は、ECU20における排気管内噴射量学習制御の実施の可否を判別する判別制御を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
In the exhaust emission control device according to the present invention, when the
FIG. 2 is a flowchart showing the discrimination control for discriminating whether or not the execution of the exhaust pipe injection amount learning control in the
先ず、図2に示すように、ステップS10では、ポスト噴射によるDPF再生中であるか否かを判別する。DPF再生中である場合は、ステップS14に進む。DPF再生中でない場合は、ステップS12に進む。
ステップS12では、Sパージ中であるか否かを判別する。Sパージ中である場合は、ステップS14に進む。なお、本ステップにおいて、Sパージ中であるか否かの代りにNOxパージ中であるか否かを判別してもよい。
First, as shown in FIG. 2, in step S10, it is determined whether or not DPF regeneration by post injection is being performed. If the DPF is being regenerated, the process proceeds to step S14. If the DPF regeneration is not in progress, the process proceeds to step S12.
In step S12, it is determined whether or not S purge is being performed. If the S purge is in progress, the process proceeds to step S14. In this step, it may be determined whether the NOx purge is being performed instead of whether the S purge is being performed.
ステップS14では、エンジン1が定常状態であるか否か、例えばエンジン1の回転速度や負荷が略一定に安定しているか否かを判別する。定常状態である場合はステップS16に進む。
ステップS16では、排気管内噴射量学習制御を実施可と判定する。そして、本ルーチンをリターンする。
In step S14, it is determined whether or not the engine 1 is in a steady state, for example, whether or not the rotational speed and load of the engine 1 are stabilized substantially constant. If it is in a steady state, the process proceeds to step S16.
In step S16, it is determined that the exhaust pipe injection amount learning control can be performed. Then, this routine is returned.
一方、ステップS12においてSパージ中でないと判定した場合、またはステップS14において定常状態でないと判定した場合には、ステップS18に進む。
ステップS18では、排気管内噴射量学習制御を実施不可と判定する。そして、本ルーチンをリターンする。
次に、図3を用いて排気管内噴射量学習制御の制御手順を説明する。
On the other hand, if it is determined in step S12 that the S purge is not in progress, or if it is determined in step S14 that it is not in a steady state, the process proceeds to step S18.
In step S18, it is determined that the exhaust pipe injection amount learning control cannot be performed. Then, this routine is returned.
Next, the control procedure of the exhaust pipe injection amount learning control will be described with reference to FIG.
図3は、排気管内噴射量学習制御の第1の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。本ルーチンはエンジン作動時に繰り返し実行される。
先ず、ステップS20では、前述のステップS10〜S18の判別制御において、排気管内噴射量学習制御を実施可と判定した場合には、ステップS22に進む。
ステップS22では、ポスト噴射における燃料噴射弁21からの燃料噴射量の設定量であるポスト設定噴射量Qpostが0より大きいか否かを判別する。ポスト設定噴射量Qpostが0より大きい場合には、ステップS24に進む。
FIG. 3 is a flowchart showing a control procedure in the first embodiment of the injection amount learning control in the exhaust pipe. This routine is repeatedly executed when the engine is operating.
First, in step S20, when it is determined in the discrimination control in steps S10 to S18 described above that the exhaust pipe injection amount learning control can be performed, the process proceeds to step S22.
In step S22, it is determined whether or not a post set injection amount Qpost, which is a set amount of the fuel injection amount from the
ステップS24では、空燃比センサ11から入力した排気空燃比A/Fが安定しているか否かを判別する。排気空燃比A/Fが安定していると判定した場合は、ステップS26に進む。
ステップS26では、現ステップ(現状)での排気管内噴射量の学習を実施する。詳しくは、まず、空燃比センサ11により検出された排気空燃比A/F、エアフローメータにより検出した吸入空気量Qair、燃料密度B、排気管内燃料噴射弁6以外での燃料噴射量Qcを用いて、下記の式により、排気管内燃料噴射弁6からの実際の燃料噴射量である実排気管燃料噴射量Qrexpを演算する。排気管内燃料噴射弁6以外での燃料噴射量Qcは、燃料噴射弁21によるメイン噴射及びポスト噴射の双方を含むエンジン1の気筒内で噴射された燃料噴射量の総和である。
In step S24, it is determined whether or not the exhaust air-fuel ratio A / F input from the air-
In step S26, learning of the injection amount in the exhaust pipe in the current step (current state) is performed. Specifically, first, the exhaust air-fuel ratio A / F detected by the air-
Qrexp=Qair/(A/F)/B−Qc
次に、上記の式により求めた実排気管燃料噴射量Qrexpを、現ステップでの排気管内燃料噴射弁6の駆動信号に関連付けて学習する。そして、ステップS28に進む。
