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JP6520690B2 - Exhaust purification system - Google Patents

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Description

排気管内に存在する排気を浄化する排気浄化システムに関する。   The present invention relates to an exhaust gas purification system for purifying exhaust gas present in an exhaust pipe.

車両用ディーゼルエンジンなどの内燃機関では、リーン燃焼が行われることによりNOx(窒素酸化物)が排出されるため、排気中のNOxを浄化するための技術として、排気系にNOx吸蔵還元型の触媒(以下、NOx触媒という)を設けることが多い。NOx触媒は、排気の雰囲気が空燃比リーンの時に排気中のNOxを吸蔵し、空燃比リッチになった時に排気中のHCやCOといった還元成分により吸蔵NOxを還元除去する特性を有している。ただし、空燃比リッチであっても排気に含まれるHCやCOが少ないと、NOx触媒は吸蔵NOxを還元除去することができない。   In an internal combustion engine such as a diesel engine for vehicles, NOx (nitrogen oxide) is discharged by performing lean combustion. Therefore, as a technology for purifying NOx in exhaust gas, a catalyst of NOx storage reduction type in an exhaust system In many cases (hereinafter referred to as NOx catalyst). The NOx catalyst has the property of storing NOx in the exhaust gas when the atmosphere of the exhaust gas is lean in air-fuel ratio, and reducing and removing the stored NOx by reducing components such as HC and CO in the exhaust gas when the air-fuel ratio becomes rich. . However, even if the air-fuel ratio is rich, if the amount of HC and CO contained in the exhaust is small, the NOx catalyst can not reduce and remove the stored NOx.

特許文献1に記載の技術では、排気管内のNOx触媒上流にHC供給装置(以下、添加弁と呼称)を取り付け、排気の中に均一に混入するように燃料(HC)を供給することで、吸蔵NOxを還元することが可能となる。   In the technology described in Patent Document 1, an HC supply device (hereinafter referred to as an addition valve) is attached upstream of the NOx catalyst in the exhaust pipe to supply fuel (HC) so as to be uniformly mixed in the exhaust gas. It becomes possible to reduce the stored NOx.

特開平8−284647号公報JP-A-8-284647

特許文献1に開示の添加弁は、エンジンによって直接に駆動されるフィードポンプ(以下、メカフィードポンプと呼称)から燃料が供給され、エンジンの回転数に対応するフィード圧(フィードポンプの吐出燃料の圧力)で加圧された燃料を排気管内に噴射する。   The addition valve disclosed in Patent Document 1 is supplied with fuel from a feed pump (hereinafter referred to as a mechanical feed pump) driven directly by the engine, and is supplied with a feed pressure corresponding to the number of revolutions of the engine The fuel pressurized at pressure) is injected into the exhaust pipe.

このような添加弁には燃料を噴射するために必要なフィード圧があるが、メカフィードポンプ(機械式供給ポンプ)のポンプ回転数が低いことで、燃料を適切に噴射するために必要なフィード圧に届かないことがある。この場合、添加弁は燃料をNOx触媒に適切に供給することができず、吸蔵NOxを満足に還元除去できないおそれがある。   Although such an addition valve has a feed pressure necessary to inject fuel, the feed speed required to inject fuel properly due to the low pump rotational speed of the mechanical feed pump (mechanical feed pump) It may not reach to pressure. In this case, the addition valve can not appropriately supply the fuel to the NOx catalyst, and there is a possibility that the stored NOx can not be satisfactorily reduced and removed.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その主たる目的は、機械式供給ポンプの回転速度が低回転域にあっても、添加弁が安定して排気管内に排気浄化用の添加剤を添加することが可能な排気浄化システムを提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its main object is to stabilize the addition valve and to purify the exhaust gas in the exhaust pipe even if the rotational speed of the mechanical supply pump is in a low rotational speed region. It is an object of the present invention to provide an exhaust purification system capable of adding the following additives.

本発明は、排気浄化システムであって、内燃機関の排気管に配置され、排気を浄化する浄化部と、前記排気管における前記浄化部よりも上流に配置され、前記排気管内に排気浄化用の添加剤を添加する添加弁と、前記内燃機関の駆動力により前記内燃機関の回転速度に応じた回転速度で駆動され、前記添加剤を加圧して前記添加弁に供給する機械式供給ポンプと、モータによって駆動し、前記添加剤の供給源から前記添加剤を加圧して前記機械式供給ポンプに供給する電動式供給ポンプと、前記機械式供給ポンプから前記添加弁に供給される前記添加剤の圧力を添加弁直前圧として検出する直前圧検出部と、前記直前圧検出部により検出された前記添加弁直前圧が所定圧力よりも低い場合に、前記添加弁直前圧が前記所定圧力よりも高くなるように、前記電動式供給ポンプを駆動させる駆動部と、を備えることを特徴とする。   The present invention is an exhaust gas purification system, which is disposed in an exhaust pipe of an internal combustion engine and is disposed upstream of a purification unit for purifying the exhaust gas and the purification unit in the exhaust pipe, for exhaust gas purification in the exhaust pipe. An additive valve for adding an additive, and a mechanical feed pump driven at a rotational speed according to a rotational speed of the internal combustion engine by a driving force of the internal combustion engine to pressurize the additive and supply the additive valve to the additive valve; A motor-driven feed pump driven by a motor to pressurize the additive from the additive supply source to supply the additive to the mechanical feed pump; and an additive supplied from the mechanical feed pump to the additive valve A pressure immediately before the addition valve is detected as a pressure immediately before the addition valve, and the pressure immediately before the addition valve detected by the pressure immediately before the addition valve is lower than a predetermined pressure, the pressure immediately before the addition valve is higher than the predetermined pressure Become Sea urchin, characterized in that it comprises a driving unit for driving the electric supply pump.

添加弁により排気管内に排気浄化用の添加剤が添加され、添加された添加剤を用いて浄化部により排気が浄化される。この添加弁は、供給される添加剤の圧力が所定圧力に達さなければ、添加弁は適切に添加剤を排気管内に添加することができない。このため、仮に内燃機関により直接駆動する機械式供給ポンプのみの構成だと、機械式供給ポンプの回転速度が低回転域となった場合に、添加弁に供給される添加剤の圧力が所定圧力に達するほどに十分な添加剤を機械式供給ポンプが供給できないおそれがある。   An additive for exhaust gas purification is added into the exhaust pipe by the addition valve, and the exhaust gas is purified by the purification unit using the added additive. The addition valve can not properly add the additive into the exhaust pipe unless the pressure of the supplied additive reaches a predetermined pressure. Therefore, if only the mechanical supply pump is driven directly by the internal combustion engine, the pressure of the additive supplied to the addition valve is a predetermined pressure when the rotational speed of the mechanical supply pump is in the low rotation range. The mechanical feed pump may not be able to supply enough additives to reach

本排気浄化システムでは、この対策として、電動式供給ポンプを備えている。直前圧検出部により検出された添加弁直前圧が所定圧力よりも低い場合に、添加弁直前圧が所定圧力よりも高くなるように、駆動部により電動式供給ポンプを駆動させる。これにより、機械式供給ポンプの回転速度が低回転域にあっても、電動式供給ポンプによる添加剤の供給アシストを行う事により添加弁直前圧を所定圧力にまで上昇させることができ、添加弁は安定して排気管内に添加剤を添加することが可能となる。   In the exhaust gas purification system, an electric supply pump is provided as a countermeasure. When the immediately before the addition valve detected by the immediately preceding pressure detection unit is lower than the predetermined pressure, the drive unit drives the electric supply pump so that the immediately before the addition valve pressure becomes higher than the predetermined pressure. As a result, even if the rotational speed of the mechanical supply pump is in the low rotation range, the pressure immediately before the addition valve can be raised to a predetermined pressure by performing the supply of the additive by the electric supply pump. Thus, it becomes possible to stably add the additive into the exhaust pipe.

本実施形態に係るエンジンシステムの概略構成図である。It is a schematic block diagram of an engine system concerning this embodiment. 図1に記載の燃料ポンプの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the fuel pump of FIG. メカフィードポンプのポンプ回転速度依存的に変動するメカフィードポンプの燃料圧力を示す図である。It is a figure which shows the fuel pressure of a mechanical feed pump which fluctuates depending on pump rotational speed of a mechanical feed pump. 本実施形態に係るECUにより実施される制御フローチャートである。It is a control flowchart implemented by ECU concerning this embodiment. メカフィードポンプのポンプ回転速度依存的に変動するメカフィードポンプの燃料供給量を示す図である。It is a figure which shows the fuel supply amount of a mechanical feed pump which fluctuates depending on pump rotational speed of a mechanical feed pump. 図4に記載のステップS170のサブルーチン処理である。It is a subroutine process of step S170 described in FIG. 別例に係るECUにより実施される制御フローチャートである。It is a control flowchart implemented by ECU which concerns on another example. 別例に係るECUにより実施される制御フローチャートである。It is a control flowchart implemented by ECU which concerns on another example. 別例に係るECUにより実施される制御フローチャートである。It is a control flowchart implemented by ECU which concerns on another example.

以下、本発明にかかる排気浄化システムを車両用ディーゼル機関の排気浄化システムに適用した一実施形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, an embodiment in which an exhaust gas purification system according to the present invention is applied to an exhaust gas purification system of a diesel engine for a vehicle will be described with reference to the drawings.

