JPH0559929A - Exhaust purifying device of diesel engine - Google Patents
Exhaust purifying device of diesel engineInfo
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- JPH0559929A JPH0559929A JP3220622A JP22062291A JPH0559929A JP H0559929 A JPH0559929 A JP H0559929A JP 3220622 A JP3220622 A JP 3220622A JP 22062291 A JP22062291 A JP 22062291A JP H0559929 A JPH0559929 A JP H0559929A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、排気中に含まれる排
気微粒子を浄化する排気微粒子浄化手段が排気通路に設
けられ、この浄化手段をより有効に機能させるための保
護手段を備えたディーゼル機関の排気浄化装置に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a diesel engine provided with an exhaust particle purification means for purifying exhaust particles contained in exhaust gas in an exhaust passage and provided with a protection means for making the purification means function more effectively. Exhaust purification device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】ディーゼル機関は、燃焼室内における燃
料の燃焼によって排気中にカーボンなどの排気微粒子を
含んでおり、これをそのまま大気中に放出すると、環境
汚染を招いて好ましくない。これを防ぐため、排気通路
に多孔質のセラミックなどからなるフィルタを設け、こ
のフィルタを排気が通過することによって排気微粒子を
付着して捕集する方法が、従来からよく知られている。
この場合、捕集した排気微粒子の堆積量が増大すると、
排気圧力が増大して機関性能に悪影響を及ぼすととも
に、急激な排気圧力の上昇によっては付着した排気微粒
子が離脱する、いわゆるブローオフ現象が発生する。2. Description of the Related Art A diesel engine contains exhaust particulates such as carbon in its exhaust due to combustion of fuel in a combustion chamber, and if it is directly discharged into the atmosphere, it is not preferable because it causes environmental pollution. In order to prevent this, a method of providing a filter made of porous ceramic or the like in the exhaust passage and collecting exhaust particles by adhering the exhaust particles through the filter has been well known.
In this case, if the amount of collected exhaust particulates increases,
Exhaust pressure increases and adversely affects engine performance, and a so-called blow-off phenomenon occurs in which adhered exhaust particulates are separated due to a rapid increase in exhaust pressure.
【０００３】一方、オープンハニカム触媒により、排気
微粒子の低減が可能であることは、ＳＡＥ９００６００
にて公表されているが、ディーゼル機関は排気温度が５
０℃〜３００℃とガソリン機関に比べて低く、一方酸化
触媒の活性化温度は２５０℃程度であるので、触媒の機
能する運転領域がかなり限定されてしまい、排気微粒子
が触媒に吸着されたまま堆積しつづける現象が発生しや
すく、前記フィルタ同様排気圧力の増大による機関性能
の低下、並びにブローオフ現象が発生する。On the other hand, the fact that exhaust particulates can be reduced by the open honeycomb catalyst is SAE900600.
The diesel engine has an exhaust temperature of 5
The temperature is 0 ° C to 300 ° C, which is lower than that of a gasoline engine, and the activation temperature of the oxidation catalyst is about 250 ° C, so that the operating region where the catalyst functions is considerably limited, and exhaust particulates remain adsorbed on the catalyst. The phenomenon of continuous accumulation is likely to occur, and as with the filter, the engine performance is deteriorated due to an increase in exhaust pressure, and a blow-off phenomenon occurs.
【０００４】これを防ぐためには、付着した排気微粒子
が所定量堆積した状態で、排気微粒子を定期的に強制除
去してフィルタあるいは触媒の再生作業を行う必要があ
る。フィルタ再生作業は、フィルタ直前に電気ヒータを
設置し、このヒータ熱により排気微粒子を発火燃焼させ
る方法が特開昭５９−２０５１３号公報に記載されてい
る。この公報記載の技術は、フィルタをバイパスするバ
イパス通路を設け、フィルタ再生時にフィルタ直前に設
けた開閉弁を閉じる一方、排気バイパス通路に設けた開
閉弁を開放して排気を排気バイパス通路に導き、フィル
タ直前の閉じられた空間内の温度を上昇しやすくして排
気微粒子の燃焼を促進させている。In order to prevent this, it is necessary to carry out a regeneration operation of the filter or catalyst by periodically and forcibly removing the exhaust particulates while the adhered exhaust particulates are accumulated in a predetermined amount. Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 59-20513 discloses a method for regenerating a filter, in which an electric heater is installed immediately before the filter and the exhaust gas particles are ignited and burned by the heat of the heater. The technique described in this publication is provided with a bypass passage that bypasses the filter and closes the opening / closing valve provided immediately before the filter during filter regeneration, while opening the opening / closing valve provided in the exhaust bypass passage to guide exhaust gas to the exhaust bypass passage, Combustion of exhaust particulates is promoted by making it easier to raise the temperature in the closed space immediately before the filter.
【０００５】また、フィルタの再生時期の判断、つまり
排気微粒子が所定量堆積したかどうかの判断は、フィル
タの上流側の排気圧力と同下流側の排気圧力との差を測
定し、この差圧が所定値以上となったときとする、排気
圧力を利用する方法などがある（特開昭６０−６７７１
３号公報参照）。Further, the judgment of the filter regeneration timing, that is, the judgment of whether or not a predetermined amount of exhaust particulate matter has accumulated, is made by measuring the difference between the exhaust pressure on the upstream side of the filter and the exhaust pressure on the downstream side thereof. When the value exceeds a predetermined value, there is a method of utilizing exhaust pressure (Japanese Patent Laid-Open No. 60-6771).
See Japanese Patent Publication No. 3).