ステップS28では、ポスト設定噴射量Qpostの減量と、及び排気管内燃料噴射弁6からの燃料噴射量の設定量である排気管内設定噴射量Qexpの増量とを行う。詳しくは、ポスト設定噴射量Qpostに対しては、後述するカウント値Tと所定値dQpostとの積算値を減量する一方、排気管内設定噴射量Qexpに対しては、後述するカウント値Tと所定値dQexpとの積算値を増量する。所定値dQpost及び所定値dQexpは、ポスト設定噴射量Qpost及び排気管内設定噴射量Qexpの設定幅を適当な整数で割った値に設定すればよい。そして、ステップS30に進む。
Qrexp = Qair / (A / F) / B-Qc
Next, the actual exhaust pipe fuel injection amount Qrexp obtained by the above equation is learned in association with the drive signal of the exhaust pipe
In step S28, the post set injection amount Qpost is decreased, and the exhaust pipe set injection amount Qexp, which is the set amount of the fuel injection amount from the exhaust pipe
ステップS30では、ステップをカウントする。詳しくは、カウント値Tを1つ増加させる。そして、本ルーチンをリターンする。
一方、ステップS22において、ポスト設定噴射量Qpostが0より小さい場合には、ステップS32に進む。
ステップS32では、排気管内噴射量学習制御を終了する。詳しくは、ポスト設定噴射量Qpostの減量分及び排気管内設定噴射量Qexpの増量分を0とする。そして、ステップS34に進む。
In step S30, steps are counted. Specifically, the count value T is increased by one. Then, this routine is returned.
On the other hand, when the post set injection amount Qpost is smaller than 0 in step S22, the process proceeds to step S32.
In step S32, the exhaust pipe injection amount learning control is terminated. Specifically, the amount of decrease in the post set injection amount Qpost and the amount of increase in the exhaust pipe set injection amount Qexp are set to zero. Then, the process proceeds to step S34.
ステップ34では、ステップをリセットする。詳しくは、カウント値Tを0にする。そして、本ルーチンをリターンする。
また、ステップS20において排気管内噴射量学習制御を実施不可と判定した場合、またはステップS24において排気空燃比A/Fが安定していないと判定した場合も、本ルーチンをリターンする。
In step 34, the step is reset. Specifically, the count value T is set to zero. Then, this routine is returned.
Further, when it is determined in step S20 that the exhaust pipe injection amount learning control cannot be performed, or when it is determined in step S24 that the exhaust air-fuel ratio A / F is not stable, this routine is also returned.
以上の制御により、DPF再生中であるときに、エンジン1が定常運転状態であることを条件として、排気管内噴射量学習制御が実施される。この排気管内噴射量学習制御は、空燃比センサ11の出力が安定しているときに、空燃比センサ11により検出された排気空燃比A/Fに基づいて実排気管内噴射量Qrexpを演算し、このときの排気管内燃料噴射弁6の駆動信号と関連付けて学習する。
With the above control, the exhaust pipe injection amount learning control is performed on the condition that the engine 1 is in a steady operation state during DPF regeneration. This exhaust pipe injection amount learning control calculates the actual exhaust pipe injection amount Qrexp based on the exhaust air / fuel ratio A / F detected by the air /
図4は、第1の実施形態における排気管内噴射量学習制御時でのポスト設定噴射量Qpost、排気管内設定噴射量Qexp及び排気空燃比A/Fの推移を示すタイムチャートである。図5は排気管内噴射量学習制御により作成されるマップである。
図4に示すように、本実施形態では、排気管内噴射量学習制御時において、排気管内設定噴射量Qexpが所定量dQexpずつ段階的に増量するとともに、ポスト設定噴射量Qpostが所定量dQpostずつ段階的に減量する。そして、ポスト設定噴射量Qpostが0以下となるまで排気管内噴射量の学習が繰り返される。なお、図4では所定量dQpostに対して所定量dQexpが少ない場合での一例を示しており、ステップを繰り返すことで排気空燃比A/Fがリーンに移行していく。
FIG. 4 is a time chart showing transitions of the post set injection amount Qpost, the exhaust pipe set injection amount Qexp, and the exhaust air / fuel ratio A / F during the exhaust pipe injection amount learning control in the first embodiment. FIG. 5 is a map created by the exhaust pipe injection amount learning control.
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, in the exhaust pipe injection amount learning control, the exhaust pipe set injection amount Qexp is increased stepwise by a predetermined amount dQexp, and the post set injection amount Qpost is stepped by a predetermined amount dQpost. To lose weight. Then, learning of the injection amount in the exhaust pipe is repeated until the post-set injection amount Qpost becomes 0 or less. FIG. 4 shows an example in which the predetermined amount dQexp is smaller than the predetermined amount dQpost, and the exhaust air-fuel ratio A / F shifts to lean by repeating the steps.
