本発明は、内燃機関の動力を伝達する変速機のギヤ段を制御することにより排ガスを昇温して、排気通路に設けられたＤＰＦ装置で再生処理を実施する排ガス浄化装置の技術分野に関する。 The present invention relates to a technical field of an exhaust gas purifying apparatus that raises the temperature of exhaust gas by controlling a gear stage of a transmission that transmits power of an internal combustion engine and performs a regeneration process using a DPF device provided in an exhaust passage.
車両に動力源として搭載されるディーゼルエンジンなどの内燃機関から排出される排気ガス中に含まれる粒子状物質（以下、適宜「ＰＭ」という）の排出量は、年々規制が強化されている。近年、ＰＭ排出量を低減する技術として、ＰＭをディーゼル・パーティキュレート・フィルタ（以下、適宜「ＤＰＦ」と称する）で捕集することで排気浄化を行う技術が広く知られている。ＤＰＦでは、捕集したＰＭが蓄積するに従って目詰まりが生じるため、ＤＰＦに堆積したＰＭを燃焼除去する再生処理が行われる。典型的なＤＰＦ再生処理では、ＤＰＦの上流側に酸化触媒を設け、その上流側で燃料をポスト噴射することによって排ガスを昇温することにより、ＰＭを燃焼する。 The amount of particulate matter (hereinafter referred to as “PM” as appropriate) contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine mounted on a vehicle as a power source is increasingly regulated year by year. In recent years, as a technique for reducing PM emission, a technique for purifying exhaust gas by collecting PM with a diesel particulate filter (hereinafter referred to as “DPF” as appropriate) is widely known. In the DPF, clogging occurs as the collected PM accumulates. Therefore, a regeneration process for burning and removing the PM deposited on the DPF is performed. In a typical DPF regeneration process, an oxidation catalyst is provided on the upstream side of the DPF, and PM is burned by raising the temperature of the exhaust gas by post-injecting fuel on the upstream side.
しかしながら、内燃機関がアイドリング運転状態や低負荷・低速度運転状態等にある場合は、排気ガスの温度が比較的低い。そのため、車両の走行状態によっては排ガスを十分に昇温できず、ＰＭの燃焼除去が促進できない場合がある。 However, when the internal combustion engine is in an idling operation state, a low load / low speed operation state, or the like, the temperature of the exhaust gas is relatively low. Therefore, depending on the running state of the vehicle, the exhaust gas may not be sufficiently heated, and the PM removal and removal may not be promoted.
このような問題に対し、特許文献１では、無段変速機を搭載した車両において、ＤＰＦ再生処理の実施時には、通常時に比べて内燃機関の回転数を上昇させるように無段変速器を制御することによって排気ガスを昇温し、ＰＭ燃焼を促進させる技術が開示されている。特許文献１では特に、ＤＰＦ再生処理開始時において排気ガスが高温になるように回転数を上昇させることで効率的にＰＭの燃焼開始を行い（すなわちＰＭの着火を促進する）、ＰＭの着火後（すなわちＤＰＦ再生処理の継続時）にはＤＰＦ再生処理開始時に比べて低温且つ通常時より高温の温度領域になるように回転数を制御することで、効率的なＤＰＦ再生処理が行えるとしている。 With respect to such a problem, in Patent Document 1, in a vehicle equipped with a continuously variable transmission, when the DPF regeneration process is performed, the continuously variable transmission is controlled so as to increase the rotational speed of the internal combustion engine as compared with the normal time. Thus, a technique for raising the temperature of exhaust gas and promoting PM combustion is disclosed. In Patent Document 1, in particular, PM combustion is efficiently started by increasing the number of revolutions so that the exhaust gas becomes a high temperature at the start of DPF regeneration processing (that is, PM ignition is promoted), and after PM ignition When the DPF regeneration process is continued (that is, when the DPF regeneration process is continued), the DPF regeneration process can be efficiently performed by controlling the rotation speed so that the temperature is lower than that at the start of the DPF regeneration process.
上述の特許文献１は、内燃機関の回転数を制御することによって排気ガス温度を上昇させてＤＰＦ再生処理を促進するものである。しかしながら、ＤＰＦ再生処理は排気ガス温度の他に、排気ガス中に含まれる酸素供給量などのパラメータにも依存しているため、このような制御のみではＤＰＦ再生処理の促進が十分とは言えない。 Patent Document 1 described above promotes the DPF regeneration process by increasing the exhaust gas temperature by controlling the rotational speed of the internal combustion engine. However, since the DPF regeneration process depends not only on the exhaust gas temperature but also on parameters such as the oxygen supply amount contained in the exhaust gas, it cannot be said that promotion of the DPF regeneration process is sufficient only by such control. .
また、バスやトラックなどの大型車両には無段変速機が普及していないため、特許文献１に記載の技術をそのまま採用することは困難である。また、この種の車両では燃費走行を行うために極端な低回転走行が可能であるが、このような走行状態ではＤＰＦ再生処理に要する時間が長期化する傾向があるため、ＤＰＦ再生処理の促進をより一層図る必要がある。 In addition, since a continuously variable transmission is not widespread in large vehicles such as buses and trucks, it is difficult to adopt the technology described in Patent Document 1 as it is. In addition, this type of vehicle is capable of extremely low-speed running in order to perform fuel consumption running. However, in such a running state, the time required for the DPF regeneration processing tends to be prolonged, so that the DPF regeneration processing is promoted. It is necessary to make further efforts.
本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するＤＰＦ装置において、捕集した粒子状物質を迅速且つ効率的に燃焼除去して再生処理を実施できる排ガス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 problems, and in a DPF device that collects particulate matter contained in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine, the collected particulate matter is quickly and efficiently collected. An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of performing regeneration treatment by burning and removing.
本発明に係る排ガス浄化装置は上記課題を解決するために、内燃機関の動力を変速機を介して駆動輪に伝達して走行する車両に搭載され、該車両が定常走行状態にある際に、前記変速機のギヤ段を制御することにより排ガスを昇温して、前記内燃機関の排気通路に設けられたＤＰＦ装置で再生処理を実施する排ガス浄化装置であって、前記内燃機関の出力及び車速に基づいて、前記変速機の走行可能なギヤ段を複数選択する第１のギヤ段選択手段と、前記第１のギヤ段選択手段によって選択された各ギヤ段について、前記内燃機関の排ガス温度、前記ＤＰＦ装置の前段に設けられた酸化触媒を通過後の排ガス温度、及び、当該排ガスに含まれる酸素供給量の予測値をそれぞれ算出する予測値算出手段と、前記ＤＰＦ装置の入口部温度であるＤＰＦ装置前温度を検知するＤＰＦ装置前温度検知手段と、前記ＤＰＦ装置前温度検知手段によって検知されたＤＰＦ装置前温度に応じて、前記算出された各予測値に対応するパラメータの少なくとも一つが、複数ギヤ段の該予測値の内で最も高くなるように、前記第１のギヤ段選択手段によって選択された複数のギヤ段から特定のギヤ段を選択する第２のギヤ段選択手段と、前記第２のギヤ段選択手段により選択されたギヤ段になるように前記変速機を制御する制御手段とを備え、前記第２のギヤ段選択手段は、前記ＤＰＦ装置前温度検知手段によって検知されたＤＰＦ装置前温度が所定温度より高い場合、前記排ガスに含まれる酸素供給量が前記予測値算出手段により算出された複数ギヤ段の予測値の内で最も高くなるギヤ段を選択することを特徴とする。In order to solve the above problems, an exhaust gas purification apparatus according to the present invention is mounted on a vehicle that travels by transmitting the power of an internal combustion engine to drive wheels via a transmission, and when the vehicle is in a steady traveling state, An exhaust gas purifying device that raises the temperature of exhaust gas by controlling a gear stage of the transmission and performs a regeneration process with a DPF device provided in an exhaust passage of the internal combustion engine, the output of the internal combustion engine and the vehicle speed Based on the first gear stage selection means for selecting a plurality of gear stages in which the transmission can travel, and for each gear stage selected by the first gear stage selection means, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine, The exhaust gas temperature after passing through the oxidation catalyst provided in the preceding stage of the DPF device, the predicted value calculation means for calculating the predicted value of the oxygen supply amount contained in the exhaust gas, and the inlet temperature of the DPF device D F at least one parameter corresponding to each calculated predicted value according to the DPF device pre-temperature detecting means for detecting the temperature before the D device, and the DPF device pre-temperature detected by the DPF device pre-temperature detecting means, Second gear stage selection means for selecting a specific gear stage from a plurality of gear stages selected by the first gear stage selection means so as to be highest among the predicted values of the plurality of gear stages; and control means for controlling the transmission so that the gear selected by the secondgear stage selectingmeans, said second gear stage selecting means, which is detected by the DPF device before the temperature detecting means If the DPF device before the temperature is higher than a predetermined temperature, thisoxygen supply amount contained in the exhaust gas to select the highest becomes gear among the prediction values of the plural gears calculated by the predictive value calculating unit The features.