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】ところで、排気微粒子
のフィルタからのブローオフ現象は、図１４に示す、機
関の運転経過時間ｔに対するフィルタへの排気微粒子の
堆積量の変化によって説明できる。この堆積量の変化過
程において、堆積した排気微粒子が、それぞれ時間ｔ1
及び時間ｔ2 経過後に点Ｐ及び点Ｒにてそれぞれ破線
ａ，ｂのように多量に離脱しブローオフしている。時間
ｔ2 が経過するまで堆積し続けて堆積量が多量となり、
ここ（点Ｒ）でブローオフが発生するというのは、排気
圧力がそれ程高くない低負荷低回転領域での運転状態が
多用された場合と考えられる。一方、堆積量が少ない点
Ｐでの経過時間ｔ1 のように短時間でブローオフが発生
するのは、低負荷低回転領域での運転状態が短時間でそ
の後排気圧力が高くなる高負荷高回転領域に急激に移行
した場合と考えられる。By the way, the blow-off phenomenon of exhaust particulates from the filter can be explained by the change in the amount of exhaust particulates deposited on the filter with respect to the elapsed operation time t of the engine, as shown in FIG. In the course of this change in the amount of deposition, the accumulated exhaust particulates are separated by time t 1
And after a lapse of time t 2 , a large amount of blowout occurs at points P and R as indicated by broken lines a and b, respectively. The deposition continues until the time t 2 elapses, and the deposition amount increases,
The occurrence of blow-off at this point (point R) is considered to be the case where the operating state in the low load low rotation region where the exhaust pressure is not so high is frequently used. On the other hand, blow-off occurs in a short time, such as the elapsed time t 1 at the point P where the accumulation amount is small, because the operating condition in the low load low rotation region is short and the exhaust pressure becomes high thereafter. It is considered that the transition to the area is sudden.
【０００７】このように、ブローオフ現象は、単に堆積
量の増大によるだけではなく、堆積量の少ない状態でも
機関の運転状態の変動によって発生するので、堆積量を
検出してブローオフ発生を防止する動作、つまりヒータ
熱により排気微粒子を発火燃焼させたり、排気をフィル
タに対してバイパスを行ったりしたものでは、ブローオ
フ発生を確実に防止できず、フィルタ機能を充分に発揮
させることができないものとなる。As described above, the blow-off phenomenon is caused not only by the increase of the accumulation amount but also by the fluctuation of the operating state of the engine even when the accumulation amount is small. Therefore, the operation of detecting the accumulation amount and preventing the blow-off from occurring. That is, in the case where the exhaust particles are ignited and burned by the heater heat or the exhaust is bypassed to the filter, the blow-off cannot be reliably prevented and the filter function cannot be sufficiently exhibited.
【０００８】そこでこの発明は、排気微粒子浄化手段に
付着した排気微粒子の急激なブローオフを防止するな
ど、排気微粒子浄化手段の機能を充分発揮させることを
目的としている。Therefore, an object of the present invention is to fully exhibit the function of the exhaust particulate purification means, for example, to prevent the rapid blow-off of the exhaust particulate adhered to the exhaust particulate purification means.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
にこの発明は、図１に示すように、機関の排気通路１に
設けられ排気中に含まれる排気微粒子を浄化する排気微
粒子浄化手段３と、この排気微粒子浄化手段３を保護す
る保護手段５，１１・１３と、機関の運転状態を検出す
る運転状態検出手段１９，２１と、排気微粒子が前記排
気微粒子浄化手段３に付着しやすい状態及び付着した排
気微粒子が除去されやすい状態の２つの機関運転領域が
あらかじめ設定され、前記運転状態検出手段１９，２１
の検出信号の入力を受けて運転状態を判定する運転状態
判定手段２２と、この運転状態判定手段２２が前記設定
されている各運転領域を判定するごとにその回数をそれ
ぞれ加算するカウンタ手段２３，２５と、このカウンタ
手段２３，２５によりカウントされる各運転領域が連続
する時間をそれぞれ計測するタイマ手段２７，２９と、
このタイマ手段２７，２９が計測した各運転領域におけ
るそれぞれの連続する時間の平均値を演算する平均値演
算手段３１，３３と、この平均値演算手段３１，３３に
よる平均値及び前記カウンタ手段２３，２５によるカウ
ンタ値に応じて前記保護手段５，１１・１３の動作を制
御する制御手段１５，１７とを有する構成としてある。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention, as shown in FIG. 1, is an exhaust particulate purification means 3 provided in an exhaust passage 1 of an engine for purifying exhaust particulates contained in exhaust gas. A protection means 5, 11, 13 for protecting the exhaust particulate purification means 3, operating state detection means 19, 21 for detecting the operating state of the engine, and a state in which exhaust particulates are easily attached to the exhaust particulate purification means 3. And two engine operating areas in which the adhering exhaust particulates are easily removed are set in advance, and the operating state detecting means 19 and 21 are provided.
A driving state judging means 22 for judging a driving state by receiving the input detection signal, and a counter means 23 for adding the number of times each time the driving state judging means 22 judges each of the set driving areas. 25, and timer means 27, 29 for measuring the continuous time of each operation region counted by the counter means 23, 25,
Average value calculating means 31, 33 for calculating the average value of each continuous time in each operating region measured by the timer means 27, 29, the average value by the average value calculating means 31, 33 and the counter means 23, The control means 15 and 17 for controlling the operations of the protection means 5, 11 and 13 according to the counter value of 25.
【００１０】[0010]
【作用】このような構成のディーゼル機関の排気浄化装
置によれば、カウンタ手段２３，２５は、運転状態検出
手段１９，２１が検出した運転状態を運転状態判定手段
２２があらかじめ設定されている２つの機関運転領域と
判定するごとにその回数を加算し、タイマ手段２７，２
９は、上記各運転領域が連続する時間を計測し、この計
測した各運転領域におけるそれぞれの時間の平均値を平
均値演算手段３１，３３が演算する。そして、制御手段
１５，１７は、この平均値演算手段３１，３３による平
均値及び前記カウンタ手段２３，２５によるカウンタ値
に応じて、排気微粒子浄化手段３を保護する保護手段
５，１１・１３の動作を制御する。According to the exhaust emission control device of the diesel engine having such a configuration, the counter means 23, 25 has the operating state judging means 22 preset with the operating state detected by the operating state detecting means 19, 21. Each time it is determined to be one engine operating region, the number of times is added, and the timer means 27, 2
9 measures the time when each of the above operating areas continues, and the average value calculating means 31, 33 calculates the average value of the respective times in each of the measured operating areas. Then, the control means 15, 17 of the protection means 5, 11, 13 for protecting the exhaust particulate purification means 3 according to the average value by the average value calculation means 31, 33 and the counter value by the counter means 23, 25. Control movements.