図1に、本実施形態にかかる排気浄化システムとエンジンの概略構成を示す。   FIG. 1 shows a schematic configuration of an exhaust gas purification system and an engine according to the present embodiment.

図示されるように、クランク軸23の回転に伴って駆動される機関駆動式の燃料ポンプ24によって、燃料タンク(供給源に該当)20内の燃料が汲み上げられる。燃料は、後述の電動フィードポンプ(電動式供給ポンプに該当)21と、燃料フィルタ22とを介して、燃料ポンプ24により汲み上げられる。   As illustrated, the fuel in the fuel tank (corresponding to a supply source) 20 is pumped up by an engine-driven fuel pump 24 driven in accordance with the rotation of the crankshaft 23. The fuel is pumped up by a fuel pump 24 via an electric feed pump (corresponding to an electric supply pump) 21 described later and a fuel filter 22.

クランク軸23付近には、クランク軸23の回転角度を検出するクランク角度センサ27が設けられている。また、燃料タンク20から燃料ポンプ24までの燃料供給経路には、燃料フィルタ22を通過する前後の燃料の差圧ΔPfを検出する差圧センサ32が設けられている。   In the vicinity of the crankshaft 23, a crank angle sensor 27 for detecting the rotation angle of the crankshaft 23 is provided. Further, in the fuel supply path from the fuel tank 20 to the fuel pump 24, a differential pressure sensor 32 for detecting a differential pressure ΔPf of the fuel before and after passing through the fuel filter 22 is provided.

燃料ポンプ24から吐出される燃料は、コモンレール(蓄圧容器に該当)25に加圧供給(圧送)される。燃料ポンプ24からの燃料の圧送によりコモンレール25内の燃料が高圧状態で保持され、そのコモンレール25内の高圧燃料がインジェクタ11に供給される。そして、当該インジェクタ11の開弁動作に伴いエンジン10の各気筒に噴射供給される。また、エンジン10には吸気管12と排気管13とが接続されており、吸気管12を通じて空気が気筒内に導入されるとともに、燃料の燃焼後の排気が排気管13を通じて排出される。   The fuel discharged from the fuel pump 24 is pressurized and supplied (pumped) to the common rail 25 (corresponding to an accumulator). The fuel in the common rail 25 is held at a high pressure by the pumping of the fuel from the fuel pump 24, and the high pressure fuel in the common rail 25 is supplied to the injectors 11. Then, with the valve opening operation of the injector 11, the fuel is injected and supplied to each cylinder of the engine 10. Further, an intake pipe 12 and an exhaust pipe 13 are connected to the engine 10, air is introduced into the cylinder through the intake pipe 12, and exhaust gas after fuel combustion is discharged through the exhaust pipe 13.

排気管13には、排気浄化を行うための後処理システムとして、排気中のNOxを浄化するためのNOx吸蔵還元型の触媒14(以下、NOx触媒と呼称する)が設けられている。NOx触媒14は、周知のとおり、リーン燃焼時において排気中に含まれるNOxを吸蔵するとともに、リッチ燃焼時において排気中に含まれるHC、COといった還元成分を用いて、吸蔵したNOxを還元除去するものである。このNOx触媒14は、浄化部に該当する。   The exhaust pipe 13 is provided with a NOx storage / reduction type catalyst 14 (hereinafter referred to as a NOx catalyst) for purifying NOx in the exhaust as a post-treatment system for purifying exhaust gas. As well known, the NOx catalyst 14 occludes NOx contained in the exhaust at the time of lean combustion, and reduces and eliminates the occluded NOx using a reducing component such as HC or CO contained in the exhaust at the time of rich combustion. It is a thing. The NOx catalyst 14 corresponds to the purification unit.

排気管13においてNOx触媒14の上流側には、燃料(還元剤に該当)をNOx触媒14の上流部に添加供給するための添加弁15が設けられている。添加弁15には、燃料ポンプ24によって燃料タンク20から汲み上げられた低圧燃料の一部が供給され、開弁動作に伴い添加弁15から排気管13内に燃料が添加供給される。燃料ポンプ24から添加弁15までの燃料供給経路には、添加弁15に供給される燃料の圧力(以下、添加弁直前圧P2と呼称)を検出する第一圧力センサ(直前圧検出部に該当)26が設けられている。   On the upstream side of the NOx catalyst 14 in the exhaust pipe 13, an addition valve 15 for adding and supplying a fuel (corresponding to a reducing agent) to the upstream portion of the NOx catalyst 14 is provided. A part of the low pressure fuel pumped up from the fuel tank 20 by the fuel pump 24 is supplied to the addition valve 15, and the fuel is added and supplied from the addition valve 15 into the exhaust pipe 13 with the valve opening operation. The fuel supply path from the fuel pump 24 to the addition valve 15 corresponds to a first pressure sensor (immediate pressure detection unit) that detects the pressure of fuel supplied to the addition valve 15 (hereinafter referred to as addition valve immediately before pressure P2). ) Is provided.

燃料タンク20内には、電動フィードポンプ21が設けられているほか、第一リターン流路(リターン流路に該当)29が接続されている。第一リターン流路29は、燃料ポンプ24を構成する後述の収容室54からのリーク燃料を還流するための流路である。   In the fuel tank 20, in addition to the electric feed pump 21, a first return flow path (corresponding to a return flow path) 29 is connected. The first return flow path 29 is a flow path for returning leaked fuel from a storage chamber 54 described later that constitutes the fuel pump 24.

電動フィードポンプ21は、DCモータ21aを動力源とする電動式のフィードポンプである。電動フィードポンプ21には電動ポンプドライバ28が接続され、電動ポンプドライバ28にはECU30が接続されている。電動ポンプドライバ28は、ECU30の制御によりDCモータ21aを駆動させ、必要に応じて燃料ポンプ24へと燃料を供給アシストする。   The electric feed pump 21 is an electric feed pump that uses a DC motor 21 a as a power source. An electric pump driver 28 is connected to the electric feed pump 21, and an ECU 30 is connected to the electric pump driver 28. The electric pump driver 28 drives the DC motor 21a under the control of the ECU 30, and assists the fuel pump 24 to supply the fuel as needed.

ECU(駆動部に該当)30は、CPU、メモリ等を備えた周知のマイクロコンピュータを主体とする電子制御ユニットである。ECU30には、第一圧力センサ26、クランク角度センサ27、差圧センサ32、及び後述の温度センサ55の検出値が入力され、メモリは各種センサの検出値を記憶する。メモリには、この他各種プログラムが記憶されており、CPUはメモリに記憶されたプログラムを実施することにより、添加弁15の燃料噴射制御、電動フィードポンプ21及び燃料ポンプ24の駆動制御を含むエンジン10を主体とするエンジンシステムの各部が制御される。   The ECU (corresponding to a drive unit) 30 is an electronic control unit mainly composed of a known microcomputer provided with a CPU, a memory and the like. Detection values of the first pressure sensor 26, the crank angle sensor 27, the differential pressure sensor 32, and a temperature sensor 55 described later are input to the ECU 30, and the memory stores detection values of various sensors. Various other programs are stored in the memory, and the CPU executes the program stored in the memory to execute the engine including the fuel injection control of the addition valve 15 and the drive control of the electric feed pump 21 and the fuel pump 24. Each part of the engine system mainly composed of 10 is controlled.

図2に、燃料ポンプ24の構成を示す。   The structure of the fuel pump 24 is shown in FIG.

この燃料ポンプ24は、基本的には、メカフィードポンプ(機械式供給ポンプに該当)40によって燃料タンク20から汲み上げられた燃料をプランジャポンプ(高圧ポンプに該当)50にて加圧して吐出するものであり、且つプランジャポンプ50に吸入される燃料量が調量弁60により調節されるものである。   Basically, the fuel pump 24 pressurizes the fuel pumped from the fuel tank 20 by a mechanical feed pump (corresponding to a mechanical supply pump) 40 by a plunger pump (corresponding to a high pressure pump) and discharges the fuel. And the amount of fuel drawn into the plunger pump 50 is regulated by the metering valve 60.

メカフィードポンプ40は、クランク軸23の回転により駆動されるトロコイドポンプであり、燃料に含まれる異物を取り除くために設けられたゴーズフィルタ41を通過した燃料を、添加弁15及びプランジャポンプ50へ送る低圧供給ポンプとして機能する。また、メカフィードポンプ40は、燃料を添加弁15及びプランジャポンプ50へ送るほか、クランク軸23を収容する収容室54にも潤滑油としての燃料を送る。収容室54に送られる燃料は、通過する燃料を絞るオリフィス56を通過する。そして、収容室54からリークした燃料は第一リターン流路29を経由して燃料タンク20に戻る。この収容室54には、収容室54内に流入する燃料の温度Thfを検出する温度センサ(温度検出部に該当)55が備えられており、温度センサ55は検出した検出値をECU30に送信する。   The mechanical feed pump 40 is a trochoid pump driven by the rotation of the crankshaft 23, and feeds the fuel, which has passed through the goose filter 41 provided to remove foreign matter contained in the fuel, to the addition valve 15 and the plunger pump 50. It functions as a low pressure supply pump. Further, the mechanical feed pump 40 not only sends the fuel to the addition valve 15 and the plunger pump 50, but also sends the fuel as the lubricating oil to the storage chamber 54 that stores the crankshaft 23. The fuel sent to the storage chamber 54 passes through an orifice 56 for throttling the passing fuel. Then, the fuel leaked from the storage chamber 54 returns to the fuel tank 20 via the first return flow passage 29. The storage chamber 54 is provided with a temperature sensor (corresponding to a temperature detection unit) 55 for detecting the temperature Thf of the fuel flowing into the storage chamber 54, and the temperature sensor 55 transmits the detected value to the ECU 30. .