本発明によれば、第１のギヤ段選択手段によって選択された各ギヤ段について、内燃機関の排ガス温度、ＤＰＦ装置の前段に設けられた酸化触媒を通過後の排ガス温度、及び、当該排ガスに含まれる酸素供給量の予測値をそれぞれ算出することによって、ＤＰＦ再生処理を最も迅速且つ効率的に実施できるギヤ段を選択することができる。特にＤＰＦ前温度に基づいてＤＰＦ再生処理の進行具合を把握し、その進行具合に応じたギヤ段を選択することで、ＤＰＦ再生処理を迅速且つ効率的に実施することができる。 According to the present invention, for each gear selected by the first gear selection means, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine, the exhaust gas temperature after passing through the oxidation catalyst provided in the front stage of the DPF device, and the exhaust gas By calculating the predicted value of the oxygen supply amount included, it is possible to select a gear stage that can perform the DPF regeneration process most quickly and efficiently. In particular, by grasping the progress of the DPF regeneration process based on the pre-DPF temperature and selecting the gear according to the progress, the DPF regeneration process can be performed quickly and efficiently.
前記第２のギヤ段選択手段は、前記ＤＰＦ装置前温度検知手段によって検知されたＤＰＦ装置前温度が第２の温度より高い場合、前記排ガスに含まれる酸素供給量が前記予測値算出手段により算出された複数ギヤ段の予測値の内で最も高くなるギヤ段を選択する。これによれば、ＤＰＦ装置前温度が第２の温度より高い場合には、排ガスの供給量を増加させてＰＭの燃焼を促進させるべく、排ガスに含まれる酸素供給量の予測値が最も高くなるギヤ段を選択する。
The second gear stage selection means calculates the oxygen supply amount contained in the exhaust gas by the predicted value calculation means when the temperature before the DPF apparatus detected by the temperature detection means before the DPF is higher than the second temperature.The highest gear is selected fromthe predicted valuesof theplurality of gears . According to this, when the temperature before the DPF device is higher than the second temperature, the predicted value of the oxygen supply amount contained in the exhaust gas becomes the highest in order to increase the supply amount of the exhaust gas and promote the combustion of PM. Select the gear stage.
前記予測値算出手段は、前記内燃機関の排ガス温度を該内燃機関の回転数及びトルクと関係付けてなる排ガス温度マップに基づいて、前記内燃機関の排ガス温度について予測値を算出するとよい。このように排ガス温度マップを予め規定しておくことで、演算処理によって容易に排ガス温度について予測値を求めることができる。 The predicted value calculation means may calculate a predicted value for the exhaust gas temperature of the internal combustion engine based on an exhaust gas temperature map in which the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is related to the rotational speed and torque of the internal combustion engine. By defining the exhaust gas temperature map in advance as described above, it is possible to easily obtain a predicted value for the exhaust gas temperature by a calculation process.
また、前記予測値算出手段は、前記内燃機関の排ガス温度を該内燃機関の回転数及びトルクと関係付けてなる排ガス温度マップ、前記酸化触媒における反応温度を該内燃機関の回転数及びトルクと関係付けてなる酸化反応温度マップ、並びに、大気温度検知手段により検知された大気温度に基づいて、前記ＤＰＦ装置の前段に設けられた酸化触媒を通過後の排ガス温度について予測値を算出するとよい。これによれば、排ガス温度、酸化触媒による反応温度、及び、大気温度についてそれぞれ予測値を求め、これらを加減算することでＤＰＦ装置の前段に設けられた酸化触媒を通過後の排ガス温度について予測値を得ることができる。 The predicted value calculation means relates to an exhaust gas temperature map in which the exhaust gas temperature of the internal combustion engine is related to the rotational speed and torque of the internal combustion engine, and the reaction temperature in the oxidation catalyst is related to the rotational speed and torque of the internal combustion engine. Based on the attached oxidation reaction temperature map and the atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature detecting means, a predicted value may be calculated for the exhaust gas temperature after passing through the oxidation catalyst provided in the preceding stage of the DPF device. According to this, the predicted values are obtained for the exhaust gas temperature, the reaction temperature by the oxidation catalyst, and the atmospheric temperature, respectively, and by adding or subtracting these, the predicted values for the exhaust gas temperature after passing through the oxidation catalyst provided in the front stage of the DPF device. Can be obtained.
前記大気温度検知手段によって検知された大気温度は、車速に対して予め規定された大気温度補正係数によって補正されるとよい。これによれば、大気温度検知手段の検知値は、車両の走行状態によって誤差が生じるため、このように大気温度補正係数によって補正して精度を上げるとよい。 The atmospheric temperature detected by the atmospheric temperature detecting means may be corrected by an atmospheric temperature correction coefficient defined in advance for the vehicle speed. According to this, the detection value of the atmospheric temperature detection means has an error depending on the traveling state of the vehicle.
前記予測値算出手段は、前記内燃機関の回転数、前記排ガス中に含まれる酸素濃度を該内燃機関の回転数及びトルクと関係付けてなる排気λ（排気の空気過剰率）マップ、並びに、前記排ガス流量を該内燃機関の回転数及びトルクと関係付けてなる排ガス流量マップに基づいて、前記排ガスに含まれる酸素供給量について予測値を算出するとよい。これによれば、排ガス中の酸素濃度、及び、排ガス流量についてそれぞれ予測値を求め、これらを乗算することで酸素供給量について予測値を得ることができる。 The predicted value calculating means includes an exhaust λ (exhaust air excess ratio) map in which the rotational speed of the internal combustion engine, the oxygen concentration contained in the exhaust gas is related to the rotational speed and torque of the internal combustion engine, and the A predicted value may be calculated for the oxygen supply amount contained in the exhaust gas based on an exhaust gas flow rate map in which the exhaust gas flow rate is related to the rotational speed and torque of the internal combustion engine. According to this, a predicted value can be obtained for the oxygen supply amount by multiplying these by obtaining predicted values for the oxygen concentration in the exhaust gas and the exhaust gas flow rate.
前記排ガス流量マップにより求められる排ガス流量は、当該排ガス流量に対して予め規定されたＰＭ燃焼補正係数によって補正されるとよい。これによれば、内燃機関の個体差によって排ガス流量がＰＭの燃焼度に及ぼす影響が異なるという特性に鑑み、当該個体差を打ち消すように係数を規定するとよい。 The exhaust gas flow rate obtained from the exhaust gas flow rate map may be corrected by a PM combustion correction coefficient defined in advance for the exhaust gas flow rate. According to this, in view of the characteristic that the influence of the exhaust gas flow rate on the PM burnup differs depending on the individual difference of the internal combustion engine, the coefficient may be defined so as to cancel the individual difference.
本発明によれば、第１のギヤ段選択手段によって選択された各ギヤ段について、内燃機関の排ガス温度、ＤＰＦ装置の前段に設けられた酸化触媒を通過後の排ガス温度、及び、当該排ガスに含まれる酸素供給量の予測値をそれぞれ算出することによって、ＤＰＦ再生処理を最も迅速且つ効率的に実施できるギヤ段を選択することができる。特にＤＰＦ前温度に基づいてＤＰＦ再生処理の進行具合を把握し、その進行具合に応じたギヤ段を選択することで、ＤＰＦ再生処理を迅速且つ効率的に実施することができる。 According to the present invention, for each gear selected by the first gear selection means, the exhaust gas temperature of the internal combustion engine, the exhaust gas temperature after passing through the oxidation catalyst provided in the front stage of the DPF device, and the exhaust gas By calculating the predicted value of the oxygen supply amount included, it is possible to select a gear stage that can perform the DPF regeneration process most quickly and efficiently. In particular, by grasping the progress of the DPF regeneration process based on the pre-DPF temperature and selecting the gear according to the progress, the DPF regeneration process can be performed quickly and efficiently.