【００１１】[0011]
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づき説明
する。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
【００１２】図２は、この発明の一実施例を示すディー
ゼル機関の排気浄化装置の全体構成図である。ディーゼ
ル機関における図示しない機関本体に接続される排気通
路としての排気管１の途中には、排気浄化用の排気微粒
子浄化手段としての触媒３が設けられている。この触媒
３の排気入口側の直前には、付着した排気微粒子を酸化
燃焼させるという触媒３の機能を有効に発揮させるとと
もに、発熱により排気微粒子を再燃焼させるために触媒
３の温度を高める昇温手段として電気ヒータ５が設けら
れている。触媒３の上流側排気通路７と下流側排気通路
９とは、触媒３に対し排気をバイパスする排気バイパス
通路１１により連通接続されている。排気バイパス通路
１１の途中には、この通路１１を開閉可能な排気バイパ
ス弁１３が設けられている。排気バイパス弁１３を開放
し、排気をバイパスさせることで、触媒３に付着した排
気微粒子が多量になった場合での排気微粒子の触媒３か
らの離脱すなわちブローオフが防止される。電気ヒータ
５と、排気バイパス通路１１及び排気バイパス弁１３と
は、それぞれ触媒３をその機能をより高めるために保護
する保護手段を構成している。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an exhaust emission control system for a diesel engine showing an embodiment of the present invention. A catalyst 3 is provided in the middle of an exhaust pipe 1 as an exhaust passage connected to an engine body (not shown) in a diesel engine, as an exhaust particulate purification means for exhaust purification. Immediately before the exhaust gas inlet side of the catalyst 3, the function of the catalyst 3 that effectively oxidizes and burns the adhered exhaust particulates is effectively exerted, and the temperature of the catalyst 3 is raised to reburn the exhaust particulates by heat generation. An electric heater 5 is provided as a means. The upstream side exhaust passage 7 and the downstream side exhaust passage 9 of the catalyst 3 are communicatively connected to the catalyst 3 by an exhaust bypass passage 11 that bypasses exhaust gas. An exhaust bypass valve 13 capable of opening and closing the passage 11 is provided in the exhaust bypass passage 11. By opening the exhaust bypass valve 13 and bypassing the exhaust gas, separation of the exhaust particulates from the catalyst 3, that is, blow-off when the exhaust particulates adhering to the catalyst 3 become large, is prevented. The electric heater 5, the exhaust bypass passage 11 and the exhaust bypass valve 13 respectively constitute a protection means for protecting the catalyst 3 in order to further enhance its function.
【００１３】電気ヒータ５は、昇温制御回路１５によ
り、昇温時期と昇温期間と昇温期間相互間の昇温間隔と
が制御され、排気バイパス弁１３は、排気バイパス制御
回路１７により、排気バイパスを行う時期と、排気バイ
パスを行う運転領域あるいは排気バイパス量とが制御さ
れる。これら昇温制御回路１５及び排気バイパス制御回
路１７は、制御手段を構成している。In the electric heater 5, the temperature raising control circuit 15 controls the temperature raising timing and the temperature raising interval between the temperature raising periods, and the exhaust bypass valve 13 is controlled by the exhaust bypass control circuit 17. The timing of performing the exhaust bypass and the operating region or the exhaust bypass amount for performing the exhaust bypass are controlled. The temperature raising control circuit 15 and the exhaust bypass control circuit 17 constitute a control means.
【００１４】一方、排気管１が接続される機関本体に
は、機関回転数を検出する回転数センサ１９と、機関負
荷を検出する負荷センサ２１とが設けられている。これ
ら回転数センサ１９と負荷センサ２１とで、機関の運転
状態を検出する運転状態検出手段を構成している。回転
数センサ１９及び負荷センサ２１の各出力信号は、運転
状態判定手段としての運転状態判定回路２２に入力され
る。運転状態判定回路２２には、機関回転数Ｎと機関負
荷Ｑとから決定される運転領域を示す図３のように、あ
らかじめ２つの運転領域Ａ及びＢがそれぞれ設定されて
おり、回転数センサ１９及び負荷センサ２１の信号入力
を受けることで運転領域がＡかＢかを判定する。領域Ａ
は、排気微粒子が触媒３に付着しやすい運転状態である
低負荷低回転領域で、領域Ｂは、付着した排気微粒子が
除去されやすい運転状態である高負荷高回転領域であ
る。On the other hand, the engine body to which the exhaust pipe 1 is connected is provided with a rotation speed sensor 19 for detecting the engine speed and a load sensor 21 for detecting the engine load. The rotation speed sensor 19 and the load sensor 21 constitute an operating state detecting means for detecting the operating state of the engine. The respective output signals of the rotation speed sensor 19 and the load sensor 21 are input to a driving state judging circuit 22 as a driving state judging means. Two operating regions A and B are set in advance in the operating state determination circuit 22, as shown in FIG. 3, which shows an operating region determined from the engine speed N and the engine load Q, and the engine speed sensor 19 is set. Also, by receiving a signal input from the load sensor 21, it is determined whether the operating region is A or B. Area A
Is a low-load low-rotation region where the exhaust particles are easily attached to the catalyst 3, and region B is a high-load high-rotation region where the adhered exhaust particles are easily removed.
【００１５】運転状態判定回路２２の出力信号は、カウ
ンタ手段を構成する、カウンタＡ２３とカウンタＢ２５
とに入力される。カウンタＡ２３は、運転状態判定回路
２２が判定した運転状態が、運転領域Ａである場合にカ
ウント数をインクリメントし、またカウンタＢ２５は、
運転領域Ｂとなった場合にカウント数をインクリメント
する。The output signal of the operating condition judging circuit 22 is a counter A23 and a counter B25 which constitute counter means.
Entered in and. The counter A23 increments the count number when the operating state determined by the operating state determination circuit 22 is the operating region A, and the counter B25 is
When the operation area B is reached, the count number is incremented.