このようにして、図5に示すように、本実施形態では、ステップ毎に排気管内燃料噴射弁6の駆動信号と実排気管内噴射量Qrexpとの関係、即ち実排気管内噴射量Qrexpを実現する排気管内燃料噴射弁6の駆動信号が学習される。具体的には、ステップ毎に演算された実排気管内噴射量Qrexpとそのときの排気管内燃料噴射弁6の駆動信号とをマップ上に記憶する(★点)。排気管内設定噴射量Qexpを段階的に増量させてその設定範囲内で一通り学習させることで、実排気管内噴射量Qrexpを実現する排気管内燃料噴射弁6の駆動信号を示すマップが得られる。更にその後においても学習することで、マップが更新される。
Thus, as shown in FIG. 5, in this embodiment, the relationship between the drive signal of the exhaust pipe
本実施形態では、上記のようにして作成したマップをその後のSパージまたはNOxパージ処理時に用いて、排気管内燃料噴射弁6の駆動信号を補正する。したがって、排気中のすすにより排気管内燃料噴射弁6がつまりを発生している場合や、排気管内燃料噴射弁6が経時劣化している場合でも、排気管内燃料噴射弁6から燃料を精度良く噴射させることができ、SパージまたはNOxパージを精度良く行うことが可能となる。
In the present embodiment, the drive signal for the
上記のように、本実施形態では、実排気管内噴射量Qrexpを実現する排気管内燃料噴射弁6の駆動信号がDPF再生中に学習されるので、従来のSパージまたはNOxパージ中において学習制御を行うものと比較して、学習機会を増加させることができる。また、燃料噴射量を学習するために、パージ処理時においてアイドリング状態にする必要がなく、パージ処理の効率を確保することができる。更に、本実施形態では、この学習をDPF再生時だけでなくSパージ時においても実施させるので、学習機会を更に増加させることができる。
As described above, in the present embodiment, the drive signal of the exhaust pipe
次に、図6及び図7を用いて、排気管内噴射量学習制御の第2の実施形態について説明する。
図6は、排気管内噴射量学習制御の第2の実施形態での制御手順を示すフローチャートである。以降、図3に示す第1の実施形態との相違点のみ説明する。
ステップ22において、ポスト設定噴射量Qpostが0より大きいと判別された場合には、ステップS40に進む。
Next, a second embodiment of the exhaust pipe injection amount learning control will be described with reference to FIGS. 6 and 7.
FIG. 6 is a flowchart showing a control procedure in the second embodiment of the injection amount learning control in the exhaust pipe. Hereinafter, only differences from the first embodiment shown in FIG. 3 will be described.
If it is determined in step 22 that the post setting injection amount Qpost is greater than 0, the process proceeds to step S40.
ステップS40では、排気空燃比A/Fが一定となるように、排気管内設定噴射量Qexpをフィードバック(F/B)制御する。そして、ステップS24に進む。
一方、ステップS26の後には、ステップS42に進む。
ステップS42では、ポスト設定噴射量Qpostを所定量減量させる。そして、ステップS30に進む。
In step S40, the exhaust pipe set injection amount Qexp is feedback (F / B) controlled so that the exhaust air-fuel ratio A / F becomes constant. Then, the process proceeds to step S24.
On the other hand, after step S26, the process proceeds to step S42.
In step S42, the post set injection amount Qpost is decreased by a predetermined amount. Then, the process proceeds to step S30.
図7は、第2の実施形態における排気管内噴射量学習制御時でのポスト設定噴射量Qpost、排気管内設定噴射量Qexp及び排気空燃比A/Fの推移を示すタイムチャートである。
以上のような制御により、第2の実施形態では、図7に示すように、ステップ毎に排気空燃比A/Fが一定になるように排気管内設定噴射量Qexpが制御されるので、ステップが切り換わっても排気空燃比A/Fを適正な値に維持でき、DPF5の再生を効率的に実施することができる。
FIG. 7 is a time chart showing transitions of the post set injection amount Qpost, the exhaust pipe set injection amount Qexp, and the exhaust air / fuel ratio A / F during the exhaust pipe injection amount learning control in the second embodiment.
With the above control, in the second embodiment, as shown in FIG. 7, the exhaust pipe set injection amount Qexp is controlled so that the exhaust air-fuel ratio A / F becomes constant for each step. Even after switching, the exhaust air-fuel ratio A / F can be maintained at an appropriate value, and the regeneration of the
なお、本実施形態では、排気管内噴射量学習制御を開始すると、段階的に排気管内設定噴射量Qexpを増加させるとともにポスト設定噴射量Qpostを減少させるが、この反対に排気管内設定噴射量Qexpを減少させるとともにポスト設定噴射量Qpostを増加させるように制御してもよい。
また、本実施形態では、DPF再生時に、実排気管内噴射量Qrexpを実現する排気管内燃料噴射弁6の駆動信号を学習するが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、排気管内燃料噴射弁6からの燃料噴射による排気管2内の目標空燃比と空燃比センサ11により検出された排気空燃比A/Fとの偏差を学習してもよい。
In this embodiment, when the exhaust pipe injection amount learning control is started, the exhaust pipe set injection amount Qexp is increased stepwise and the post set injection amount Qpost is decreased. On the contrary, the exhaust pipe set injection amount Qexp is decreased. Control may be made to decrease and increase the post-set injection amount Qpost.