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention unless otherwise specified, but are merely illustrative examples. Not too much.
ここでは、本発明に係る排ガス浄化装置１００を、車両（不図示）に搭載されたディーゼルエンジン（以下、適宜「エンジン」と称する）１に適用した場合を例に説明する。図１は、本発明に係る排ガス浄化装置１００の全体構成を示す模式図である。図１において、エンジン１のシリンダブロック２の上部にシリンダヘッド４が設けられ、該シリンダヘッド４に吸気通路６及び排気通路８が連結されている。シリンダブロック２ではピストン１０とシリンダヘッド４によって囲まれてなる燃焼室１２が構成されており、該燃焼室１２は吸気バルブ１４と排気バルブ１６を介して、それぞれ吸気通路６及び排気通路８に連結されている。 Here, the case where the exhaust gas purifying apparatus 100 according to the present invention is applied to a diesel engine (hereinafter referred to as “engine” as appropriate) 1 mounted on a vehicle (not shown) will be described as an example. FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an exhaust gas purification apparatus 100 according to the present invention. In FIG. 1, a cylinder head 4 is provided on an upper portion of a cylinder block 2 of the engine 1, and an intake passage 6 and an exhaust passage 8 are connected to the cylinder head 4. The cylinder block 2 includes a combustion chamber 12 surrounded by a piston 10 and a cylinder head 4, and the combustion chamber 12 is connected to an intake passage 6 and an exhaust passage 8 via an intake valve 14 and an exhaust valve 16, respectively. Has been.
燃焼室１２の上部には不図示の燃料ポンプを用いて圧送供給された燃料を燃焼室１２ないに噴射するインジェクタ１８が設けられている。インジェクタ１８から噴射された燃料は、吸気通路６から導入された外気と混合気を形成し、燃焼室１２で燃焼後、排気通路８に排ガスが排出されるようになっている。排気通路８の下流側には、排ガスを浄化するための酸化触媒２０とＤＰＦ装置２２とからなる排気浄化装置が設けられている。 In the upper part of the combustion chamber 12, an injector 18 is provided for injecting fuel supplied by pressure using a fuel pump (not shown) into the combustion chamber 12. The fuel injected from the injector 18 forms an air-fuel mixture with the outside air introduced from the intake passage 6, and exhaust gas is discharged into the exhaust passage 8 after combustion in the combustion chamber 12. An exhaust purification device including an oxidation catalyst 20 and a DPF device 22 for purifying exhaust gas is provided on the downstream side of the exhaust passage 8.
ＤＰＦ装置２２は、エンジン１から排出される排ガス中に含まれるＰＭを捕集するフィルタであり、捕集したＰＭはＤＰＦ装置２２の内部に次第に堆積される。ここでＰＭの堆積量が大きくなると、ＤＰＦ装置２２に目詰まりが発生してＰＭ捕集能力が低下するため、捕集したＰＭを燃焼除去するＤＰＦ再生処理が行われる。ＤＰＦ再生処理では、エンジン１の燃焼室１２に燃料をポスト噴射して排ガス温度を酸化触媒２０の活性化温度以上にすることによって、酸化触媒２０での反応熱によってＰＭが燃焼される。 The DPF device 22 is a filter that collects PM contained in the exhaust gas discharged from the engine 1, and the collected PM is gradually accumulated inside the DPF device 22. Here, when the amount of accumulated PM increases, clogging occurs in the DPF device 22 and the PM collection capability decreases, and therefore, DPF regeneration processing for burning and removing the collected PM is performed. In the DPF regeneration process, PM is combusted by reaction heat in the oxidation catalyst 20 by post-injecting fuel into the combustion chamber 12 of the engine 1 to make the exhaust gas temperature equal to or higher than the activation temperature of the oxidation catalyst 20.
車両には車速を検知するための車速センサ２４、大気温度（外気温度）を測定するため大気温度センサ２５が設けられている。また、エンジン１には、回転数Ｒを検知するための回転数センサ２６が設けられている。また、ＤＰＦ装置２２には、そのフロント側の温度を検知するためのＤＰＦ前温度センサ３０が設けられている。 The vehicle is provided with a vehicle speed sensor 24 for detecting the vehicle speed and an atmospheric temperature sensor 25 for measuring the atmospheric temperature (outside air temperature). Further, the engine 1 is provided with a rotation speed sensor 26 for detecting the rotation speed R. The DPF device 22 is provided with a pre-DFF temperature sensor 30 for detecting the temperature of the front side.
エンジン１の運転制御（例えばインジェクタ１８の噴射タイミングや燃料噴射量など）はコントロールユニットであるＥＣＵ３２によって行われる。ＥＣＵ３２には、上述の車速センサ２４、大気温度センサ２５、回転数センサ２６及びＤＰＦ前温度センサ３０の検知信号が入力され、回転数センサ２６と指示噴射量２８からエンジン１のトルクＴを算出する。演算処理結果に応じてエンジン１の運転制御が実施される。 Operation control of the engine 1 (for example, the injection timing of the injector 18 and the fuel injection amount) is performed by the ECU 32 that is a control unit. The ECU 32 receives detection signals from the vehicle speed sensor 24, the atmospheric temperature sensor 25, the rotation speed sensor 26, and the pre-DPF temperature sensor 30 described above, and calculates the torque T of the engine 1 from the rotation speed sensor 26 and the commanded injection amount 28. . Operation control of the engine 1 is performed according to the calculation processing result.
ＥＣＵ３２はエンジン１から出力された動力が伝達される変速機３４も制御対象としており、演算結果に応じてギヤ段を制御するための制御信号を変速機３４に対して送受信して変速制御も行っている。変速機３４は６段の変速ギヤを有するオートマチックトランスミッションである。尚、図１では図示を簡略化するために変速機３４をエンジン１から離れた位置に記載しているが、実際にはエンジン１の出力軸に連結されているのは言うまでも無い。 The ECU 32 also controls the transmission 34 to which the power output from the engine 1 is transmitted, and performs transmission control by transmitting and receiving a control signal for controlling the gear stage according to the calculation result to the transmission 34. ing. The transmission 34 is an automatic transmission having six speed gears. In FIG. 1, the transmission 34 is illustrated at a position away from the engine 1 for the sake of simplicity, but it is needless to say that the transmission 34 is actually connected to the output shaft of the engine 1.
ＥＣＵ３２は、本発明の排ガス浄化装置１００の制御も兼任している。ここで図２及び図３を参照して、ＥＣＵ３２による排ガス浄化装置１００の制御内容について概略的に説明する。図２はＥＣＵ３２の内部構成を示すブロック図であり、図３はＥＣＵ３２による制御内容を示すフローチャートである。 The ECU 32 also serves to control the exhaust gas purification device 100 of the present invention. Here, with reference to FIG.2 and FIG.3, the control content of the exhaust gas purification apparatus 100 by ECU32 is demonstrated roughly. FIG. 2 is a block diagram showing an internal configuration of the ECU 32, and FIG. 3 is a flowchart showing contents of control by the ECU 32. As shown in FIG.
まずＥＣＵ３２はＤＰＦ再生処理が開始されたか否かを判定する（ステップＳ１０１）。ＤＰＦ再生処理は、例えばＤＰＦ装置２２の前後の排気通路８における圧力差が所定値以上になることにより目詰まりが検知された場合に開始されるが、このような判定方法に限らず、他の公知の各種手法を用いてもよいことは言うまでも無い。本実施形態では、再生処理はＥＣＵ３２自身によって実施されているため、ステップＳ１０１ではＥＣＵ３２が再生処理の開始条件が満たされたと判断した場合に、ＤＰＦ再生処理が開始されたと判定するとよい。尚、ＤＰＦ再生処理が開始されていないと判定された場合には（ステップＳ１０１：ＮＯ）、ＥＣＵ３２はステップＳ１０１を繰り返し実行し、待機する。 First, the ECU 32 determines whether or not the DPF regeneration process has been started (step S101). The DPF regeneration process is started, for example, when clogging is detected due to a pressure difference in the exhaust passage 8 before and after the DPF device 22 being equal to or greater than a predetermined value. It goes without saying that various known methods may be used. In the present embodiment, since the regeneration process is performed by the ECU 32 itself, it may be determined that the DPF regeneration process is started when the ECU 32 determines in step S101 that the start condition of the regeneration process is satisfied. When it is determined that the DPF regeneration process has not been started (step S101: NO), the ECU 32 repeatedly executes step S101 and stands by.