【００１６】タイマＡ２７は、カウンタＡ２３が運転領
域Ａに入ったという信号が入力された時点で、その運転
領域Ａでの継続時間を計測する。同様に、タイマＢ２９
は、カウンタＢ２５が運転領域Ｂに入ったという信号が
入力された時点で、その運転領域Ｂでの継続時間を計測
する。これらタイマＡ２７及びタイマＢ２９で、タイマ
手段を構成している。タイマＡ平均値演算回路３１は、
カウンタＡ２３でカウントするごとに計測したタイマＡ
２７の各計測時間の平均値を演算する。同様に、タイマ
Ｂ平均値演算回路３３は、カウンタＢ２５でカウントす
るごとに計測したタイマＢ２９の各計測時間の平均値を
演算する。これらタイマＡ平均値演算回路３１及びタイ
マＢ平均値演算回路３３で、平均値演算手段を構成して
いる。The timer A27 measures the duration in the operating area A when the signal that the counter A23 has entered the operating area A is input. Similarly, timer B29
Measures the duration in the operating area B when a signal indicating that the counter B25 has entered the operating area B is input. The timer A27 and the timer B29 constitute a timer means. The timer A average value calculation circuit 31
Timer A measured every time the counter A23 counts
The average value of 27 measurement times is calculated. Similarly, the timer B average value calculation circuit 33 calculates the average value of each measurement time of the timer B29 measured each time it is counted by the counter B25. The timer A average value calculation circuit 31 and the timer B average value calculation circuit 33 constitute average value calculation means.
【００１７】そして、上記カウンタＡ２３及びカウンタ
Ｂ２５での各カウント値と、タイマＡ平均値演算回路３
１及びタイマＢ平均値演算回路３３での各演算平均値と
は、前記昇温制御回路１５及び排気バイパス制御回路１
７に入力され、この入力信号に基づき昇温制御回路１５
は触媒３に対し、昇温時期と昇温期間と昇温間隔とを制
御し、排気バイパス制御回路１７は排気バイパス弁１３
に対し、排気バイパス時期と、排気バイパスを行う運転
領域あるいは排気バイパス量とを制御する。Then, each count value in the counter A23 and the counter B25, and the timer A average value calculation circuit 3
1 and each calculated average value in the timer B average value calculation circuit 33 are the temperature increase control circuit 15 and the exhaust bypass control circuit 1
7 and the temperature rise control circuit 15 based on this input signal
Controls the temperature rising timing, temperature rising period, and temperature rising interval for the catalyst 3, and the exhaust bypass control circuit 17 controls the exhaust bypass valve 13
On the other hand, the exhaust bypass timing and the operation region or exhaust bypass amount for performing exhaust bypass are controlled.
【００１８】次に、このように構成されたディーゼル機
関の排気浄化装置の作用を、図４ないし図９に示すフロ
ーチャートに基づき説明する。まず、触媒３が再生中か
どうか、つまり電気ヒータ５に対する通電信号が、昇温
制御回路１５から出力されているかどうかを判断する
（ステップ４０１）。Next, the operation of the exhaust emission control system for a diesel engine constructed as described above will be explained based on the flow charts shown in FIGS. 4 to 9. First, it is determined whether the catalyst 3 is being regenerated, that is, whether the energization signal for the electric heater 5 is output from the temperature increase control circuit 15 (step 401).
【００１９】触媒３が再生中でない場合、つまり触媒３
がほぼクリーンな状態から排気微粒子が徐々に付着して
いる状態で、運転状態判定回路２２は、機関回転数Ｎを
読み込み（ステップ４０３）、機関負荷Ｑを読み込んだ
後（ステップ４０５）、図５のステップ５０１に進んで
機関運転領域が図３のＡ領域かＢ領域かを判定する。When the catalyst 3 is not being regenerated, that is, the catalyst 3
5 is a state in which exhaust particulates are gradually adhering to a state in which the operating state determination circuit 22 reads the engine speed N (step 403) and the engine load Q (step 405). 3 to determine whether the engine operating region is the region A or the region B in FIG.
【００２０】ここで、機関運転領域が低回転低負荷の領
域Ａの場合には、カウンタＡ２３をインクリメントし
（ステップ５０３）、さらにタイマＡ２７をインクリメ
ントした後（ステップ５０５）、フラグＢがセット状態
かリセット状態かを判断する（ステップ５０７）。フラ
グＢがリセット状態のときは、タイマＢ２９による計測
時間タイマＢを、配列のメモリＭ＿ＴＢ［ｊ］にメモリ
し（ステップ５０９）、その計測時間のメモリ回数、す
なわちＢ領域に連続していた回数（タイマＢによる測定
回数に相当するカウンタ）のカウント回数ｊをインクリ
メントする（ステップ５１１）。そして、メモリ回数ｊ
が所定値を超えたかどうかを判断し（ステップ５１
３）、所定値を超えている場合にはＢ領域での運転時間
の平均値ＴＢave を、Here, when the engine operating region is the region A of low rotation and low load, the counter A23 is incremented (step 503), the timer A27 is further incremented (step 505), and then the flag B is set. It is determined whether or not it is in the reset state (step 507). When the flag B is in the reset state, the measurement time timer B by the timer B29 is stored in the memory M_TB [j] of the array (step 509), and the number of times of the measurement time, that is, the number of consecutive times in the B area ( The count number j of the counter corresponding to the number of times of measurement by the timer B) is incremented (step 511). Then, the memory count j
Is determined to exceed a predetermined value (step 51
3) If the value exceeds the predetermined value, the average value TBave of the driving time in the B region is
【００２１】[0021]
【数１】 [Equation 1]
【００２２】により演算する（ステップ５１５）。演算
後は、タイマＢ２９をクリアした後（ステップ５１
７）、フラグＢをセット状態とする（ステップ５１９）
一方、フラグＡをリセット状態として（ステップ５２
１）、図６のステップ６０１に進む。The calculation is performed according to (step 515). After calculation, clear timer B29 (step 51
7), the flag B is set (step 519)
On the other hand, the flag A is reset (step 52).