メカフィードポンプ40により収容室54に供給される燃料の一部は、第二リターン流路33を介してメカフィードポンプ40とゴーズフィルタ41との間の経路に還流される。この第二リターン流路33には、レギュレータバルブ42が設けられている。レギュレータバルブ42は、メカフィードポンプ40の吐出圧が所定吐出圧よりも高くなるときにメカフィードポンプ40の吐出側と供給側とを連通させるものであり、これにより、メカフィードポンプ40により供給される燃料の圧力が所定吐出圧以下に制限される。   A part of the fuel supplied to the storage chamber 54 by the mechanical feed pump 40 is returned to the path between the mechanical feed pump 40 and the goose filter 41 via the second return flow path 33. A regulator valve 42 is provided in the second return flow passage 33. The regulator valve 42 causes the discharge side and the supply side of the mechanical feed pump 40 to communicate with each other when the discharge pressure of the mechanical feed pump 40 becomes higher than a predetermined discharge pressure. The fuel pressure is limited to a predetermined discharge pressure or less.

プランジャポンプ50は、調量弁60によって調量された燃料を加圧して外部へ吐出(圧送)するプランジャポンプである。このプランジャポンプ50は、クランク軸23の駆動力に基づいて往復駆動されるプランジャ51と、このプランジャ51の往復動によって容積が変化する加圧室52と、加圧室52とコモンレール25側とを連通及び遮断する吐出弁61とを備える。   The plunger pump 50 is a plunger pump that pressurizes the fuel regulated by the metering valve 60 and discharges (pumps) the fuel to the outside. The plunger pump 50 has a plunger 51 reciprocally driven based on the driving force of the crank shaft 23, a pressurizing chamber 52 whose volume is changed by the reciprocating movement of the plunger 51, and the pressurizing chamber 52 and the common rail 25 side. And a discharge valve 61 which communicates and shuts off.

プランジャ51は、クランク軸23が回転するとプランジャ51が圧送上死点と圧送下死点との間を往復動する。ここで、プランジャ51の下降により加圧室52内の圧力が低下すると、吐出弁61が閉弁するとともに、調量弁60を介してメカフィードポンプ40から加圧室52内に燃料が吸入される。逆に、プランジャ51の上昇により加圧室52内の圧力が上昇し、加圧室52内の圧力が閾値を超えて高くなると、吐出弁61が開弁して加圧室52内で加圧された高圧燃料がコモンレール25に向けて吐出(圧送)される。   When the crankshaft 23 rotates, the plunger 51 reciprocates between the pumping top dead center and the pumping bottom dead center. Here, when the pressure in the pressurizing chamber 52 is lowered by the lowering of the plunger 51, the discharge valve 61 is closed, and the fuel is sucked into the pressurizing chamber 52 from the mechanical feed pump 40 through the adjusting valve 60. Ru. Conversely, when the pressure in the pressure chamber 52 rises due to the rise of the plunger 51 and the pressure in the pressure chamber 52 becomes higher than the threshold value, the discharge valve 61 is opened to pressurize in the pressure chamber 52. The high pressure fuel thus discharged is discharged (pumped) toward the common rail 25.

上記構成における添加弁15は、添加弁直前圧P2が所定圧力Ptrgよりも高くなった場合に、安定して燃料を排気管13内に添加供給することができる。なお、所定圧力Ptrgは、設けられる添加弁15に依存して変動する値である。   The addition valve 15 in the above configuration can stably add and supply fuel into the exhaust pipe 13 when the pressure immediately before the addition valve P2 becomes higher than the predetermined pressure Ptrg. The predetermined pressure Ptrg is a value that varies depending on the addition valve 15 provided.

仮に電動フィードポンプ21が存在せず、メカフィードポンプ40のみで添加弁15に燃料を供給する構成である場合を想定する。この場合、メカフィードポンプ40はクランク軸23の回転により駆動されるものであるため、クランク軸23の回転速度が低いと、メカフィードポンプ40のポンプ回転速度もまた低くなり、図3に記載されるようにメカフィードポンプ40が吐出する燃料の圧力もまた低くなる。特に、アイドル時のポンプ回転速度を含めた所定範囲におけるポンプ回転速度では、メカフィードポンプ40が添加弁15へ供給する燃料の圧力が所定圧力Ptrgよりも低くなるため、添加弁15は排気管13内に安定して燃料を添加供給することができないおそれがある。   It is assumed that the electric feed pump 21 is not present and the fuel is supplied to the addition valve 15 only by the mechanical feed pump 40. In this case, since the mechanical feed pump 40 is driven by the rotation of the crankshaft 23, when the rotational speed of the crankshaft 23 is low, the pump rotational speed of the mechanical feed pump 40 is also low, as shown in FIG. The pressure of fuel discharged by the mechanical feed pump 40 also decreases. In particular, at the pump rotational speed in a predetermined range including the pump rotational speed at idle, the pressure of the fuel supplied to the addition valve 15 by the mechanical feed pump 40 becomes lower than the predetermined pressure Ptrg. There is a risk that fuel can not be added and supplied stably inside.

この対策として、本実施形態では、電動フィードポンプ21を備えている。メカフィードポンプ40が添加弁15に十分な燃料を供給することができず、添加弁直前圧P2が所定圧力Ptrgよりも低い場合に、電動フィードポンプ21に添加弁直前圧P2が所定圧力Ptrgよりも高くなるように燃料の供給アシストを実施させる。   As a countermeasure, in the present embodiment, the electric feed pump 21 is provided. When the mechanical feed pump 40 can not supply sufficient fuel to the addition valve 15 and the pressure immediately before the addition valve P2 is lower than the predetermined pressure Ptrg, the pressure P2 immediately before the addition valve is smaller than the predetermined pressure Ptrg. The fuel supply assist is carried out so as to be higher.

本実施形態では、ECU30により後述する図4に記載の供給アシスト制御を実施する。図4に示す供給アシスト制御は、ECU30が電源オンしている期間中にECU30によって所定周期で繰り返し実施される。   In the present embodiment, the ECU 30 implements supply assist control described in FIG. 4 described later. The supply assist control shown in FIG. 4 is repeatedly performed by the ECU 30 in a predetermined cycle while the ECU 30 is powered on.

まず、ステップS100にて、クランク角度センサ27により検出されたクランク軸23の回転角度からクランク軸23の回転速度(エンジン回転速度)NEを算出する。ステップS110では、温度センサ55により検出される収容室54内に流入する燃料の温度Thfを取得する。ステップS120では、第一圧力センサ26により検出される添加弁直前圧P2を取得する。
ステップS130では、燃料の体積弾性係数Eを(1)式に基づいて算出する。この燃料の体積弾性係数Eは、添加弁直前圧P2と温度Thfとに依存して変化する。
First, in step S100, the rotational speed (engine rotational speed) NE of the crankshaft 23 is calculated from the rotational angle of the crankshaft 23 detected by the crank angle sensor 27. In step S110, the temperature Thf of the fuel flowing into the storage chamber 54 detected by the temperature sensor 55 is acquired. In step S120, the pressure immediately before the addition valve P2 detected by the first pressure sensor 26 is acquired.
In step S130, the bulk modulus E of the fuel is calculated based on equation (1). The bulk elastic modulus E of the fuel changes depending on the pressure P2 immediately before the addition valve and the temperature Thf.

Figure 0006520690
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ステップS140では、目標燃料供給量Qtrgを算出する。目標燃料供給量Qtrgは、(2)式を用いて算出する。具体的には、添加弁15が排気管13内に燃料を添加供給可能となる圧力として設定される所定圧力Ptrgと、メカフィードポンプ40から添加弁15までの配管容積Vinjを燃料の体積弾性係数Eで割った商との積を求める。算出された値が目標燃料供給量Qtrgに相当する。   In step S140, a target fuel supply amount Qtrg is calculated. The target fuel supply amount Qtrg is calculated using equation (2). Specifically, a predetermined pressure Ptrg set as a pressure at which the addition valve 15 can add and supply fuel into the exhaust pipe 13, and a pipe volume Vinj from the mechanical feed pump 40 to the addition valve 15 are calculated as the volume elastic coefficient of fuel Find the product of the quotient divided by E. The calculated value corresponds to the target fuel supply amount Qtrg.

Figure 0006520690
Figure 0006520690

図5には、エンジン回転速度NEに依存して変動するメカフィードポンプ40により添加弁15に供給される燃料供給量が記載されている。ステップS150では、図5に記載されるマップに基づいて、現在のエンジン回転速度NEに対応するメカフィードポンプ40の燃料供給量Qmfを取得する。   FIG. 5 shows the fuel supply amount supplied to the addition valve 15 by the mechanical feed pump 40 which varies depending on the engine rotational speed NE. In step S150, the fuel supply amount Qmf of the mechanical feed pump 40 corresponding to the current engine rotational speed NE is acquired based on the map described in FIG.