ＤＰＦ再生処理が開始されたと判定された場合には（ステップＳ１０１：ＹＥＳ）、ＥＣＵ３２は車速センサ２４から車速Ｖを取得し（ステップＳ１０２）、定常走行判定部３４において、車両１の走行状態が定常走行状態であるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。ここで定常走行状態とは、車速センサ２４により検知された車速Ｖが所定期間Ｔ１の間、一定である走行状態をいう。尚、ここでいう「一定」とは厳密に一定である必要はなく、車両の走行速度が安定していれば足りる意味であり、その範囲において速度にバラツキが少なからずあってもよい。 When it is determined that the DPF regeneration process has been started (step S101: YES), the ECU 32 acquires the vehicle speed V from the vehicle speed sensor 24 (step S102), and the travel state of the vehicle 1 is steady in the steady travel determination unit 34. It is determined whether or not the vehicle is running (step S103). Here, the steady running state refers to a running state in which the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 24 is constant for a predetermined period T1. The term “constant” here does not need to be strictly constant, and it is sufficient if the traveling speed of the vehicle is stable, and there may be no significant variation in speed within that range.
図４は車両の典型的な走行パターンの一例を速度推移で表したグラフ図である。この例では、時刻Ｔ０において車速ゼロ（Ｖ＝０）である停車状態から発車し、次第に加速して時刻Ｔ１に車速Ｖ１に到達後、時刻Ｔ２までの間、車両は車速Ｖが一定値Ｖ１に維持された定常走行状態にある。その後、時刻Ｔ２からＴ３にかけて減速して停車した後、時刻Ｔ４から再び加速を開始している。そして時刻Ｔ５に車速Ｖ２に到達後、時刻Ｔ６までの間、車両は車速Ｖが一定値Ｖ２に維持された定常走行状態にある。その後、時刻Ｔ６からＴ７にかけて減速して停車している。 FIG. 4 is a graph showing an example of a typical traveling pattern of the vehicle by speed transition. In this example, the vehicle starts from a stop state where the vehicle speed is zero (V = 0) at time T0, gradually accelerates and reaches the vehicle speed V1 at time T1. It is in a steady running state that is maintained. Then, after decelerating and stopping from time T2 to T3, acceleration is started again from time T4. Then, after reaching the vehicle speed V2 at time T5, until the time T6, the vehicle is in a steady running state in which the vehicle speed V is maintained at a constant value V2. Thereafter, the vehicle decelerates and stops from time T6 to time T7.
図２及び図３に戻って、ＥＣＵ３２は車両が定常走行状態にあると判定した場合（ステップＳ１０３：ＹＥＳ）、回転数センサ２６及び指示噴射量２８に基づいてエンジン１のトルクＴ及び回転数Ｒを取得し、出力算出部３６にて出力Ｐ（＝Ｔ×Ｒ）を算出する（ステップＳ１０４）。続いて、ＥＣＵ３２の第１のギヤ選択部３８はステップＳ１０２で取得した車速Ｖ、ステップＳ１０４で算出したエンジン１の出力Ｐ、及び、予めメモリ（不図示）に記憶されている車速Ｖ・出力Ｐと変速機の各ギヤ段との関係を規定するギヤ段マップ４０に基づいて、変速機の走行可能なギヤ段を選択する（ステップＳ１０５）。 2 and 3, when the ECU 32 determines that the vehicle is in a steady running state (step S103: YES), the torque T and the rotational speed R of the engine 1 are determined based on the rotational speed sensor 26 and the commanded injection amount 28. And the output calculation unit 36 calculates the output P (= T × R) (step S104). Subsequently, the first gear selection unit 38 of the ECU 32 determines the vehicle speed V acquired in step S102, the output P of the engine 1 calculated in step S104, and the vehicle speed V / output P stored in advance in a memory (not shown). And the gear stage map 40 that defines the relationship between the transmission and each gear stage of the transmission, a gear stage capable of traveling the transmission is selected (step S105).
ギヤ段マップ４０には、車速Ｖ―出力Ｐに対応するギヤ段が予め規定されており、ステップＳ１０５では変速機３４が有する６段のギヤ段のうち、現在の走行状態（車速Ｖ、出力Ｐ）で使用可能なギヤ段が選択される。ここで各ギヤ段がカバーする走行領域はオーバーラップしていることが一般的であるため、ステップＳ１０５では複数のギヤ段が選択される（典型的には、例えば「１段、２段、３段」の組み合わせ、「３段、４段」の組み合わせ、「３段、４段、５段、６段」の組み合わせのように、隣り合うギヤ段が複数選択される）。 The gear stage map 40 preliminarily defines a gear stage corresponding to the vehicle speed V-output P. In step S105, among the six gear stages of the transmission 34, the current running state (vehicle speed V, output P) is set. ) To select a usable gear. Here, since the traveling regions covered by the respective gear stages are generally overlapped, a plurality of gear stages are selected in step S105 (typically, for example, “1st stage, 2nd stage, 3rd stage, etc.). A plurality of adjacent gear stages are selected, such as a combination of “stage”, a combination of “3 stages, 4 stages”, and a combination of “3 stages, 4 stages, 5 stages, 6 stages”).
続いてＥＣＵ３２の予測値算出部４２は、ステップＳ１０５で選択された各ギヤ段について、仮に変速機３４をこれらのギヤ段にシフトした場合に得られるであろうＤＰＦ装置２２に流入する排ガスの温度、該排ガス中に含まれる酸素供給量、及び、ＤＰＦ前温度センサ３０の検知値について、それぞれ予測値を算出する（ステップＳ１０６）。これにより、ステップＳ１０５で選択された走行可能なギヤ段に変速した場合に、これらのパラメータがどのように変化するのかを予測できる。尚、予測値算出部４２における各予測値の算出方法については後述する。 Subsequently, the predicted value calculation unit 42 of the ECU 32 determines the temperature of the exhaust gas flowing into the DPF device 22 that would be obtained if the transmission 34 was shifted to these gear stages for each gear stage selected in step S105. Predicted values are calculated for the oxygen supply amount contained in the exhaust gas and the detected value of the pre-DPF temperature sensor 30 (step S106). As a result, it is possible to predict how these parameters will change when the speed is changed to the travelable gear selected in step S105. In addition, the calculation method of each prediction value in the prediction value calculation part 42 is mentioned later.
続いてＥＣＵ３２の第２のギヤ選択部４４はＤＰＦ前温度センサ３０から現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆを取得し（ステップＳ１０７）、第２のギヤ選択部４４はその値に応じて予測値算出部４２にて算出した各予測値に基づいて、ステップＳ１０５で選択されたギヤ段のうちどのギヤ段を選択した場合に、ＤＰＦ再生制御が最も迅速且つ効率的に完了できるかを判定する（ステップＳ１０８）。具体的なギヤ段の選択方法については、後に詳述するが、例えば現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆが酸化触媒２０の活性温度に達していない場合には、迅速に酸化触媒２０を活性化してＤＰＦ再生処理を促進させるべく、排気温度の予測値が最も高くなるギヤ段を選択するとよい。また、現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆが酸化触媒２０の活性温度に達しているものの比較的低温である場合には、ＰＭの燃焼温度を上昇させて燃焼を促進させるべく、ＤＰＦ前温度の予測値が最も高くなるギヤ段を選択するとよい。また、現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆが酸化触媒２０の活性温度に達しており比較的高温である場合には、ＤＰＦ装置２２に供給される酸素濃度を増加させてＰＭの燃焼を促進させるべく、排ガスに含まれる酸素供給量の予測値が最も高くなるギヤ段を選択するとよい。Subsequently, the second gear selection unit 44 of the ECU 32 acquires the current pre-DPF temperature Tdpf from the pre-DPF temperature sensor 30 (step S107), and the second gear selection unit 44 calculates the predicted value according to the value. Based on the predicted values calculated in 42, it is determined which DPF regeneration control can be completed most quickly and efficiently when one of the gears selected in step S105 is selected (step S108). ). A specific gear stage selection method will be described in detail later. For example, when the current pre-DPF temperature Tdpf has not reached the activation temperature of the oxidation catalyst 20, the oxidation catalyst 20 is quickly activated to activate the DPF. In order to promote the regeneration process, it is preferable to select a gear stage having the highest predicted exhaust gas temperature. In addition, when the current pre-DPF temperature Tdpf reaches the activation temperature of the oxidation catalyst 20 but is relatively low, the predicted value of the pre-DFF temperature is increased in order to increase the combustion temperature of PM and promote combustion. It is recommended to select the gear stage having the highest value. In addition, when the current pre-DPF temperature Tdpf reaches the activation temperature of the oxidation catalyst 20 and is relatively high, in order to increase the oxygen concentration supplied to the DPF device 22 and promote the combustion of PM, It is preferable to select a gear stage that provides the highest predicted value of the oxygen supply amount contained in the exhaust gas.