In this embodiment, the drive signal of the exhaust pipe
1 エンジン
2 排気管
3 酸化触媒
4 NOx吸蔵触媒
5 DPF
6 排気管内燃料噴射弁
20 ECU
21 燃料噴射弁
1
6 Fuel injection valve in
21 Fuel injection valve
Claims (4)
前記窒素酸化物吸蔵触媒の上流側の排気通路に設けられ、前記排気通路内に燃料を噴射する排気通路内燃料噴射弁と、
前記排気通路内燃料噴射弁の下流側の排気通路に設けられ、排気の空燃比を検出する空燃比検出手段と、
前記窒素酸化物吸蔵触媒に吸蔵された窒素酸化物または硫黄酸化物が還元除去されるように、前記内燃機関の運転状態に基づいて前記内燃機関の筒内へ燃料を噴射する筒内燃料噴射弁或いは前記排気通路内燃料噴射弁を制御して、前記窒素酸化物吸蔵触媒に還元剤としての燃料を供給させるパージ処理手段と、
前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量と、目標値に応じて前記排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量とを制御する制御手段とを備え、
前記制御手段は、前記筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量を増減させ、該増減量に応じた過不足分だけ前記目標値を増減させて前記排気通路内燃料噴射弁から噴射する燃料噴射量を増減させ、このとき前記空燃比検出手段により検出される空燃比と該筒内燃料噴射弁からの燃料噴射量とに基づき該排気通路内燃料噴射弁からの実際の燃料噴射量を算出し、該目標値と該実際の燃料噴射量との関係を補正することを特徴とする内燃機関の排気浄化装置。 A nitrogen oxide storage catalyst that is provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, stores nitrogen oxides in exhaust under a lean air-fuel ratio atmosphere, and reduces and removes the stored nitrogen oxides under a stoichiometric or rich air-fuel ratio atmosphere;
An exhaust passage fuel injection valve that is provided in an exhaust passage upstream of the nitrogen oxide storage catalyst and injects fuel into the exhaust passage;
An air-fuel ratio detecting means provided in an exhaust passage downstream of the fuel injection valve in the exhaust passage and detecting an air-fuel ratio of the exhaust;
In-cylinder fuel injection valve that injects fuel into the cylinder of the internal combustion engine based on the operating state of the internal combustion engine so that nitrogen oxides or sulfur oxides stored in the nitrogen oxide storage catalyst are reduced and removed. Alternatively, purge processing means for controlling the fuel injection valve in the exhaust passage to supply fuel as a reducing agent to the nitrogen oxide storage catalyst;
Comprising a fuel injection amount from the in-cylinder fuel injection valve, and control means for controlling the fuel injection quantity injected from the exhaust passage fuel injection valve according to the target value,
The control means increases or decreases the fuel injection amount from the in-cylinder fuel injection valve, increases or decreases the target value by an excess or deficiency according to the increase or decrease amount, and injects the fuel injection amount from the fuel injection valve in the exhaust passage The actual fuel injection amount from the fuel injection valve in the exhaust passage is calculated based on the air-fuel ratio detected by the air-fuel ratio detection means and the fuel injection amount from the in-cylinder fuel injection valve at this time, An exhaust emission control device for an internal combustion engine, wherein a relationship between the target value and the actual fuel injection amount is corrected .
前記筒内燃料噴射弁の主噴射の後に燃料を噴射するポスト噴射或いは前記排気通路内燃料噴射弁を制御し、前記フィルタに捕集された粒子状物質を燃焼除去し前記フィルタを再生するフィルタ再生手段とを備え、
前記制御手段は、前記フィルタ再生手段による前記フィルタの再生時に前記ポスト噴射の燃料噴射量を増減させることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。 A filter provided in the exhaust passage and collecting particulate matter in the exhaust;
Filter regeneration in which post injection for injecting fuel after main injection of the in-cylinder fuel injection valve or fuel injection valve in the exhaust passage is controlled, and particulate matter collected in the filter is burned and removed to regenerate the filter. Means and
2. The exhaust gas purification apparatus for an internal combustion engine according to claim 1, wherein the control unit increases or decreases a fuel injection amount of the post injection when the filter regeneration unit regenerates the filter.
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