そして、ステップS160にて、メカフィードポンプ40の燃料供給量Qmfが目標燃料供給量Qtrgよりも多いか否かを判定することで、メカフィードポンプ40の燃料供給量Qmfのみで添加弁15は排気管13内に安定して燃料を添加供給することができるか否かを判定する。燃料供給量Qmfが目標燃料供給量Qtrgよりも多いと判定した場合には(S160:YES)、本制御を終了する。燃料供給量Qmfが目標燃料供給量Qtrgよりも少ない場合には(S160:NO)、ステップS170に進む。ステップS170では、後述の演算処理により電動フィードポンプ21が供給すべき燃料の供給アシスト量Qefを算出する。そして、ステップS180に進み、電動フィードポンプ21に供給アシスト量Qefの燃料を添加弁15に対して供給するよう指令し、本制御を終了する。   Then, in step S160, it is determined whether the fuel supply amount Qmf of the mechanical feed pump 40 is larger than the target fuel supply amount Qtrg, so that the addition valve 15 is exhausted only with the fuel supply amount Qmf of the mechanical feed pump 40. It is determined whether fuel can be stably added and supplied in the pipe 13. When it is determined that the fuel supply amount Qmf is larger than the target fuel supply amount Qtrg (S160: YES), this control is ended. If the fuel supply amount Qmf is smaller than the target fuel supply amount Qtrg (S160: NO), the process proceeds to step S170. In step S170, the fuel supply assist amount Qef to be supplied by the electric feed pump 21 is calculated by calculation processing described later. Then, the process proceeds to step S180, where the electric feed pump 21 is instructed to supply the fuel of the supply assist amount Qef to the addition valve 15, and the present control is ended.

次に、図6を参照してECU30により実施される供給アシスト量Qefの算出処理を説明する。当該処理は、図4に記載のステップS170に相当するサブルーチン処理である。   Next, the process of calculating the supply assist amount Qef performed by the ECU 30 will be described with reference to FIG. The said process is a subroutine process corresponded to step S170 of FIG.

まず、ステップS200で、図6でまだ取得していない検出値を各センサから取得する。差圧センサ32から、燃料フィルタ22を通過する前後で変化した燃料の差圧ΔPfを取得する。そして、ステップS210では、第一リターン流路29に流入する燃料の圧力Pretを算出する。具体的には、エンジン回転速度NEに依存して変動する圧力Pretのマップを記憶しておき、そのマップに基づいて、現在のエンジン回転速度NEに対応する圧力Pretを取得する。   First, in step S200, detection values not acquired in FIG. 6 are acquired from each sensor. The differential pressure ΔPf of the fuel, which has changed before and after passing through the fuel filter 22, is acquired from the differential pressure sensor 32. Then, in step S210, the pressure Pret of the fuel flowing into the first return flow passage 29 is calculated. Specifically, a map of the pressure Pret that fluctuates depending on the engine rotational speed NE is stored, and based on the map, the pressure Pret corresponding to the current engine rotational speed NE is acquired.

ステップS220では、メカフィードポンプ40がプランジャポンプ50を介してコモンレール25に供給すべき要求吐出量Qcmを取得する。この要求吐出量Qcmは、エンジン回転速度NE及びエンジン負荷(例えばアクセル開度)に依存して変動する。ステップS230では、添加弁15の要求噴射量Qaddを取得する。これは、NOx触媒14に吸蔵されたNOxを還元除去するために必要と想定される還元剤の量に相当する。   In step S220, the mechanical feed pump 40 acquires the required discharge amount Qcm to be supplied to the common rail 25 via the plunger pump 50. The required discharge amount Qcm fluctuates depending on the engine rotation speed NE and the engine load (for example, the accelerator opening). In step S230, the required injection amount Qadd of the addition valve 15 is acquired. This corresponds to the amount of reducing agent assumed to be required to reduce and remove the NOx stored in the NOx catalyst 14.

ステップS240では、(3)式に基づいて流量減少係数Kfを算出する。この流量減少係数Kfは、燃料が燃料フィルタ22を通過する際に減少する燃料量を係数化したものである。よって、流量減少係数Kfは、差圧センサ32により検出された燃料フィルタ22を通過する前後の燃料の差圧ΔPfに基づいて算出される。   In step S240, the flow rate reduction coefficient Kf is calculated based on equation (3). The flow rate reduction coefficient Kf is obtained by converting the amount of fuel which decreases as the fuel passes through the fuel filter 22. Therefore, the flow rate reduction coefficient Kf is calculated based on the differential pressure ΔPf of the fuel before and after passing through the fuel filter 22 detected by the differential pressure sensor 32.

Figure 0006520690
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ステップS250では、(4)式に基づいてオリフィス56に流入する燃料の流入量Qcofを算出する。この流入量Qcofは、オリフィス56に流入する前のメカフィードポンプ40から供給される燃料の圧力とオリフィス56通過後の燃料の圧力との差圧に基づいて、算出することができる。このとき、オリフィス56に流入する前のメカフィードポンプ40により供給される燃料の圧力は添加弁直前圧P2に相当し、オリフィス56通過後の燃料の圧力は第一リターン流路29内を流れる燃料の圧力Pretに相当する。   In step S250, the inflow amount Qcof of the fuel flowing into the orifice 56 is calculated based on the equation (4). The inflow amount Qcof can be calculated based on the pressure difference between the pressure of the fuel supplied from the mechanical feed pump 40 before flowing into the orifice 56 and the pressure of the fuel after passing through the orifice 56. At this time, the pressure of the fuel supplied by the mechanical feed pump 40 before flowing into the orifice 56 corresponds to the pressure P2 immediately before the addition valve, and the pressure of the fuel after passing through the orifice 56 is the fuel flowing in the first return flow path 29 Corresponds to the pressure Pret.

Figure 0006520690
Figure 0006520690

ステップS260では、(5)式に基づいてレギュレータバルブ42に流入する燃料の流入量Qrvを算出する。具体的には、所定圧力Ptrgから添加弁直前圧P2を引いた差圧と、メカフィードポンプ40からレギュレータバルブ42までの配管容積Vrvを燃料の体積弾性係数Eで割った商との積を求める。算出された値が流入量Qrvに相当する。   In step S260, the inflow amount Qrv of fuel flowing into the regulator valve 42 is calculated based on the equation (5). Specifically, the product of a differential pressure obtained by subtracting the addition valve immediately before pressure P2 from the predetermined pressure Ptrg and a quotient obtained by dividing the pipe volume Vrv from the mechanical feed pump 40 to the regulator valve 42 by the bulk modulus E of fuel . The calculated value corresponds to the inflow amount Qrv.

Figure 0006520690
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ところで、本実施形態のように添加弁15に燃料を供給する場合、様々な要因が添加弁15への燃料供給量に影響を与えることが想定される。   By the way, when supplying fuel to the addition valve 15 as in the present embodiment, it is assumed that various factors affect the amount of fuel supplied to the addition valve 15.

例えば、メカフィードポンプ40は添加弁15に燃料を供給するだけでなく、コモンレール25へ圧送するための燃料をプランジャポンプ50に供給する。あるいは、添加弁15が燃料を排気管13に添加供給する事で添加弁15に供給される燃料量が減少される。または、電動フィードポンプ21とメカフィードポンプ40との間に設けられた燃料フィルタ22に燃料が通過する際に、通過する前と後とで燃料の圧力に損失が生じるおそれがある。つまり、メカフィードポンプ40への燃料の供給量が減少するおそれがある。さらに、燃料の温度の高低により、燃料の粘性が変化し、燃料の流動性が変化することで、燃料の供給量に変動が生じるおそれがある。他にも、収容室54に燃料を供給する際に、燃料はオリフィス56を通過する。このときに、燃料の圧力に損失が生じるおそれがある。つまり、収容室54への燃料の供給量が減少するおそれがある。また、メカフィードポンプ40は添加弁15に燃料を供給するだけでなく、レギュレータバルブ42にも燃料を供給するため、添加弁15への供給量に影響を与えることが想定される。   For example, the mechanical feed pump 40 not only supplies the fuel to the addition valve 15 but also supplies the plunger pump 50 with fuel for pressure feeding to the common rail 25. Alternatively, the addition valve 15 adds fuel to the exhaust pipe 13 to reduce the amount of fuel supplied to the addition valve 15. Alternatively, when the fuel passes through the fuel filter 22 provided between the electric feed pump 21 and the mechanical feed pump 40, the pressure of the fuel may be lost before and after passing. That is, the amount of fuel supplied to the mechanical feed pump 40 may be reduced. Furthermore, the viscosity of the fuel changes with the temperature of the fuel, and the flowability of the fuel changes, which may cause fluctuation in the amount of supplied fuel. Besides, when the fuel is supplied to the storage chamber 54, the fuel passes through the orifice 56. At this time, the pressure of the fuel may be lost. That is, the amount of fuel supplied to the storage chamber 54 may be reduced. Further, since the mechanical feed pump 40 not only supplies fuel to the addition valve 15 but also supplies fuel to the regulator valve 42, it is assumed that the amount supplied to the addition valve 15 is affected.

したがって、ステップS270では、上記の影響を考慮して、電動フィードポンプ21が供給すべき供給アシスト量Qefを算出する。   Therefore, in step S270, the supply assist amount Qef to be supplied by the electric feed pump 21 is calculated in consideration of the above-mentioned influence.

(6)式に記載されるように、メカフィードポンプ40の燃料供給量Qmfと電動フィードポンプ21の供給アシスト量Qefとの和に、流量減少係数Kfを掛けた積は燃料タンク20から汲み上げられた燃料の総量Qtotalである。一方で、(7)式に記載されるように、コモンレール25への要求吐出量Qcmと、添加弁15の要求噴射量Qaddと、オリフィス56に流入する燃料の流入量Qcofと、レギュレータバルブ42に流入する燃料の流入量Qrvとの和もまた、燃料タンク20から汲み上げられた燃料の総量Qtotalに等しい。よって、(6)式と(7)式とを等式として、電動フィードポンプ21の供給アシスト量Qefについて整理する。これにより、導出された式が(8)式である。導出された(8)式を用いて、電動フィードポンプ21の供給アシスト量Qefを算出する。そして、本制御を終了する。   As described in equation (6), the product of the sum of the fuel supply amount Qmf of the mechanical feed pump 40 and the supply assist amount Qef of the electric feed pump 21 multiplied by the flow reduction coefficient Kf is pumped from the fuel tank 20 Fuel total amount Qtotal. On the other hand, as described in equation (7), the required discharge amount Qcm to the common rail 25, the required injection amount Qadd of the adding valve 15, the inflow amount Qcof of fuel flowing into the orifice 56, and the regulator valve 42 The sum of the amount of inflowing fuel Qrv and the amount of inflowing fuel is also equal to the total amount Qtotal of fuel pumped up from the fuel tank 20. Therefore, the supply assist amount Qef of the electric feed pump 21 is organized as the equations (6) and (7). Thus, the derived equation is equation (8). The supply assist amount Qef of the electric feed pump 21 is calculated using the derived equation (8). And this control is ended.

Figure 0006520690
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上記構成により、本実施形態は、以下の効果を奏する。   According to the above configuration, the present embodiment has the following effects.

・メカフィードポンプ40のポンプ回転速度が低回転域にあり、添加弁15に十分な燃料を供給できない場合には、電動フィードポンプ21による燃料の供給アシストを行う事により添加弁直前圧P2を所定圧力Ptrgにまで上昇させることができる。ひいては、添加弁15は安定して排気管13内に燃料を添加することが可能となる。   · If the pump rotational speed of the mechanical feed pump 40 is in the low rotation range and sufficient fuel can not be supplied to the addition valve 15, the fuel feed assist by the electric feed pump 21 is performed to specify the addition valve immediately before pressure P2. The pressure can be raised to Ptrg. As a result, the addition valve 15 can stably add fuel into the exhaust pipe 13.

・(8)式を用いて電動フィードポンプ21の供給アシスト量Qefを算出することで、添加弁15への燃料供給量に影響を与える様々な要因を考慮することができる。したがって、電動フィードポンプ21による供給アシストで添加弁直前圧P2をより正確に所定圧力Ptrgに制御することができ、添加弁15は安定して排気管13内に燃料を供給することが可能となる。   By calculating the supply assist amount Qef of the electric feed pump 21 using the equation (8), various factors that affect the amount of fuel supplied to the addition valve 15 can be taken into consideration. Therefore, the addition valve immediately before the addition valve P2 can be controlled more accurately to the predetermined pressure Ptrg by the supply assist by the electric feed pump 21, and the addition valve 15 can stably supply the fuel into the exhaust pipe 13. .

・メカフィードポンプ40の回転速度は、エンジン10の回転速度NEに応じて変化する。よって、図5に記載のマップを参照することで、メカフィードポンプ40が添加弁15に供給している現在の燃料供給量Qmfを容易に取得することが可能となる。   The rotational speed of the mechanical feed pump 40 changes in accordance with the rotational speed NE of the engine 10. Therefore, by referring to the map shown in FIG. 5, it becomes possible to easily acquire the current fuel supply amount Qmf being supplied to the addition valve 15 by the mechanical feed pump 40.

・第一圧力センサ26はメカフィードポンプ40と添加弁15との間に配置される。これにより、添加弁15に供給される燃料の圧力が直接検出されるため、電動フィードポンプ21による燃料の供給アシストが必要であるか否かの判定、及び燃料の供給アシストが必要である場合の電動フィードポンプ21に指示すべき供給量の演算を精度高く行うことができる。   The first pressure sensor 26 is disposed between the mechanical feed pump 40 and the addition valve 15. Since the pressure of the fuel supplied to the addition valve 15 is directly detected by this, it is determined whether the fuel supply assist by the electric feed pump 21 is necessary and the fuel supply assist is necessary. The calculation of the supply amount to be instructed to the electric feed pump 21 can be performed with high accuracy.

上記実施形態を、以下のように変更して実施することもできる。   The above embodiment can be modified as follows.

・上記実施形態において、添加弁15により排気管13内に添加供給された燃料はNOx触媒14に吸蔵されたNOxの還元除去に使用されていた。このことについて、NOxの還元除去に他の還元剤を使用してもよく、例えば還元剤として尿素水を用いてもよい。   In the above embodiment, the fuel added and supplied into the exhaust pipe 13 by the addition valve 15 is used for reduction and removal of NOx stored in the NOx catalyst 14. In this regard, other reducing agents may be used for the reduction and removal of NOx, for example, urea water may be used as the reducing agent.

・上記実施形態では、温度センサ55が収容室54内に設けられていた。このことについて、必ずしも収容室54内に温度センサ55が設けられる必要はなく、例えば第一リターン流路29に設けられてもよい。   In the above embodiment, the temperature sensor 55 is provided in the storage chamber 54. In this regard, the temperature sensor 55 need not necessarily be provided in the storage chamber 54, and may be provided, for example, in the first return flow passage 29.

・上記実施形態では、NOx触媒14が添加弁15の下流に設けられていた。NOx触媒14の代わりに、DPF(Diesel Particulate Filter)を備えてもよい。この場合、要求噴射量Qaddは、DPFにより捕集されたPMを燃焼するために必要と想定される燃料量に相当するよう設定する。   In the above embodiment, the NOx catalyst 14 is provided downstream of the addition valve 15. Instead of the NOx catalyst 14, a DPF (Diesel Particulate Filter) may be provided. In this case, the required injection amount Qadd is set to correspond to the amount of fuel assumed to be necessary to burn the PM collected by the DPF.

・上記実施形態では、NOx触媒14が添加弁15の下流に設けられていた。このことについて、NOx触媒14よりも上流側に、且つ添加弁15よりも下流側に、DPFを備えてもよい。この場合、要求噴射量Qaddは、DPFにより捕集されたPMを燃焼するために必要と想定される燃料量と、NOx触媒14に吸蔵されたNOxを還元除去するために必要と想定される燃料の量との和に相当する。   In the above embodiment, the NOx catalyst 14 is provided downstream of the addition valve 15. In this regard, the DPF may be provided upstream of the NOx catalyst 14 and downstream of the addition valve 15. In this case, the required injection amount Qadd is a fuel amount assumed to be necessary for burning the PM collected by the DPF, and a fuel necessary for reducing and removing NOx stored in the NOx catalyst 14 It corresponds to the sum of the amount of

・上記実施形態では、添加弁直前圧P2を検出するために、燃料ポンプ24から添加弁15までの燃料供給経路に第一圧力センサ26を設けていた。このことについて、必ずしも燃料ポンプ24から添加弁15までの燃料供給経路に第一圧力センサ26を設ける必要はない。例えば、燃料フィルタ22から燃料ポンプ24までの燃料経路に第二圧力センサ26A(図1,2参照)を設けてもよい。この場合、数式2,5に準じて、第二圧力センサにより検出された圧力と、燃料ポンプ24から添加弁15までの燃料供給経路の配管容積Vinjと、添加弁15に供給される燃料供給量とに基づいて、添加弁直前圧P2を算出することができる(直前圧検出部に相当)。   In the embodiment described above, the first pressure sensor 26 is provided in the fuel supply path from the fuel pump 24 to the addition valve 15 in order to detect the pre-addition valve pressure P2. In this regard, it is not necessary to provide the first pressure sensor 26 in the fuel supply path from the fuel pump 24 to the addition valve 15. For example, a second pressure sensor 26A (see FIGS. 1 and 2) may be provided in the fuel path from the fuel filter 22 to the fuel pump 24. In this case, the pressure detected by the second pressure sensor, the pipe volume Vinj of the fuel supply path from the fuel pump 24 to the addition valve 15, and the fuel supply amount supplied to the addition valve 15 in accordance with Equations 2 and 5. And the addition valve immediately before pressure P2 can be calculated (corresponding to the immediately before pressure detection unit).

・上記実施形態では、燃料ポンプ24から添加弁15までの燃料供給経路に第一圧力センサ26を設け、添加弁直前圧P2を検出させていた。この第一圧力センサ26による添加弁直前圧P2の検出について、添加弁15から排気管13内に燃料が添加供給されることで生じる圧力変動などを実際に検出するまでには多少の遅延(検出遅れ)が発生することが想定される。つまり、第一圧力センサ26が検出した添加弁直前圧P2は、実際には検出遅れの時間分だけ前に生じた添加弁直前圧P2であるおそれがある。したがって、第一圧力センサ26により検出された添加弁直前圧P2を現在の添加弁直前圧P2として用いると、添加弁15に供給される燃料の実際の圧力との間に誤差が生じることになる。このため、現在よりも検出遅れの時間分だけ後に検出される添加弁直前圧P2を予測演算し、その予測演算された添加弁直前圧P2を現在の添加弁直前圧P2として用いてもよい(直前圧検出部に相当)。この場合、添加弁15に供給される燃料の実際の圧力との間に生じる誤差を低減することができる。   In the above embodiment, the first pressure sensor 26 is provided in the fuel supply path from the fuel pump 24 to the addition valve 15 to detect the pressure P2 immediately before the addition valve. The detection of the pressure immediately before the addition valve P2 by the first pressure sensor 26 is slightly delayed until the pressure fluctuation etc. caused by the addition and supply of fuel from the addition valve 15 into the exhaust pipe 13 is actually detected (detection It is assumed that a delay will occur. That is, there is a possibility that the pre-addition valve pressure P2 detected by the first pressure sensor 26 is actually the pre-addition valve pressure P2 generated earlier by the detection delay time. Therefore, if the pre-addition valve pressure P2 detected by the first pressure sensor 26 is used as the current pre-addition valve pressure P2, an error occurs with the actual pressure of the fuel supplied to the addition valve 15 . Therefore, it is possible to predict and calculate the addition valve immediately before pressure P2 detected only after the detection delay time from the present time, and use the predicted addition valve immediately before pressure P2 as the current addition valve immediately before pressure P2 Equivalent to the previous pressure detection unit). In this case, it is possible to reduce an error that occurs between the fuel supplied to the addition valve 15 and the actual pressure of the fuel.

・上記実施形態において、電動フィードポンプ21が供給すべき供給アシスト量Qefは、添加弁15への燃料供給量に影響を与える様々な要因を想定して算出されていた。このことについて、例えば、目標燃料供給量Qtrgからメカフィードポンプ40の燃料供給量Qmfを引くことで算出される差を電動フィードポンプ21が供給すべき供給アシスト量Qefとしてもよい。この場合、図6に記載のサブルーチン処理を行わなくてよいため、供給アシスト量Qefの算出処理の簡便化を図ることが可能となる。   In the above embodiment, the supply assist amount Qef to be supplied by the electric feed pump 21 is calculated on the assumption of various factors that affect the amount of fuel supplied to the addition valve 15. Regarding this, for example, a difference calculated by subtracting the fuel supply amount Qmf of the mechanical feed pump 40 from the target fuel supply amount Qtrg may be set as the supply assist amount Qef to be supplied by the electric feed pump 21. In this case, since it is not necessary to perform the subroutine process shown in FIG. 6, it is possible to simplify the process of calculating the supply assist amount Qef.

本別例又は上記実施形態で算出された供給アシスト量Qefを電動フィードポンプ21が添加弁15に供給しても、添加弁直前圧P2が所定圧力Ptrgよりも大きくならない場合に備え、供給アシスト量Qefのフィードバック制御を実施することが好適である。具体的には、ECU30により後述する図7に記載の供給アシスト量フィードバック処理を実施する。   Even if the electric feed pump 21 supplies the supply assist amount Qef calculated in the present embodiment or the above embodiment to the addition valve 15, the supply assist amount is prepared in case the pressure P2 immediately before the addition valve does not become larger than the predetermined pressure Ptrg. It is preferable to implement Qef feedback control. Specifically, the ECU 30 performs a supply assist amount feedback process described in FIG. 7 described later.

まずステップS300では、第一圧力センサ26に検出させた添加弁直前圧P2を取得する。そして、ステップS310で、所定圧力Ptrgから添加弁直前圧P2を引くことで、圧力乖離量ΔPを算出し、ステップS320に進む。   First, in step S300, the pressure immediately before the addition valve P2 detected by the first pressure sensor 26 is acquired. Then, in step S310, the pressure deviation amount ΔP is calculated by subtracting the pressure immediately before the addition valve P2 from the predetermined pressure Ptrg, and the process proceeds to step S320.

ステップS320では、ΔPが所定範囲内に収まっているか否かを判定する。所定範囲とは、ΔPが0に略一致していることを判定する為の範囲である。ΔPが所定範囲内に収まらない場合には(S320:NO)、ステップS330に進み、ΔPが所定範囲内に収まるように、PID制御により燃料供給量の補正値Qfbを算出する。具体的には、ΔPの比例項、積分項、微分項に基づいて、補正値Qfbを算出する。そして、ステップS340に進む。ΔPが所定範囲内に収まる場合には(S320:YES)、ステップS360に進み、燃料供給量の補正値Qfbを0として設定し、ステップS340に進む。   In step S320, it is determined whether ΔP is within a predetermined range. The predetermined range is a range for determining that ΔP substantially matches zero. If ΔP does not fall within the predetermined range (S320: NO), the process proceeds to step S330, and the correction value Qfb of the fuel supply amount is calculated by PID control so that ΔP falls within the predetermined range. Specifically, the correction value Qfb is calculated based on a proportional term, an integral term, and a differential term of ΔP. Then, the process proceeds to step S340. If ΔP falls within the predetermined range (S320: YES), the process proceeds to step S360, sets the correction value Qfb of the fuel supply amount as 0, and proceeds to step S340.

ステップS340では、本別例又は上記実施形態で算出された電動フィードポンプ21により供給される供給アシスト量Qefに、ステップS330又はステップS360で算出した燃料供給量の補正値Qfbを加算することで、電動フィードポンプ21の補正後燃料供給量Qf_efを算出する。ステップS350では、電動フィードポンプ21に補正後燃料供給量Qf_efの燃料を添加弁15に対して供給するよう指令し、本制御を終了する。これにより、電動フィードポンプ21により燃料の供給アシストを行っているにも関わらず添加弁直前圧P2が所定圧力Ptrgに届かない場合、あるいは電動フィードポンプ21により燃料の供給アシストを行うことで添加弁直前圧P2が所定圧力Ptrgよりも大きくなった場合に対して、電動フィードポンプ21による燃料の供給量の補正を実施することが可能となる。つまり、添加弁直前圧P2をより確実に所定圧力Ptrgに制御することができる。   In step S340, the correction value Qfb of the fuel supply amount calculated in step S330 or step S360 is added to the supply assist amount Qef supplied by the electric feed pump 21 calculated in the other example or the above embodiment. The corrected fuel supply amount Qf_ef of the electric feed pump 21 is calculated. In step S350, the electric feed pump 21 is instructed to supply the fuel of the corrected fuel supply amount Qf_ef to the addition valve 15, and the present control is ended. As a result, even if the fuel feed assist is performed by the electric feed pump 21 and the pressure immediately before the addition valve P2 does not reach the predetermined pressure Ptrg, or the fuel feed assist is performed by the electric feed pump 21, the addition valve It becomes possible to carry out correction of the amount of fuel supply by the electric feed pump 21 when the previous pressure P2 becomes larger than the predetermined pressure Ptrg. That is, the pressure immediately before the addition valve P2 can be more reliably controlled to the predetermined pressure Ptrg.

・上記実施形態では、図4に記載の供給アシスト制御を実施していた。このことについて、必ずしも図4に記載の供給アシスト制御を実施する必要はなく、例えば図8に記載の供給アシスト制御を実施してもよい。   In the above embodiment, the supply assist control described in FIG. 4 is performed. In this regard, the supply assist control described in FIG. 4 does not necessarily have to be performed, and for example, the supply assist control described in FIG. 8 may be performed.

図8は図6を一部変容したものである。すなわち、ステップS210に該当するステップS410とステップS220に該当するステップS420との間には、新規にステップS415が挿入される。また、ステップS250に該当するステップS450とステップS260に該当するステップS460との間には、新規にステップS455が挿入される。さらに、ステップS270に該当するステップS470の処理後に、ステップS480とステップS490を追加する。   FIG. 8 is a partial modification of FIG. That is, step S415 is newly inserted between step S410 corresponding to step S210 and step S420 corresponding to step S220. In addition, step S455 is newly inserted between step S450 corresponding to step S250 and step S460 corresponding to step S260. Furthermore, after the process of step S470 corresponding to step S270, steps S480 and S490 are added.

ステップS415は、図4に記載のステップS150と同一の処理である。また、ステップS455は、図4に記載のステップS130と同一の処理である。ステップS480は、ステップS470にて算出された供給アシスト量Qefが0よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップS470にて算出された供給アシスト量Qefが0よりも小さいと判定した場合には(S480:NO)、本制御を終了する。これは、メカフィードポンプ40による燃料供給のみで目標燃料供給量Qtrgよりも多くの燃料を供給できており、添加弁15は排気管13に安定して燃料を添加供給することができるためである。ステップS470にて算出された供給アシスト量Qefが0よりも大きいと判定した場合には(S480:YES)、ステップS490に進み、電動フィードポンプ21に供給アシスト量Qefの燃料を添加弁15に対して供給するよう指令し、本制御を終了する。   Step S415 is the same process as step S150 described in FIG. Step S455 is the same process as step S130 shown in FIG. Step S480 determines whether the supply assist amount Qef calculated in step S470 is larger than zero. Then, when it is determined that the supply assist amount Qef calculated in step S470 is smaller than 0 (S480: NO), this control is ended. This is because the fuel can be supplied more than the target fuel supply amount Qtrg only by the fuel supply by the mechanical feed pump 40, and the addition valve 15 can stably add the fuel to the exhaust pipe 13 . If it is determined in step S470 that the supply assist amount Qef calculated in step S470 is larger than 0 (S480: YES), the process proceeds to step S490, and the fuel of the supply assist amount Qef is supplied to the electric feed pump 21 with respect to the addition valve 15. Command to supply and complete this control.

それ以外のステップについて、図8のステップS400、ステップS430、及びステップS440の処理は、それぞれ、図6のステップS200、ステップS230、及びステップS240の処理と同一である。   For the other steps, the processes of steps S400, S430, and S440 of FIG. 8 are the same as the processes of steps S200, S230, and S240 of FIG. 6, respectively.

本別例によっても、上記実施形態に準じる効果が奏される。   The effect according to the said embodiment is show | played also by this example of another.

・電動フィードポンプ21が正転駆動により燃料を燃料ポンプ24に送るほか、逆転駆動により燃料ポンプ24に供給した燃料を吸い戻すことができる機能を備えている場合を想定する。この場合、ECU30により後述する図9に記載の逆転駆動処理を実施してもよい。図9に示す逆転駆動処理は、ECU30が電源オンしている期間中にECU30によって所定周期で繰り返し実施される。   It is assumed that the electric feed pump 21 has a function capable of sucking back the fuel supplied to the fuel pump 24 by the reverse driving as well as sending the fuel to the fuel pump 24 by the normal rotation driving. In this case, the ECU 30 may perform reverse drive processing described in FIG. 9 described later. The reverse rotation drive process shown in FIG. 9 is repeatedly performed by the ECU 30 in a predetermined cycle while the ECU 30 is powered on.

まず、ステップS500にて、第一圧力センサ26により検出される検出値に基づいて、燃料の圧力に異常が生じているか否かを判定する。例えば、第一圧力センサ26により検出される検出値が時間経過に伴って想定されない減少を生じさせている。あるいは、図7に記載のフィードバック制御を実施しており、ステップS330で算出される燃料供給量の補正値Qfbが時間の経過に伴って大きくなる場合には、燃料タンク20から供給される燃料が燃料供給経路のある区間で漏れを生じている可能性があるとして異常判定する。または、所定期間における添加弁直前圧P2の変化量が過昇圧であると判定される判定圧力よりも大きい場合に、添加弁15への燃料供給が過剰であるとして異常判定する。   First, in step S500, it is determined based on the detection value detected by the first pressure sensor 26 whether or not there is an abnormality in the pressure of the fuel. For example, the detected value detected by the first pressure sensor 26 causes an unintended decrease over time. Alternatively, when the feedback control described in FIG. 7 is performed and the correction value Qfb of the fuel supply amount calculated in step S330 increases with the passage of time, the fuel supplied from the fuel tank 20 is It is determined that there is a possibility that a leak has occurred in a section of the fuel supply path, and the abnormality is determined. Alternatively, if the amount of change of the addition valve immediately before the addition valve P2 in the predetermined period is larger than the determination pressure determined to be the excessive pressure increase, it is determined that the fuel supply to the addition valve 15 is excessive.

燃料の圧力に異常が生じていないと判定した場合には(S500:NO)、後述のステップS570に進む。燃料の圧力に異常が生じていると判定した場合には(S500:YES)、ステップS510に進み、電動フィードポンプ21による燃料の供給アシストを実施している場合に、電動フィードポンプ21による燃料の供給アシストを停止させる。   If it is determined that there is no abnormality in the pressure of the fuel (S500: NO), the process proceeds to step S570 described later. If it is determined that there is an abnormality in the pressure of the fuel (S500: YES), the process proceeds to step S510, and the fuel supply assist by the electric feed pump 21 is performed when the fuel supply assist by the electric feed pump 21 is performed. Stop the supply assist.

ステップS520では、電動フィードポンプ21による燃料の供給アシストを停止させたにも関わらず、変わらず燃料の圧力に異常が生じているか否かを判定する。   In step S520, it is determined whether or not there is an abnormality in the pressure of the fuel regardless of stopping the fuel supply assist by the electric feed pump 21.

燃料の圧力に異常が生じていないと判定した場合には(S520:NO)、後述のステップS570に進む。電動フィードポンプ21による燃料の供給アシストを停止させたにも関わらず、変わらず燃料の圧力に異常が生じていると判定した場合には(S520:YES)、ステップS530に進む。   If it is determined that there is no abnormality in the pressure of the fuel (S520: NO), the process proceeds to step S570 described later. If it is determined that the fuel pressure is still abnormal although the fuel supply assist by the electric feed pump 21 is stopped (S520: YES), the process proceeds to step S530.

ステップS530では、エンジン10が停止しているか否か判定する。例えば、エンジン回転速度NEが所定回転速度よりも低いことでエンジン10が停止していることを判定する。エンジン10が停止していると判定した場合には(S530:YES)、ステップS570に進む。ステップS570では、電動フィードポンプ21による吸い戻し要求の解除処理を行う。これは、燃料の圧力に異常が生じていない、又はエンジン10が停止することでメカフィードポンプ40による燃料供給が停止しており、燃料タンク20からこれ以上の燃料が燃料供給経路内に流入することがないためである。エンジン10が停止していないと判定した場合には(S530:NO)、ステップS540に進み、電動フィードポンプ21による吸い戻し要求を発令する。   In step S530, it is determined whether the engine 10 is stopped. For example, it is determined that the engine 10 is stopped because the engine rotational speed NE is lower than a predetermined rotational speed. If it is determined that the engine 10 is stopped (S530: YES), the process proceeds to step S570. In step S570, cancellation processing of the suction return request by the electric feed pump 21 is performed. This is because there is no abnormality in the pressure of the fuel, or the fuel supply by the mechanical feed pump 40 is stopped by stopping the engine 10, and more fuel flows from the fuel tank 20 into the fuel supply path. It is because there is no such thing. If it is determined that the engine 10 has not stopped (S530: NO), the process proceeds to step S540, and a suction return request by the electric feed pump 21 is issued.

ステップS550では、電動フィードポンプ21による吸い戻し要求を発令したか否かを判定する。電動フィードポンプ21による吸い戻し要求を発令していないと判定した場合には(S550:NO)、本制御を終了する。電動フィードポンプ21による吸い戻し要求を発令していると判定した場合には(S550:YES)、ステップS560に進み、電動フィードポンプ21を逆転駆動させ、メカフィードポンプ40が燃料タンク20から汲み上げている燃料を吸い戻す。そして、本制御を終了する。   In step S550, it is determined whether a suction return request by the electric feed pump 21 has been issued. When it is determined that the suction return request by the electric feed pump 21 is not issued (S550: NO), this control is ended. If it is determined that the suction return request by the electric feed pump 21 is issued (S550: YES), the process proceeds to step S560, the electric feed pump 21 is reversely driven, and the mechanical feed pump 40 is pumped up from the fuel tank 20. Suck back some fuel. And this control is ended.

よって、例えば燃料供給経路内に存在する燃料が異常に漏れていると判定した場合、電動フィードポンプ21を逆転駆動させることで、添加弁15含め燃料供給経路内に存在する燃料を燃料タンク20に戻すことが可能となる。これにより、燃料供給経路内に生じている燃料の漏れに伴う問題(燃料の消費量増加など)をいち早く抑制することができる。あるいは、添加弁15への燃料供給が過剰であると判定した場合を想定する。この場合、添加弁直前圧P2が過剰に高いため、必要量以上に燃料を噴射してしまい、消費量が大きくなる。このため、添加弁15への燃料供給が過剰であると判定された場合にも、同様に電動フィードポンプ21を逆転駆動させることで、添加弁15に供給された燃料を減少させる。これにより、添加弁直前圧P2を低減させることができ、燃料の消費量を抑えることが可能となる。   Therefore, for example, when it is determined that the fuel present in the fuel supply passage is abnormally leaking, the fuel present in the fuel supply passage including the addition valve 15 is sent to the fuel tank 20 by driving the electric feed pump 21 reversely. It is possible to return. As a result, it is possible to quickly suppress problems (such as an increase in the amount of consumption of fuel) caused by a leak of fuel occurring in the fuel supply path. Alternatively, it is assumed that the fuel supply to the addition valve 15 is determined to be excessive. In this case, since the pressure immediately before the addition valve P2 is excessively high, the fuel is injected more than the necessary amount, and the consumption amount becomes large. Therefore, even when it is determined that the fuel supply to the addition valve 15 is excessive, the electric feed pump 21 is similarly reversely driven to reduce the fuel supplied to the addition valve 15. As a result, the pressure P2 immediately before the addition valve can be reduced, and the consumption of fuel can be suppressed.

10…エンジン、13…排気管、14…NOx触媒、15…添加弁、20…燃料タンク、21…電動フィードポンプ、26…第一圧力センサ、30…ECU、40…メカフィードポンプ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Engine, 13 ... Exhaust pipe, 14 ... NOx catalyst, 15 ... Addition valve, 20 ... Fuel tank, 21 ... Electric feed pump, 26 ... First pressure sensor, 30 ... ECU, 40 ... Mecha feed pump.

Claims (10)

内燃機関(10)の排気管(13)に配置され、排気を浄化する浄化部(14)と、
前記排気管における前記浄化部よりも上流に配置され、前記排気管内に排気浄化用の添加剤を添加する添加弁(15)と、
前記内燃機関の駆動力により前記内燃機関の回転速度に応じた回転速度で駆動され、前記添加剤を加圧して前記添加弁に供給する機械式供給ポンプ(40)と、
モータにより駆動され、前記添加剤の供給源(20)から前記添加剤を加圧して前記機械式供給ポンプに供給する電動式供給ポンプ(21)と、
前記機械式供給ポンプから前記添加弁に供給される前記添加剤の圧力を添加弁直前圧として検出する直前圧検出部(26)と、
前記直前圧検出部により検出された前記添加弁直前圧が所定圧力よりも低い場合に、前記添加弁直前圧が前記所定圧力よりも高くなるように、前記電動式供給ポンプを駆動させる駆動部(30)と、
を備えることを特徴とする排気浄化システム。
A purification unit (14) disposed in an exhaust pipe (13) of the internal combustion engine (10) and purifying exhaust gas;
An addition valve (15) which is disposed upstream of the purification unit in the exhaust pipe and adds an additive for exhaust gas purification into the exhaust pipe;
A mechanical feed pump (40) driven at a rotational speed according to the rotational speed of the internal combustion engine by the driving force of the internal combustion engine to pressurize the additive and supply it to the addition valve;
A motor-driven feed pump (21) driven by a motor to pressurize the additive from the additive supply source (20) and supply the additive to the mechanical feed pump;
A pressure detection unit (26) for detecting the pressure of the additive supplied from the mechanical supply pump to the addition valve as a pressure immediately before the addition valve;
Drive unit for driving the electric supply pump so that the addition valve immediately before pressure is higher than the predetermined pressure when the pressure immediately before the addition valve detected by the immediately preceding pressure detection unit is lower than a predetermined pressure 30) and
An exhaust gas purification system comprising:
前記駆動部は、前記添加弁直前圧が前記所定圧力となるために必要な前記添加弁への前記添加剤の総供給量としての目標供給量から、前記機械式供給ポンプが現在前記添加弁に供給している現在の前記添加剤の供給量としての実供給量を引いた供給アシスト量を前記電動式供給ポンプにより供給させることを特徴とする請求項1に記載の排気浄化システム。   The drive unit is configured to supply the mechanical feed pump to the addition valve at present from a target supply amount as a total supply amount of the additive to the addition valve necessary for the pressure immediately before the addition valve to be the predetermined pressure. The exhaust gas purification system according to claim 1, wherein a supply assist amount obtained by subtracting an actual supply amount as a supply amount of the present additive being supplied is supplied by the electric supply pump. 前記駆動部は、前記内燃機関の回転速度と、前記機械式供給ポンプが前記添加弁に供給する前記添加剤の供給量との関係を表すマップを有し、前記マップを参照することで現在の前記回転速度における前記実供給量を取得することを特徴とする請求項2に記載の排気浄化システム。   The drive unit has a map representing the relationship between the rotational speed of the internal combustion engine and the supply amount of the additive supplied by the mechanical supply pump to the addition valve, and the present portion can be obtained by referring to the map. The exhaust gas purification system according to claim 2, wherein the actual supply amount at the rotational speed is acquired. 前記添加剤は、燃料であり、
前記内燃機関は、
前記燃料を高圧状態で蓄える蓄圧容器(25)と、
前記機械式供給ポンプから供給された前記燃料を前記蓄圧容器へ圧送する高圧ポンプ(50)と、
を備え、
前記排気浄化システムは、
前記電動式供給ポンプと前記機械式供給ポンプとの間に、前記燃料中の異物を捕集するフィルタ(22)と、
前記機械式供給ポンプにより供給される前記燃料の温度を検出する温度検出部(55)と、
を備え、
前記駆動部は、前記機械式供給ポンプから流出した前記燃料の流出量と、前記機械式供給ポンプから前記高圧ポンプに供給された前記燃料の供給量と、前記添加弁により噴射された前記燃料の噴射量と、前記燃料を前記フィルタに通した際に生じる第一圧力損失と、前記温度検出部により検出された前記温度と、を考慮して前記供給アシスト量を算出することを特徴とする請求項2又は3のいずれか1項に記載の排気浄化システム。
The additive is a fuel,
The internal combustion engine is
An accumulator (25) for storing the fuel under high pressure;
A high pressure pump (50) for pressure-feeding the fuel supplied from the mechanical supply pump to the pressure accumulation container;
Equipped with
The exhaust gas purification system
A filter (22) for collecting foreign matter in the fuel, between the electric supply pump and the mechanical supply pump;
A temperature detection unit (55) for detecting the temperature of the fuel supplied by the mechanical supply pump;
Equipped with
The drive unit includes an amount of outflow of the fuel flowing out from the mechanical supply pump, an amount of supply of the fuel supplied from the mechanical supply pump to the high pressure pump, and a quantity of the fuel injected by the addition valve. The supply assist amount is calculated in consideration of the injection amount, the first pressure loss generated when the fuel is passed through the filter, and the temperature detected by the temperature detection unit. The exhaust gas purification system of any one of claim 2 or 3.
前記排気浄化システムは、前記機械式供給ポンプから流出した前記燃料のうち一部の前記燃料を前記機械式供給ポンプよりも上流に戻すリターン流路(29、33)を備え、
前記駆動部は、前記機械式供給ポンプから前記リターン流路に流出した前記燃料の流出量をさらに考慮して前記電動式供給ポンプが供給すべき供給量としての供給アシスト量を算出することを特徴とする請求項4に記載の排気浄化システム。
The exhaust gas purification system includes a return flow path (29, 33) for returning the part of the fuel out of the fuel flowing out of the mechanical supply pump upstream of the mechanical supply pump;
The drive unit is characterized in that a supply assist amount as a supply amount to be supplied by the electric supply pump is calculated by further considering an outflow amount of the fuel flowing out from the mechanical supply pump into the return flow path. The exhaust gas purification system according to claim 4.
前記駆動部は、前記機械式供給ポンプから前記添加弁に供給される前記添加剤の圧力に変化が生じた際に、その変化に伴い前記直前圧検出部により検出される前記添加弁直前圧の変動が生じる時までの検出遅れを考慮して、現在の前記添加弁直前圧を予測演算することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の排気浄化システム。   When the pressure of the additive supplied from the mechanical supply pump to the addition valve changes, the drive unit detects the pressure immediately before the addition valve detected by the immediately preceding pressure detection unit along with the change. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 5, wherein the present immediately preceding addition valve pressure is predicted and calculated in consideration of a detection delay up to the time when a fluctuation occurs. 前記駆動部は、前記添加弁直前圧が前記所定圧力となるように、前記電動式供給ポンプから前記機械式供給ポンプに供給する前記添加剤の供給量をフィードバック制御することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の排気浄化システム。   The drive unit feedback-controls the supply amount of the additive supplied from the electric supply pump to the mechanical supply pump such that the pressure immediately before the addition valve becomes the predetermined pressure. An exhaust gas purification system according to any one of 1 to 6. 前記電動式供給ポンプは、逆転駆動可能であり、
前記駆動部は、前記機械式供給ポンプから供給された燃料が異常に漏れていると判定した場合、あるいは、過昇圧であると判定される判定圧力よりも前記機械式供給ポンプから供給された燃料の圧力が高いと判定した場合に、前記電動式供給ポンプを逆転駆動させることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の排気浄化システム。
The motorized feed pump can be driven in reverse.
When the drive unit determines that the fuel supplied from the mechanical supply pump is leaking abnormally, or the pressure supplied from the mechanical supply pump is higher than a determination pressure determined to be an overpressure. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 7, wherein the electric supply pump is reversely driven when it is determined that the pressure of the valve is high.
前記機械式供給ポンプと前記添加弁との間に配置され、前記機械式供給ポンプから前記添加弁に流入する前記添加剤の圧力を検出する第一圧力センサ(26)を備え、
前記直前圧検出部は、前記第一圧力センサにより検出された前記圧力を前記添加弁直前圧として取得することを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の排気浄化システム。
A first pressure sensor (26) disposed between the mechanical supply pump and the addition valve for detecting the pressure of the additive flowing from the mechanical supply pump into the addition valve;
The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 8, wherein the immediately preceding pressure detection unit acquires the pressure detected by the first pressure sensor as the immediately preceding addition valve pressure.
前記機械式供給ポンプと前記電動式供給ポンプとの間に配置され、前記電動式供給ポンプから前記機械式供給ポンプに流れる前記添加剤の圧力を検出する第二圧力センサ(26A)を備え、
前記直前圧検出部は、前記第二圧力センサにより検出された前記圧力と、前記添加弁に流れる前記添加剤の流量と、前記機械式供給ポンプから添加弁までの添加剤流入経路内の容積とに基づいて、前記添加弁直前圧を算出することを特徴とする請求項1乃至9のいずれか1項に記載の排気浄化システム。
A second pressure sensor (26A) disposed between the mechanical supply pump and the electric supply pump for detecting the pressure of the additive flowing from the electric supply pump to the mechanical supply pump;
The immediately preceding pressure detection unit includes the pressure detected by the second pressure sensor, the flow rate of the additive flowing to the addition valve, and the volume in the additive inflow path from the mechanical supply pump to the addition valve. 10. The exhaust gas purification system according to any one of claims 1 to 9, wherein the pressure immediately before the addition valve is calculated based on.
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