このようにステップＳ１０８で最適なギヤ段が選択されると、ＥＣＵ３２の制御部４６は、それに応じた制御信号（ギヤ選択信号）を変速機３４に対して出力し、変速制御が実施される（ステップＳ１０９）。このように本発明に係る制御では、ＤＰＦ再生処理のために変速機３４のギヤ段が変更制御されるので、ドライバーに対して違和感を与える可能性がある。そこで、本実施形態ではステップＳ１０９で変速制御する場合には、インジケータ３３にその旨を表示させることにより、ドライバーにＤＰＦ再生処理が実施中であることを報知し、違和感を軽減する（ステップＳ１１０）。 Thus, when the optimal gear stage is selected in step S108, the control unit 46 of the ECU 32 outputs a control signal (gear selection signal) corresponding thereto to the transmission 34, and shift control is performed ( Step S109). As described above, in the control according to the present invention, the gear stage of the transmission 34 is changed and controlled for the DPF regeneration process, which may give the driver a feeling of strangeness. Therefore, in the present embodiment, when the shift control is performed in step S109, the fact is displayed on the indicator 33 to notify the driver that the DPF regeneration process is being performed, thereby reducing the sense of discomfort (step S110). .
尚、ステップＳ１０３において、車両が定常走行状態にないと判定された場合には、上記制御は行わず、且つ、インジケータ３３を表示することも無く（ステップＳ１１１）、処理を終了する。 If it is determined in step S103 that the vehicle is not in a steady running state, the above control is not performed and the indicator 33 is not displayed (step S111), and the process ends.
以上が本発明の制御概要であるが、次にステップＳ１０６における予測値の算出方法、及び、ステップＳ１０８における第２のギヤ段の選択方法について、詳しく説明する。 The above is the outline of the control of the present invention. Next, the method for calculating the predicted value in step S106 and the method for selecting the second gear in step S108 will be described in detail.
図５はＥＣＵ３２の予測値算出部４２の内部構成を示すブロック図である。図５（ａ）はＤＰＦ装置２２に供給される排ガスの温度（排気温度）について予測値を算出する際の予測値算出部４２の構成を示しており、図５（ｂ）はＤＰＦ前温度センサ３０の検知値であるＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆの予測値を算出する際の予測値算出部４２の構成を示しており、図５（ｃ）はＤＰＦ装置２２に供給される排ガスに含まれる酸素濃度について予測値を算出する際の予測値算出部４２の構成を示している。FIG. 5 is a block diagram showing an internal configuration of the predicted value calculation unit 42 of the ECU 32. FIG. 5A shows the configuration of the predicted value calculation unit 42 when calculating the predicted value for the temperature (exhaust temperature) of the exhaust gas supplied to the DPF device 22, and FIG. 5B shows the temperature sensor before the DPF. FIG. 5C shows the configuration of the predicted value calculation unit 42 when calculating the predicted value of the pre-DPF temperature Tdpf that is the detected value of 30, and FIG. 5C shows the oxygen concentration contained in the exhaust gas supplied to the DPF device 22. The structure of the predicted value calculation part 42 at the time of calculating a predicted value about is shown.
図５（ａ）では、予測値算出部４２は回転数センサ２６及び指示噴射量２８から現在の回転数ＲとトルクＴとを取得すると、変速予測部４５にて、ステップＳ１０５で選択されたギヤ段を示す第１のギヤ選択信号に基づいて、各選択されたギヤ段に変速した場合に予測される回転数Ｒ´とトルクＴ´を算出する。ここで各ギヤ段の変速比は変速比マップ４７に予め規定されており、変速予測部４５は当該変速予測マップ４７から選択された各ギヤ段の変速比を読み出すことによって、回転数Ｒ´とトルクＴ´を求める。 In FIG. 5A, when the predicted value calculation unit 42 obtains the current rotation speed R and torque T from the rotation speed sensor 26 and the command injection amount 28, the gear selection unit 45 selects the gear selected in step S105. Based on the first gear selection signal indicating the stage, the rotational speed R ′ and the torque T ′ that are predicted when shifting to each selected gear stage are calculated. Here, the gear ratio of each gear stage is defined in advance in the gear ratio map 47, and the gear shift prediction unit 45 reads out the gear ratio of each gear stage selected from the gear shift prediction map 47, so that the rotation speed R ′ and Torque T ′ is obtained.
回転数Ｒ´とトルクＴ´は排気温度マップ４８に入力される。排気温度マップ４８は、予めエンジン１の回転数Ｒ、及び、トルクＴをパラメータとして排気温度を対応付けて規定したマップである。図６は排気温度マップ４８の一例である。 The rotational speed R ′ and the torque T ′ are input to the exhaust temperature map 48. The exhaust temperature map 48 is a map that predefines the exhaust temperature in association with the engine speed R and torque T as parameters. FIG. 6 is an example of the exhaust temperature map 48.
図６に示すように、排気温度マップ４８では、横軸がエンジン１の回転数Ｒ［ｒｐｍ］、縦軸がトルクＴを示しており、等高線状に排気温度分布がマップとして規定されている。この例では、低回転数―低トルク領域から高回転―高トルク領域にかけて、エンジン１の負荷が増加するに従って次第に排気温度が上昇する傾向が示されている。 As shown in FIG. 6, in the exhaust temperature map 48, the horizontal axis indicates the rotational speed R [rpm] of the engine 1 and the vertical axis indicates the torque T, and the exhaust temperature distribution is defined as a map in a contour line. In this example, the exhaust temperature tends to gradually increase as the load of the engine 1 increases from the low rotation speed-low torque region to the high rotation-high torque region.
図５（ａ）では、このように排気温度マップ４８に、ステップＳ１０５で選択された各ギヤ段における回転数Ｒ´及びトルクＴ´を入力することにより、対応する排気温度の予測値Tｒが求められる。 In FIG. 5A, by inputting the rotation speed R ′ and the torque T ′ at each gear selected in step S105 to the exhaust temperature map 48 in this way, the corresponding predicted value Tr of the exhaust temperature is obtained. It is done.
次に図５（ｂ）について説明する。図５（ｂ）では、図５（ａ）と同様に回転数Ｒ´とトルクＴ´を算出し、これらを排気温度マップ４８及び酸化反応温度マップ５０に入力する。排気温度マップ４８については図５（ａ）と同様であるため説明を省略するが、酸化反応温度マップ５０には、例えば図７に示すように、横軸がエンジン１の回転数Ｒ［ｒｐｍ］、縦軸がトルクＴとして、等高線状に酸化触媒２０における反応温度分布がマップとして規定されている。図７の例では、低回転数―低トルク領域から高回転―高トルク領域にかけて、次第に排ガスの温度が低下する傾向が示されている。 Next, FIG. 5B will be described. In FIG. 5B, the rotational speed R ′ and the torque T ′ are calculated as in FIG. 5A, and these are input to the exhaust temperature map 48 and the oxidation reaction temperature map 50. Since the exhaust temperature map 48 is the same as that in FIG. 5A, the description thereof will be omitted. In the oxidation reaction temperature map 50, for example, as shown in FIG. 7, the horizontal axis represents the rotational speed R [rpm] of the engine 1. The vertical axis is the torque T, and the reaction temperature distribution in the oxidation catalyst 20 is defined as a map in a contour line. In the example of FIG. 7, there is a tendency that the temperature of the exhaust gas gradually decreases from the low rotation speed-low torque region to the high rotation-high torque region.