1), the process proceeds to step 601 in FIG.
【００２３】前記ステップ５０１で、機関運転領域が領
域Ａでなく、高負荷高回転の領域Ｂの場合には、カウン
タＢ２５をインクリメントし（ステップ５２３）、さら
にタイマＢ２９）をインクリメントした後（ステップ５
２５）、フラグＡがセット状態かリセット状態かを判断
する（ステップ５２７）。フラグＡがリセット状態のと
きは、タイマＡ２７の計測時間タイマＡを配列のメモリ
Ｍ＿ＴＡ［ｉ］にメモリし（ステップ５２９）、その計
測時間のメモリ回数、すなわちＡ領域に連続していた回
数（タイマＡによる計測回数に相当するカウンタ）のカ
ウント回数ｉをインクリメントする（ステップ５３
１）。そして、メモリ回数ｉが所定値を超えたかどうか
を判断し（ステップ５３３）、所定値を超えている場合
にはＡ領域での運転時間の平均値ＴＡave を、In step 501, when the engine operating area is not the area A but the area B of high load and high rotation, the counter B25 is incremented (step 523) and the timer B29) is further incremented (step 5).
25), it is determined whether the flag A is set or reset (step 527). When the flag A is in the reset state, the measurement time timer A of the timer A27 is stored in the memory M_TA [i] of the array (step 529), and the number of times of the measurement time, that is, the number of consecutive times in the area A (timer The count number i of the counter corresponding to the number of times of measurement by A) is incremented (step 53).
1). Then, it is judged whether or not the number of times of memory i exceeds a predetermined value (step 533), and if it exceeds the predetermined value, the average value TAave of the operating time in the area A is set to
【００２４】[0024]
【数２】 [Equation 2]
【００２５】により演算する（ステップ５３５）。演算
後は、タイマＡ２７をクリアした後（ステップ５３
７）、フラグＡをセット状態とする（ステップ５３９）
一方、フラグＢをリセット状態として（ステップ５４
１）、図６のステップ６０１に進む。The calculation is performed according to (step 535). After the calculation, after clearing the timer A27 (step 53
7), the flag A is set (step 539)
On the other hand, the flag B is reset (step 54
1), the process proceeds to step 601 in FIG.
【００２６】ステップ６０１では、前記ステップ５０３
でインクリメントされたカウンタＡ２３のカウント値Ｃ
ｔＡと、前記ステップ５２３でインクリメントされたカ
ウンタＢ２５のカウント値ＣｔＢとの差Ｃｔを、Ｃｔ＝
ＣｔＡ−ＣｔＢにより計算する。次に、この差Ｃｔが所
定値を超えているかどうか、すなわち排気微粒子が触媒
３に付着しやすい低負荷低回転の運転領域である運転領
域Ａでの運転回数が、付着した排気微粒子が除去されや
すい高負荷高回転の運転領域である運転領域Ｂでの運転
回数に対し所定回数を超えているかどうかを判断し（ス
テップ６０３）、所定値を超えている場合には、低負荷
低回転領域が多用されて排気微粒子が堆積し、ブローオ
フしやすい状態であるので、電気ヒータ５による昇温期
間Ｔ＿ＨＲを演算する（ステップ６０５）。この昇温期
間の演算は、図１０に示すＡ領域での運転時間の平均値
ＴＡave に対応する係数ｋ１と、図１１に示すＢ領域で
の運転時間の平均値ＴＢave 対応する係数ｋ２とを用
い、次式より求める。In step 601, the step 503 is executed.
The count value C of the counter A23 incremented by
The difference Ct between tA and the count value CtB of the counter B25 incremented in step 523 is Ct =
Calculate by CtA-CtB. Next, whether or not this difference Ct exceeds a predetermined value, that is, the number of times of operation in the operating region A, which is an operating region of low load and low rotation in which exhaust particulates tend to adhere to the catalyst 3, is determined when the adhered exhaust particulates are removed. It is judged whether or not the number of times of operation in the operation area B, which is an operation area of high load and high rotation, exceeds a predetermined number of times (step 603). Exhaust particles are often used and accumulated, and the blow-off is likely to occur. Therefore, the heating period T_HR by the electric heater 5 is calculated (step 605). The calculation of the temperature rising period uses the coefficient k1 corresponding to the average value TAave of the operating time in the area A shown in FIG. 10 and the coefficient k2 corresponding to the average value TBave of the operating time in the area B shown in FIG. , Calculated from the following formula.
【００２７】 Ｔ＿ＨＲ＝ｋ１×ＴＡave −ｋ２×ＴＢave 昇温期間演算後は、昇温制御回路１５が電気ヒータ５に
対して昇温要求出力し（ステップ６０７）、電気ヒータ
５の昇温により排気微粒子が加熱される。この昇温期間
Ｔ＿ＨＲは、上式によれば排気微粒子が付着しやすいＡ
領域での運転時間の平均値ＴＡave が大きいほど長くな
り、これにより多量に付着している排気微粒子の再燃焼
と触媒の酸化作用により触媒３の再生が効率よく行われ
る。この結果、付着した排気微粒子が除去されるため、
触媒３からの急激な離脱、すなわちブローオフ現象が確
実に防止される。T_HR = k1 × TAave−k2 × TBave After the temperature raising period calculation, the temperature raising control circuit 15 outputs a temperature raising request to the electric heater 5 (step 607), and the temperature of the electric heater 5 raises the exhaust particulates. Is heated. According to the above equation, during the temperature rising period T_HR, exhaust particulates are easily attached to A
The larger the average value TAave of the operating time in the region is, the longer it becomes, and thereby, the combustion of the catalyst 3 is efficiently performed by the re-combustion of a large amount of exhaust particulates adhering and the oxidizing action of the catalyst. As a result, the attached exhaust particles are removed,
The sudden detachment from the catalyst 3, that is, the blow-off phenomenon is reliably prevented.