酸化反応温度マップ５０では、このようにステップＳ１０５で選択された各ギヤ段における回転数Ｒ´及びトルクＴ´が入力されることにより、酸化触媒２０にて得られる反応温度について予測値Ｔｏが得られる。In the oxidation reaction temperature map 50, by the rotation speed R'and torque T'in this way each gear selected in step S105 is input, the predicted value To for the reaction temperature obtained by the oxidation catalyst 20 can get.
図５（ｂ）において予測値算出部４２は、大気温度センサ２５から現在の大気温度Ｔａｉｒを取得し、予めメモリ等に記憶されている基準温度Ｔ＊（本実施形態では２５℃に設定されている）との温度差（Ｔａｉｒ−Ｔ＊）を比較器５２で求める。ここで大気温度センサ２５の検知温度Ｔａｉｒは、車両の走行状態によって誤差が生じるため、本実施形態では特に大気温度補正係数αを乗算している。In FIG. 5B, the predicted value calculation unit 42 obtains the current atmospheric temperature Tair from the atmospheric temperature sensor 25, and is set to a reference temperature T* (in this embodiment, 25 ° C.) stored in advance in a memory or the like. The temperature difference (Tair −T* ) from the current value is calculated by the comparator 52. Here, an error occurs in the detected temperature Tair of the atmospheric temperature sensor 25 depending on the traveling state of the vehicle.Therefore , in the present embodiment, the atmospheric temperature correction coefficient α is particularly multiplied.
大気温度補正係数αと車速Ｖとの関係は、大気温度補正係数マップ５４に規定されている。図８は大気温度補正係数マップ５４の一例を示すグラフ図である。大気温度補正マップ５４は、大気温度補正係数αと車速Ｖとの関数として規定されており、車速センサ２７で検知された車速Ｖに応じて大気温度補正係数αが求められる。大気温度補正係数マップ５４は予め実験的、理論的、又は、シミュレーション的な手法により作成し、メモリなどの記憶手段に記憶しておくことが好ましい。特に車速Ｖ＝０の大気温度補正係数αについては、シャシダイナモで実測して求めておくとよい。 The relationship between the atmospheric temperature correction coefficient α and the vehicle speed V is defined in the atmospheric temperature correction coefficient map 54. FIG. 8 is a graph showing an example of the atmospheric temperature correction coefficient map 54. The atmospheric temperature correction map 54 is defined as a function of the atmospheric temperature correction coefficient α and the vehicle speed V, and the atmospheric temperature correction coefficient α is obtained according to the vehicle speed V detected by the vehicle speed sensor 27. The atmospheric temperature correction coefficient map 54 is preferably created in advance by an experimental, theoretical, or simulation technique and stored in storage means such as a memory. In particular, the atmospheric temperature correction coefficient α for the vehicle speed V = 0 may be obtained by actual measurement with a chassis dynamo.
大気温度補正係数マップ５４から求められた大気温度補正係数αは乗算器５６に入力されることにより、比較器５２の出力に乗算される。このように図５（ｂ）における予測値算出部４２では、ステップＳ１０５で選択された各ギヤ段について排気温度予測値Ｔｅ、酸化触媒２０の反応温度予測値Ｔｏ、及び、補正された大気温度α×（Ｔａｉｒ−Ｔ＊）が演算部５８に入力されることによって、ＤＰＦ前温度センサ３０の検知値についての予測値Ｔｒが次式
Ｔｒ＝Ｔｅ＋Ｔｏ−α×（Ｔａｉｒ−Ｔ＊） （１）
により算出される。The atmospheric temperature correction coefficient α obtained from the atmospheric temperature correction coefficient map 54 is input to the multiplier 56 so that the output of the comparator 52 is multiplied. As described above, in the predicted value calculation unit 42 in FIG. 5B, the predicted exhaust gas temperature Te , the predicted reaction temperature To of the oxidation catalyst 20, and the corrected atmospheric air for each gear selected in step S <b> 105. When the temperature α × (Tair −T* ) is input to the calculation unit 58, the predicted value Tr for the detection value of the pre-DPF temperature sensor 30 isexpressed by the following equation: Tr = Te + To −α × (Tair- T* ) (1)
Is calculated by
続いて図５（ｃ）では、図５（ａ）及び（ｂ）と同様に回転数Ｒ´とトルクＴ´を算出した後、排気λマップ６０及び排ガス流量マップ６２に入力される。ここで図９に排気λマップ６０の一例を示し、図１０に排ガス流量マップ６１の一例を示し、図１１にＰＭ燃焼補正係数マップ６４の一例を示した。図９に示す排気λマップ６０では、横軸がエンジン１の回転数Ｒ［ｒｐｍ］、縦軸がトルクＴを示しており、等高線状に排ガスに含まれる酸素濃度がマップとして規定されている。 Subsequently, in FIG. 5C, the rotational speed R ′ and the torque T ′ are calculated in the same manner as in FIGS. 5A and 5B, and then input to the exhaust λ map 60 and the exhaust gas flow rate map 62. Here, FIG. 9 shows an example of the exhaust λ map 60, FIG. 10 shows an example of the exhaust gas flow rate map 61, and FIG. 11 shows an example of the PM combustion correction coefficient map 64. In the exhaust λ map 60 shown in FIG. 9, the horizontal axis indicates the rotational speed R [rpm] of the engine 1 and the vertical axis indicates the torque T, and the oxygen concentration contained in the exhaust gas is defined as a map in a contour line.
図１０に示す排ガス流量マップ６２では、図９と同様に、横軸がエンジン１の回転数Ｒ［ｒｐｍ］、縦軸がトルクＴを示しており、等高線状に排ガスの流量分布がマップとして規定されている。この例では、低回転数―低トルク領域から高回転―高トルク領域にかけて、次第に排ガスの流量が増加する傾向が示されている。 In the exhaust gas flow rate map 62 shown in FIG. 10, as in FIG. 9, the horizontal axis indicates the rotational speed R [rpm] of the engine 1 and the vertical axis indicates the torque T, and the exhaust gas flow rate distribution is defined as a contour line as a map. Has been. In this example, the flow rate of the exhaust gas gradually increases from the low rotation speed-low torque region to the high rotation-high torque region.
図５（ｃ）に示すように、回転数Ｒ´及びトルクＴ´はそれぞれ排気λマップ６０及び排気流量マップ６２に入力され、これらのマップに基づいて対応する酸素濃度Ｃｏ及び排ガス流量Ｌｅが求められる。排ガス流量Ｌｅは更にＰＭ燃焼補正係数マップ６４に入力される。図１１に示すＰＭ燃焼補正係数マップ６４では、エンジン１の個体差によって排ガス流量がＰＭの燃焼度に及ぼす影響が異なるという特性に鑑み、当該個体差を打ち消すように係数を規定している。ＰＭ燃焼補正係数マップ６４では、このように排ガス流量マップ６２で求めた排ガス流量Ｌｅに基づいてＰＭ燃焼補正係数βが求められる。As shown in FIG. 5C, the rotational speed R ′ and the torque T ′ are input to the exhaust λ map 60 and the exhaust flow rate map 62, respectively, and the corresponding oxygen concentrationCo and exhaust gas flow rate Le based on these maps. Is required. The exhaust gas flow rateLe is further input to the PM combustion correction coefficient map 64. In the PM combustion correction coefficient map 64 shown in FIG. 11, in consideration of the characteristic that the influence of the exhaust gas flow rate on the degree of combustion of PM differs depending on the individual difference of the engine 1, the coefficient is defined so as to cancel the individual difference. In the PM combustion correction coefficient map 64, the PM combustion correction coefficient β is determined on the basis of the way the exhaust gas flow rate map 62 obtained exhaust gas flow rate Le.
そして演算部４８は、入力された回転数Ｒ´、排気λマップ６０で求められた酸素濃度Ｃｏ、ＰＭ燃焼補正係数マップ６４で求められたＰＭ燃焼補正係数βに基づいて、排ガスに含まれる酸素供給量の予測値Ｌｒが次式
Ｌｒ＝Ｒ×Ｃｏ×β （２）
により求められる。Then, the calculation unit 48 is included in the exhaust gas based on the input rotational speed R ′, the oxygen concentration Co obtained from the exhaust λ map 60, and the PM combustion correction coefficient β obtained from the PM combustion correction coefficient map 64. The predicted value Lr of the oxygen supply amount isexpressed by the following formula: Lr = R × Co × β (2)
Is required.
続いて図１２を参照して、図３のステップＳ１０８における最適なギヤ段の選択方法について、具体的に説明する。図１２に示す各表は予測値算出部４２による各種予測値の主要な算出結果を、ＤＰＦ前温度センサ３０の実際の検知値（ＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆ）の温度領域毎に示したものである。Next, with reference to FIG. 12, the optimum gear selection method in step S108 in FIG. 3 will be described in detail. Each table shown in FIG. 12 shows the main calculation results of various predicted values by the predicted value calculation unit 42 for each temperature region of the actual detected value (pre-DPF temperature Tdpf ) of the pre-DPF temperature sensor 30. .
図１２（ａ）はＤＰＦ前温度センサ３０の検知値が「ＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆ≦２５０℃（酸化触媒の活性化温度）」の温度領域にある場合を示している。この場合、ステップＳ１０８では現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆが酸化触媒２０の活性温度に達していないため、迅速に酸化触媒２０を活性化してＤＰＦ再生処理を促進させるべく、排気温度の予測値が最も高くなるギヤ段を選択する。つまり、各ギヤ段４ｔｈ、５ｔｈ、６ｔｈのうち排気温度の予測値が最も高い６ｔｈが選択される。FIG. 12A shows a case where the detected value of the pre-DPF temperature sensor 30 is in the temperature range of “pre-DPF temperature Tdpf ≦ 250 ° C. (activation temperature of oxidation catalyst)”. In this case, since the current pre-DPF temperatureTdpf has not reached the activation temperature of the oxidation catalyst 20 in step S108, the predicted exhaust gas temperature is the highest in order to quickly activate the oxidation catalyst 20 and promote the DPF regeneration process. Select a higher gear. That is, 6th, which has the highest predicted value of exhaust temperature, is selected from the gear stages 4th, 5th, and 6th.
図１２（ｂ）はＤＰＦ前温度センサ３０の検知値が「２５０℃（酸化触媒の活性化温度）＜ＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆ≦６００℃」の温度領域にある場合を示している。この場合、ステップＳ１０８では現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆが酸化触媒２０の活性温度に達しているものの比較的低温であるため、ＰＭの燃焼温度を上昇させて燃焼を促進させるべく、ＤＰＦ前温度の予測値が最も高くなるギヤ段を選択する。つまり、各ギヤ段４ｔｈ、５ｔｈ、６ｔｈのうちＤＰＦ前温度の予測値が最も高い５ｔｈが選択される。FIG. 12B shows a case where the detected value of the pre-DPF temperature sensor 30 is in the temperature range of “250 ° C. (activation temperature of oxidation catalyst) <pre-DPF temperature Tdpf ≦ 600 ° C.”. In this case, in step S108, the current pre-DPF temperatureTdpf reaches the activation temperature of the oxidation catalyst 20, but is relatively low. Therefore, in order to increase the combustion temperature of PM and promote combustion, The gear stage with the highest predicted value is selected. That is, 5th, which has the highest predicted value of the pre-DPF temperature, is selected from the gear stages 4th, 5th, and 6th.
尚、図１２（ｂ）の例では４ｔｈも５ｔｈにおいてＤＰＦ前温度の予測値が同じになっているが、ここでは排気温度の予測値が高い５ｔｈを選択している。 In the example of FIG. 12B, the predicted value of the pre-DPF temperature is the same at 4th as well as at 5th. Here, 5th, which has a high predicted value of the exhaust temperature, is selected.
図１２（ｃ）はＤＰＦ前温度センサ３０の検知値が「６００℃＜ＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆの温度領域にある場合を示している。この場合、ステップＳ１０８では現在のＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆが酸化触媒２０の活性温度に達しており比較的高温であるため、ＤＰＦ装置２２に供給される排ガスの供給量を増加させてＰＭの燃焼を促進させるべく、排ガスに含まれる酸素供給量の予測値が最も高くなるギヤ段を選択する。つまり、各ギヤ段４ｔｈ、５ｔｈ、６ｔｈのうち酸素供給量の予測値が最も高い４ｔｈが選択される。FIG. 12C shows a case where the detected value of the pre-DFF temperature sensor 30 is in the temperature range of “600 ° C. <pre-DPF temperature Tdpf . In this case, in step S108, the current pre-DPF temperature Tdpf is oxidized. Since the activation temperature of the catalyst 20 has been reached and the temperature is relatively high, the predicted value of the oxygen supply amount contained in the exhaust gas is increased in order to increase the supply amount of the exhaust gas supplied to the DPF device 22 and promote the combustion of PM. The highest gear stage is selected, that is, 4th, which is the highest predicted value of the oxygen supply amount, is selected from among the respective gear stages 4th, 5th, 6th.
続いて、このように排ガス浄化装置１００が制御されることによって得られる効果について、具体例をもとに説明する。図１３は図４で示した走行パターンの速度推移と共に、変速機３４における変速パターンを示すグラフ図である。尚、図１３（ｂ）では上述した本発明に係る排ガス浄化装置１００の制御を行った場合を実線で示し、当該制御を行わない従来の場合を点線で示して比較している。 Next, the effect obtained by controlling the exhaust gas purification apparatus 100 in this way will be described based on a specific example. FIG. 13 is a graph showing the shift pattern in the transmission 34 along with the speed transition of the running pattern shown in FIG. In FIG. 13B, the case where the above-described exhaust gas purification apparatus 100 according to the present invention is controlled is indicated by a solid line, and the conventional case where the control is not performed is indicated by a dotted line for comparison.
図１３（ｂ）において実線で示すように、従来はこのような走行パターンを行う場合、変速機３４において選択されるギヤ段は時刻Ｔ０〜Ｔ１の加速時では１速（低速側）から３速（高速側）にシフトアップし、時刻Ｔ１〜Ｔ２の定常走行状態では３速のギヤ段でエンジン回転数が約１０００ｒｐｍの状態で維持されている。また、時刻Ｔ５〜Ｔ６の定常走行状態においても、時刻Ｔ４〜Ｔ５の加速時に１速（低速側）から４速（高速側）にシフトアップした後、４速のギヤ段でエンジン回転数が約１０００ｒｐｍの状態で維持されている。 As shown by a solid line in FIG. 13 (b), conventionally, when such a traveling pattern is performed, the gear stage selected in the transmission 34 changes from the first speed (low speed side) to the third speed at the time T0 to T1 during acceleration. In the steady running state at times T1 to T2, the engine speed is maintained at about 1000 rpm with the third gear. Even in the steady running state from time T5 to T6, after shifting up from the first speed (low speed side) to the fourth speed (high speed side) during acceleration from time T4 to T5, the engine speed is about 4th gear. It is maintained at 1000 rpm.
一方、本発明に係る制御を実施することによって図１３（ｂ）において破線で示すように、定常状態におけるエンジン回転数Ｒが時刻Ｔ１〜Ｔ２の間では約１５００ｒｐｍ、時刻Ｔ５〜Ｔ６の間では約１３００ｒｐｍに増加している。これは、ＤＰＦ再生処理を迅速且つ効率的に完了できるように変速機３４において選択されるギヤ段が変更されたことによるものである。これによれば、回転数Ｒが上昇することによって一時的に燃費性能が悪化するものの、全体的に見ればＤＰＦ再生制御が迅速且つ効率的に完了できるので、すみやかに通常走行状態に復帰することができ、結果的に燃費性能を向上させることができる。 On the other hand, by performing the control according to the present invention, as indicated by a broken line in FIG. 13B, the engine speed R in the steady state is about 1500 rpm between the times T1 and T2 and about between the times T5 and T6. Increased to 1300 rpm. This is because the gear stage selected in the transmission 34 has been changed so that the DPF regeneration process can be completed quickly and efficiently. According to this, although the fuel efficiency is temporarily deteriorated due to the increase in the rotational speed R, the DPF regeneration control can be completed quickly and efficiently as a whole, so that the normal running state can be quickly restored. As a result, fuel efficiency can be improved.