【００２８】昇温要求出力後は、排気バイパスを行う運
転領域を演算する（ステップ６０９）か、あるいは排気
バイパス量を演算する（ステップ６１１）。また、前記
ステップ６０３でのカウント値ＣｔＡとカウント値Ｃｔ
Ｂとの差Ｃｔが所定値以下のとき、すなわち排気微粒子
が付着しやすいＡ領域での運転回数と、排気微粒子が除
去されやすいＢ領域での運転回数との差が小さい場合に
は、排気微粒子の堆積量が少ないとして昇温は行わず
に、排気バイパスを行う運転領域を演算する（ステップ
６０９）か、あるいは排気バイパス量を演算する（ステ
ップ６１１）。After the output of the temperature rise request, the operating region for exhaust bypass is calculated (step 609) or the exhaust bypass amount is calculated (step 611). Further, the count value CtA and the count value Ct in step 603 are
When the difference Ct with B is less than or equal to a predetermined value, that is, when the difference between the number of operations in the region A where the exhaust particulates are likely to adhere and the number of operations in the region B where the exhaust particulates are easily removed is small, the exhaust particulates Assuming that the accumulation amount is small, the temperature is not increased, and the operating region where exhaust bypass is performed is calculated (step 609) or the exhaust bypass amount is calculated (step 611).
【００２９】このように、昇温要求に拘らずバイパス領
域の演算あるいはバイパス量の演算を行うのは、昇温要
求出力時には、基本的に排気微粒子が多量に付着してい
る状態であるため、ブローオフを完全に防止するために
は、触媒の活性化と排気微粒子再燃焼により付着した排
気微粒子を除去する必要があるが、昇温要求がない場合
でも、付着量は少ないがブローオフの発生は有り得るた
め、ブローオフ発生を抑制するため、及び高負荷高回転
域でのサルフェートの排出抑制のため、排気バイパスを
行なう必要性があるからである。As described above, the calculation of the bypass region or the bypass amount is performed regardless of the temperature increase request, because basically, a large amount of exhaust particulate adheres at the time of the temperature increase request output. In order to completely prevent blow-off, it is necessary to remove the adhering exhaust particulates by activating the catalyst and re-combusting the exhaust particulates, but even if there is no temperature request, the adhering amount is small but blow-off may occur. Therefore, it is necessary to perform exhaust bypass in order to suppress the occurrence of blow-off and suppress the discharge of sulfate in the high load and high rotation speed range.
【００３０】排気バイパス運転領域の演算は、図１２に
一点鎖線で示す基準のバイパス領域境界線ｍに対し、前
記昇温期間Ｔ＿ＨＲを用いて次式により求められる幅Ｗ
をもってバイパス領域の補正を行う。但し、ｋは係数。The calculation of the exhaust bypass operation area is performed by using the above-mentioned temperature rising period T_HR with respect to the reference bypass area boundary line m shown by the alternate long and short dash line in FIG.
Is used to correct the bypass area. However, k is a coefficient.
【００３１】Ｗ＝ｋ×（Ｔ＿ＨＲ−所定値） この補正幅Ｗによって補正された後の実線で示すバイパ
ス領域境界線ｎは、演算された昇温期間Ｔ＿ＨＲが長い
ほど、つまりＡ領域での運転期間の平均値がＢ領域での
それより大きいほどブローオフしやすいため、低負荷低
回転側（図中で左側）に移動し、より低負荷低回転側か
ら排気バイパスを行うことになる。W = k × (T_HR-predetermined value) The bypass area boundary line n shown by the solid line after being corrected by the correction width W is as long as the calculated temperature raising period T_HR is, that is, in the area A. As the average value of the period is larger than that in the B range, blow-off is likely to occur, and therefore the vehicle moves to the low-load low-rotation side (left side in the figure), and exhaust bypass is performed from the lower-load low-rotation side.
【００３２】一方、前記ステップ６０７での昇温要求出
力後に、排気バイパス領域の演算に代えて排気バイパス
量を演算する場合（ステップ６１１）は、図１３を用い
て行う。図１３において、一点鎖線ｐ，実線ｒ，破線ｕ
はそれぞれバイパス弁１３の基準となる等開度曲線を示
しており、図中で右側が開度大で、このため破線ｕが最
も開度が大で、一点鎖線ｐが最も開度が小である。これ
においても、バイパス領域の演算と同様に、幅Ｗ＝ｋ×
（Ｔ＿ＨＲ−所定値）をもって基準の等開度曲線をずら
し補正を行う。二点鎖線ｓは、破線ｕに対する補正後
の、破線ｕと同一開度の等開度曲線を示している。この
場合には、演算された昇温期間Ｔ＿ＨＲが長いほど、つ
まりＡ領域での運転期間の平均値がＢ領域でのそれより
大きいほどブローオフしやすいため、補正後の等開度曲
線は低負荷低回転側（図中で左側）に移動し、弁開度が
より大きくなって排気バイパス量が多くなる。On the other hand, when the exhaust bypass amount is calculated instead of the calculation of the exhaust bypass region after the temperature increase request output in step 607 (step 611), it is performed using FIG. In FIG. 13, a chain line p, a solid line r, and a broken line u
Shows an equal opening curve serving as a reference of the bypass valve 13, and the opening on the right side is large on the right side in the figure. Therefore, the broken line u has the largest opening and the one-dot chain line p has the smallest opening. is there. Also in this case, the width W = k ×, as in the calculation of the bypass region.
The correction is performed by shifting the reference equal opening curve with (T_HR-predetermined value). The chain double-dashed line s shows the equal opening curve with the same opening as the broken line u after the correction for the broken line u. In this case, the longer the calculated temperature raising period T_HR is, that is, the larger the average value of the operating period in the A region is, the easier the blow-off is. Therefore, the corrected equal opening curve has a low load. It moves to the low rotation side (left side in the figure), the valve opening becomes larger, and the exhaust bypass amount increases.
【００３３】前記ステップ６０７での昇温要求出力があ
ったかどうかが、図７に示すフローチャートのステップ
７０１で判断され、昇温要求があった場合には前記昇温
期間Ｔ＿ＨＲがタイマＸでの所定の計測時間に達してい
るかどうかが判断される（ステップ７０３）。ここで、
Ｔ＿ＨＲがタイマＸでの計測時間に達していない場合に
は、昇温必要領域（図３のＡ領域）かどうかが判断され
（ステップ７０５）、昇温必要領域の場合には電気ヒー
タ５に駆動（昇温）信号を出力して（ステップ７０
７）、タイマＸをインクリメントする（ステップ７０
９）。前記ステップ７０５で昇温領域でない場合にも、
ステップ７０９でタイマＸをインクリメントする。Whether or not there is a temperature increase request output in step 607 is determined in step 701 of the flow chart shown in FIG. 7, and if there is a temperature increase request, the temperature increase period T_HR is the predetermined value in the timer X. It is determined whether or not the measurement time has been reached (step 703). here,
If T_HR has not reached the time measured by the timer X, it is determined whether or not the temperature is required to rise (A in FIG. 3) (step 705). If the temperature needs to be raised, the electric heater 5 is driven. A (temperature increase) signal is output (step 70
7), increment timer X (step 70)
9). Even in the case where the temperature is not raised in step 705,
In step 709, the timer X is incremented.
【００３４】前記ステップ７０３で昇温期間Ｔ＿ＨＲが
タイマＸでの計測時間に達している場合には、タイマＸ
と前記演算された昇温期間Ｔ＿ＨＲとの双方をクリアし
（ステップ７１１）、さらにタイマＡ２７の計測時間タ
イマＡがメモリされている配列メモリＭ＿ＴＡ［ｉ］、
及びタイマＢ２９の計測時間タイマＢがメモリされてい
る配列メモリＭ＿ＴＢ［ｊ］をそれぞれクリアして（ス
テップ７１３，７１５）、その計測時間のメモリ回数、
すなわちＡ領域でのタイマＡ計測回数ｉ、及びＢ領域で
のタイマＢ計測回数ｊを共に初期値０とし（ステップ７
１７）、昇温が充分行われたとして昇温要求をキャンセ
ルする（ステップ７１９）。If the temperature raising period T_HR has reached the time measured by the timer X in step 703, the timer X
And the calculated heating period T_HR are both cleared (step 711), and the array memory M_TA [i] in which the measurement time timer A of the timer A27 is stored,
And the array memory M_TB [j] in which the measurement time timer B of the timer B29 is stored are cleared (steps 713 and 715), and the number of times of memory of the measurement time,
That is, both the timer A measurement number i in the area A and the timer B measurement number j in the area B are set to the initial value 0 (step 7
17) Then, the temperature increase request is canceled because the temperature has been sufficiently increased (step 719).
【００３５】排気をバイパスする運転領域かどうかは、
図８に示すフローチャートにおけるステップ８０１で、
図１２に基づき判断され、バイパス領域であれば排気バ
イパス弁１３を開弁するよう排気バイパス制御回路１７
が駆動信号を出力する（ステップ８０３）。バイパス領
域でない場合には排気バイパス弁１３を閉弁するよう排
気バイパス制御回路１７が駆動信号を出力する（ステッ
プ８０５）。図９のフローチャートは、排気バイパス量
を制御する際の制御動作で、まず排気バイパス量を図１
３に基づき検索し（ステップ９０１）、このバイパス量
に応じた排気バイパス弁１３の開度が得られるように、
排気バイパス制御回路１７が駆動信号を出力する（ステ
ップ９０３）。Whether the operating range is to bypass the exhaust gas,
At step 801 in the flowchart shown in FIG.
The exhaust bypass control circuit 17 is determined based on FIG. 12 and opens the exhaust bypass valve 13 in the bypass region.
Outputs a drive signal (step 803). If it is not in the bypass region, the exhaust bypass control circuit 17 outputs a drive signal to close the exhaust bypass valve 13 (step 805). The flowchart of FIG. 9 shows the control operation when controlling the exhaust bypass amount.
3 (step 901), so that the opening degree of the exhaust bypass valve 13 corresponding to this bypass amount can be obtained.
The exhaust bypass control circuit 17 outputs a drive signal (step 903).
【００３６】なお、上記実施例では排気微粒子浄化手段
として触媒３を使用したが、触媒３に代えて例えば多孔
質のセラミックなどで形成されて排気微粒子を付着捕集
するフィルタを用いてもよい。Although the catalyst 3 is used as the exhaust particulate purification means in the above embodiment, a filter formed of, for example, a porous ceramic or the like for adhering and collecting the exhaust particulate may be used instead of the catalyst 3.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、排気微粒子が排気微粒子浄化手段に付着しやすい状
態及び付着した排気微粒子が除去されやすい状態の２つ
の機関運転領域があらかじめ設定され、この設定されて
いる各運転領域に達する回数と、各運転領域が連続する
時間の平均値とに応じて、排気微粒子浄化手段を保護す
る保護手段の動作を制御するようにしたので、それまで
の運転状態に応じた的確な排気微粒子浄化手段の再生が
効率よく行われる共に、排気微粒子浄化手段に付着した
排気微粒子の急激なブローオフが防止されるなど、排気
微粒子浄化手段の機能を充分発揮させることができる。As described above, according to the present invention, two engine operating regions are set in advance, in which the exhaust particulates are easily attached to the exhaust particulate purification means and the attached exhaust particulates are easily removed. Since the operation of the protection means for protecting the exhaust particulate purification means is controlled according to the number of times each operating area is set and the average value of the continuous time of each operating area, Exhaust particulate purification means can be regenerated efficiently according to the operating condition, and sudden exhaustion of exhaust particulates adhering to the exhaust particulate purification means can be prevented. You can
【図１】この発明のクレーム対応図である。FIG. 1 is a diagram corresponding to a claim of the present invention.
【図２】この発明の一実施例の全体構成図である。FIG. 2 is an overall configuration diagram of an embodiment of the present invention.
【図３】機関負荷と機関回転数とから決定される機関運
転領域を示す説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram showing an engine operating region determined from an engine load and an engine speed.
【図４】図２の実施例における制御動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 4 is a flowchart showing a control operation in the embodiment of FIG.
【図５】図２の実施例における制御動作を示すフローチ
ャートである。5 is a flowchart showing a control operation in the embodiment of FIG.
【図６】図２の実施例における制御動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 6 is a flowchart showing a control operation in the embodiment of FIG.
【図７】図２の実施例における制御動作を示すフローチ
ャートである。7 is a flowchart showing a control operation in the embodiment of FIG.
【図８】図２の実施例における制御動作を示すフローチ
ャートである。FIG. 8 is a flowchart showing a control operation in the embodiment of FIG.
【図９】図２の実施例における制御動作を示すフローチ
ャートである。9 is a flowchart showing a control operation in the embodiment of FIG.
【図１０】図３におけるＡ領域での運転時間の平均値Ｔ
Ａave と係数ｋ１との相関図である。FIG. 10 is an average value T of operating time in the area A in FIG.
It is a correlation diagram of Aave and coefficient k1.
【図１１】図３におけるＢ領域での運転時間の平均値Ｔ
Ｂave と係数ｋ２との相関図である。FIG. 11 is an average value T of operating time in the B region in FIG.
It is a correlation diagram between Bave and a coefficient k2.
【図１２】排気バイパス運転領域を演算するための排気
バイパス領域境界線示す説明図である。FIG. 12 is an explanatory diagram showing an exhaust bypass region boundary line for calculating an exhaust bypass operation region.
【図１３】排気バイパス量を演算するための排気バイパ
ス弁の等開度曲線を示す説明図である。FIG. 13 is an explanatory diagram showing an equal opening curve of an exhaust bypass valve for calculating an exhaust bypass amount.
【図１４】フィルタに堆積する排気微粒子の堆積量変化
を示す説明図である。FIG. 14 is an explanatory diagram showing changes in the amount of exhaust particulate matter deposited on the filter.
１ 排気管（排気通路） ３ 触媒（排気微粒子捕集手段） ５ 電気ヒータ（保護手段） １１ 排気バイパス通路（保護手段） １３ 排気バイパス弁（保護手段） １５ 昇温制御回路（制御手段） １７ 排気バイパス制御回路（制御手段） １９ 回転数センサ（運転状態検出手段） ２１ 負荷センサ（運転状態検出手段） ２２ 運転状態判定回路（運転状態判定手段） ２３ カウンタＡ（カウンタ手段） ２５ カウンタＢ（カウンタ手段） ２７ タイマＡ（タイマ手段） ２９ タイマＢ（タイマ手段） ３１ タイマＡ平均値演算回路（平均値演算回路） ３３ タイマＢ平均値演算回路（平均値演算回路） 1 Exhaust Pipe (Exhaust Passage) 3 Catalyst (Exhaust Particle Collection Means) 5 Electric Heater (Protection Means) 11 Exhaust Bypass Passage (Protection Means) 13 Exhaust Bypass Valve (Protection Means) 15 Temperature Raising Control Circuit (Control Means) 17 Exhaust Bypass control circuit (control means) 19 Rotation speed sensor (operating state detection means) 21 Load sensor (operating state detection means) 22 Operating state determination circuit (operating state determination means) 23 Counter A (counter means) 25 Counter B (counter means) ) 27 timer A (timer means) 29 timer B (timer means) 31 timer A average value calculation circuit (average value calculation circuit) 33 timer B average value calculation circuit (average value calculation circuit)
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｆ０１Ｎ 3/24 Ｌ 9150−3Ｇ ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification code Internal reference number FI technical display area F01N 3/24 L 9150-3G
Claims (1)
れる排気微粒子を浄化する排気微粒子浄化手段と、この
排気微粒子浄化手段を保護する保護手段と、機関の運転
状態を検出する運転状態検出手段と、排気微粒子が前記
排気微粒子浄化手段に付着しやすい状態及び付着した排
気微粒子が除去されやすい状態の２つの機関運転領域が
あらかじめ設定され、前記運転状態検出手段の検出信号
の入力を受けて運転状態を判定する運転状態判定手段
と、この運転状態判定手段が前記設定されている各運転
領域を判定するごとにその回数をそれぞれ加算するカウ
ンタ手段と、このカウンタ手段によりカウントされる各
運転領域が連続する時間をそれぞれ計測するタイマ手段
と、このタイマ手段が計測した各運転領域におけるそれ
ぞれの連続する時間の平均値を演算する平均値演算手段
と、この平均値演算手段による平均値及び前記カウンタ
手段によるカウンタ値に応じて前記保護手段の動作を制
御する制御手段とを有することを特徴とするディーゼル
機関の排気浄化装置。1. An exhaust particulate purification means for purifying exhaust particulates contained in exhaust gas provided in an exhaust passage of an engine, a protection means for protecting the exhaust particulate purification means, and an operating state detection for detecting an operating state of the engine. Means, and two engine operating regions in which exhaust particulates are easily attached to the exhaust particulate purification means and in which adhering exhaust particulates are easily removed are set in advance and receive a detection signal of the operating state detection means. An operating state determining means for determining an operating state, a counter means for adding the number of times each time the operating state determining means determines each of the set operating areas, and each operating area counted by the counter means. Of each continuous time in each operating region measured by this timer means A diesel engine comprising: an average value calculating means for calculating an average value; and a control means for controlling the operation of the protection means according to the average value by the average value calculating means and the counter value by the counter means. Exhaust gas purification device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220622A JPH0559929A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Exhaust purifying device of diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3220622A JPH0559929A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Exhaust purifying device of diesel engine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0559929A true JPH0559929A (en) | 1993-03-09 |
Family
ID=16753861
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3220622A Pending JPH0559929A (en) | 1991-08-30 | 1991-08-30 | Exhaust purifying device of diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0559929A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995015431A1 (en) * | 1993-11-30 | 1995-06-08 | Emitec Gesellschaft Für Emissionstechnologie Mbh | Process for reducing pollutant emissions of a diesel engine equipped with an oxidation-type catalytic converter |
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-
1991
- 1991-08-30 JP JP3220622A patent/JPH0559929A/en active Pending
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