以上説明したように、本発明に係る排ガス浄化装置によれば、第１のギヤ段選択部３８によって選択された各ギヤ段について、エンジン１の排ガス温度Ｔｅ、ＤＰＦ装置の前段に設けられた酸化触媒を通過後の排ガス温度Ｔｏ、及び、当該排ガスに含まれる酸素供給量Coの予測値をそれぞれ算出することによって、ＤＰＦ再生処理を最も迅速且つ効率的に実施できるギヤ段を選択することができる。特にＤＰＦ前温度Ｔｄｐｆに基づいてＤＰＦ再生処理の進行具合を把握し、その進行具合に応じたギヤ段を選択することで、ＤＰＦ再生処理を迅速且つ効率的に実施することができる。As described above, according to the exhaust gas purification apparatus according to the present invention, the exhaust gas temperature Te of the engine 1 and the front stage of the DPF device are provided for each gear stage selected by the first gear stage selection unit 38. exhaust gas temperature To after passing through the oxidationcatalyst, and, by calculating the predicted value of the oxygen supply Co contained in the exhaust gas, respectively, to select the most rapid and efficient implementation possible gear DPF regeneration process Can do. In particular, the DPF regeneration process can be performed quickly and efficiently by grasping the progress of the DPF regeneration process based on the pre-DPF temperature Tdpf and selecting the gear stage corresponding to the progress.
本発明は、ディーゼルエンジンなどの内燃機関の排気ガス中に含まれる粒子状物質を燃焼除去する排ガス浄化装置及びその制御方法に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for an exhaust gas purification apparatus that burns and removes particulate matter contained in exhaust gas of an internal combustion engine such as a diesel engine and a control method thereof.
１ エンジン
２ シリンダブロック
４ シリンダヘッド
６ 吸気通路
８ 排気通路
１０ ピストン
１２ 燃焼室
１４ 吸気バルブ
１６ 排気バルブ
１８ インジェクタ
２０ 酸化触媒
２２ ＤＰＦ装置
２４ 車速センサ
２５ 大気温度センサ
２６ 回転数センサ
２８ 指示噴射量
３０ ＤＰＦ前温度センサ
３２ ＥＣＵ
３４ 定常走行判定部
３６ 出力算出部
３８ 第１のギヤ選択部
４０ ギヤ段マップ
４２ 最適値算出部
４４ 第２のギヤ選択部
４６ 制御部
４８ 排気温度マップ
５０ 酸化反応温度マップ
５４ 大気温度補正係数マップ
６０ 排気λマップ
６２ 排ガス流量マップ
６４ ＰＭ燃焼補正係数マップ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Engine 2 Cylinder block 4 Cylinder head 6 Intake passage 8 Exhaust passage 10 Piston 12 Combustion chamber 14 Intake valve 16 Exhaust valve 18 Injector 20 Oxidation catalyst 22 DPF device 24 Vehicle speed sensor 25 Atmospheric temperature sensor 26 Rotational speed sensor 28 Instruction injection amount 30 DPF Pre-temperature sensor 32 ECU
34 Steady Travel Determination Unit 36 Output Calculation Unit 38 First Gear Selection Unit 40 Gear Stage Map 42 Optimal Value Calculation Unit 44 Second Gear Selection Unit 46 Control Unit 48 Exhaust Temperature Map 50 Oxidation Reaction Temperature Map 54 Atmospheric Temperature Correction Coefficient Map 60 Exhaust λ map 62 Exhaust gas flow rate map 64 PM combustion correction coefficient map
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012002484AJP5843154B2 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Exhaust gas purification apparatus and control method thereof |
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2012002484AJP5843154B2 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Exhaust gas purification apparatus and control method thereof |
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2013142432A JP2013142432A (en) | 2013-07-22 |
| JP2013142432A5 JP2013142432A5 (en) | 2014-10-23 |
| JP5843154B2true JP5843154B2 (en) | 2016-01-13 |
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2012002484AExpired - Fee RelatedJP5843154B2 (en) | 2012-01-10 | 2012-01-10 | Exhaust gas purification apparatus and control method thereof |
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5843154B2 (en) |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101694012B1 (en)* | 2015-06-18 | 2017-01-06 | 현대자동차주식회사 | A method for controlling water pump of vehicle and an apparatus therefor |
| KR101846327B1 (en)* | 2016-09-26 | 2018-04-09 | 현대오트론 주식회사 | Apparatus and method for controlling automatic transmission |
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5924910U (en)* | 1982-08-05 | 1984-02-16 | 三菱自動車工業株式会社 | Automobile exhaust gas purification device |
| JP2000220511A (en)* | 1999-01-28 | 2000-08-08 | Honda Motor Co Ltd | Control device for internal combustion engine |
| JP3832352B2 (en)* | 2002-02-08 | 2006-10-11 | 日産自動車株式会社 | Vehicle engine control device |
| JP2004211638A (en)* | 2003-01-07 | 2004-07-29 | Nissan Motor Co Ltd | Filter regeneration control device for diesel engine |
| JP4432693B2 (en)* | 2003-09-19 | 2010-03-17 | 日産自動車株式会社 | BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an engine exhaust purification device, and more particularly to an improvement in a filter regeneration processing technique for collecting particulate matter in engine exhaust. |
| JP2005207242A (en)* | 2004-01-20 | 2005-08-04 | Honda Motor Co Ltd | Particulate filter regeneration processing control device |
| JP4489632B2 (en)* | 2005-04-26 | 2010-06-23 | 本田技研工業株式会社 | Transmission shift instruction method |
| JP2007170193A (en)* | 2005-12-19 | 2007-07-05 | Mitsubishi Motors Corp | Exhaust purification device |
| JP4752636B2 (en)* | 2006-06-15 | 2011-08-17 | トヨタ自動車株式会社 | Control device for internal combustion engine |
| JP5215940B2 (en)* | 2009-05-28 | 2013-06-19 | 富士重工業株式会社 | Coordinated control device for engine and continuously variable transmission |
| JP2011220260A (en)* | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | Engine control device |
| JP5674393B2 (en)* | 2010-09-16 | 2015-02-25 | ヤンマー株式会社 | Drive system control device for work vehicle |
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2013142432A (en) | 2013-07-22 |
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6353797B2 (en) | Engine and work vehicle equipped with the engine | |
| JP2008196394A (en) | Exhaust gas purification device for in-vehicle internal combustion engine | |
| US9067160B2 (en) | Exhaust gas purification system | |
| JP2011089466A (en) | Exhaust emission control device for diesel engine | |
| JP5843154B2 (en) | Exhaust gas purification apparatus and control method thereof | |
| JP5060540B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2006037925A (en) | Exhaust emission control device of engine | |
| JP5338596B2 (en) | Fuel supply control device for internal combustion engine | |
| JP2010077919A (en) | Engine control device | |
| JP2008202574A (en) | Exhaust gas purification device for in-vehicle diesel engine | |
| JP5923930B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2008038779A (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP5731343B2 (en) | Exhaust gas purification system for internal combustion engine | |
| JP3931873B2 (en) | Diesel hybrid car | |
| JP6510459B2 (en) | DPF manual regeneration control device | |
| JP5736759B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2005155532A (en) | Exhaust emission control device | |
| JP5613477B2 (en) | Particulate filter regeneration device | |
| JP4144557B2 (en) | Exhaust purification device | |
| JP5716652B2 (en) | Control device for hybrid vehicle | |
| JP4512519B2 (en) | Exhaust gas purification device for internal combustion engine | |
| JP2008215218A (en) | In-vehicle internal combustion engine fuel level warning device | |
| JP2005171876A (en) | Exhaust emission control device of engine | |
| JP2006220036A (en) | Control system for hybrid engine with filter | |
| JP5799591B2 (en) | Internal combustion engine control device |
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date:20140904 | |
| A621 | Written request for application examination | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date:20140910 | |
| A977 | Report on retrieval | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date:20150730 | |
| A131 | Notification of reasons for refusal | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date:20150807 | |
| A521 | Written amendment | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date:20151006 | |
| 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:20151023 | |
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) | Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date:20151105 | |
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model | Ref document number:5843154 Country of ref document:JP Free format text:JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 | |
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |