JPH0623536B2 - Exhaust gas purification device for diesel engine - Google Patents
Exhaust gas purification device for diesel engineInfo
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- JPH0623536B2 JPH0623536B2 JP718986A JP718986A JPH0623536B2 JP H0623536 B2 JPH0623536 B2 JP H0623536B2 JP 718986 A JP718986 A JP 718986A JP 718986 A JP718986 A JP 718986A JP H0623536 B2 JPH0623536 B2 JP H0623536B2
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- Japan
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- filter
- regeneration
- particulates
- engine
- diesel engine
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関の排気ガス浄化装置に関する。The present invention relates to an exhaust gas purifying device for a diesel engine.
〔従来の技術〕 ディーゼル機関の排気ガス中には炭化化合物からなる可
燃性の微粒子、即ちパティキュレートが含まれており、
このパティキュレートが大気に放出されると大気汚染を
ひき起こす。そこで従来よりパティキュレートが大気に
放出されるのを阻止するために機関排気通路内にパティ
キュレート捕集用フィルタを配置したディーゼル機関が
公知である。ところがこのようなディーゼル機関ではフ
ィルタにより捕集されたパティキュレートを定期的に燃
焼除去する必要がある。従ってこのようなディーゼル機
関は通常フィルタにより捕集されたパティキュレートを
着火するための着火装置を具備しており、所定量以上の
パティキュレートがフィルタにより捕集されたときに着
火装置を作動させてパティキュレートを着火燃焼せしめ
ることによりフィルタを再生するようにしている（例え
ば特開昭59−134316号公報および特開昭59−138713号公
報参照）。[Prior Art] Exhaust gas of a diesel engine contains combustible fine particles made of a carbonized compound, that is, particulates,
When this particulate is released to the atmosphere, it causes air pollution. Therefore, conventionally, there is known a diesel engine in which a particulate collection filter is arranged in the engine exhaust passage in order to prevent particulates from being released to the atmosphere. However, in such a diesel engine, it is necessary to periodically burn and remove the particulates collected by the filter. Therefore, such a diesel engine is usually equipped with an igniting device for igniting the particulates collected by the filter, and when the particulates of a predetermined amount or more are collected by the filter, the ignition device is operated. The filter is regenerated by igniting and burning the particulates (see, for example, JP-A-59-134316 and JP-A-59-138713).
また、このような着火装置を用いてパティキュレートを
着火燃焼せしめるようにした場合にはフィルタの再生が
完了したときに着火装置の作動を停止する必要があり、
そのためには再生が終了したか否かを判断しなければな
らない。ところでこのように再生終了を判断するために
フィルタの上流側と下流側に背圧センサを取付けてフィ
ルタ上流側と下流側の背圧差が一定圧以下になったとき
に再生が完了したと判断する方法（特開昭59−134316号
公報参照）、およびフィルタに温度センサを取付けてこ
の温度センサの出力信号から再生完了を判断するように
した方法（特開昭60-90912号公報参照）が公知である。Further, in the case of using such an ignition device to ignite and burn particulates, it is necessary to stop the operation of the ignition device when the regeneration of the filter is completed,
For that purpose, it is necessary to judge whether or not the reproduction is completed. By the way, in order to determine the end of regeneration in this way, a back pressure sensor is attached to the upstream side and the downstream side of the filter, and it is determined that regeneration is completed when the back pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter is below a certain pressure A method (see JP-A-59-134316) and a method in which a temperature sensor is attached to a filter and the completion of reproduction is judged from the output signal of the temperature sensor (see JP-A-60-90912) are known. Is.
しかしながらフィルタの上流側と下流側との圧力差は再
生開始直後には急激に減少するが再生後期には再生が進
行してもわずかしか減少しない。従って上述のようにフ
ィルタの上流側と下流側との背圧差に基いて再生完了を
判断するようにした場合には再生完了を正確に判断でき
ないという問題がある。また、温度センサを用いた場合
には温度センサが高温にさらされるために熱劣化を生
じ、斯くして温度センサを使用したくないというのが現
状である。However, the pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter sharply decreases immediately after the start of regeneration, but it slightly decreases even after regeneration progresses in the latter stage of regeneration. Therefore, when the regeneration completion is determined based on the back pressure difference between the upstream side and the downstream side of the filter as described above, there is a problem that the regeneration completion cannot be accurately determined. Further, when the temperature sensor is used, the temperature sensor is exposed to a high temperature, so that thermal deterioration occurs, and it is the current situation that the user does not want to use the temperature sensor.
上記問題点を解決するために本発明によれば、機関排気
通路内にパティキュレート捕集用フィルタを配置すると
共にフィルタにより捕集されたパティキュレートを着火
するための着火装置を具備し、所定量以上のパティキュ
レートがフィルタにより捕集されたときに着火装置を作
動させてパティキュレートを着火燃焼せしめることによ
りフィルタを再生するようにしたディーゼル機関におい
て、フィルタ再生開始時から機関回転数を積算して回転
数の積算値が予め定められた値を越えたときに再生動作
を停止するようにしている。According to the present invention for solving the above problems, a particulate matter collecting filter is arranged in the engine exhaust passage and an ignition device for igniting the particulate matter collected by the filter is provided, and a predetermined amount is provided. When the above particulates are collected by the filter, the diesel engine is designed to regenerate the filter by operating the ignition device to ignite and burn the particulate, and the engine speed is integrated from the beginning of the filter regeneration. The reproducing operation is stopped when the integrated value of the number of revolutions exceeds a predetermined value.
第１図を参照すると、１はディーゼル機関本体、２は機
関駆動の燃料噴射ポンプ、３はターボチャージャを夫々
示す。ターボチャージャ３は排気タービン４と吸気コン
プレッサ５からなり、排気タービン４の排気ガス流出口
には排気管６が連結される。排気管６にはフィルタ容器
７が固締され、このフィルタ容器７内にはパティキュレ
ート捕集用のフィルタ８が配置される。また、フィルタ
容器７内にはフィルタ８の上流側端面に隣接して着火装
置を構成する電気ヒータ９が配置される。一方、排気管
６内にはフィルタ８を迂回するバイパス通路１０が形成
され、このバイパス通路１０内にバイパス弁１１が配置
される。このバイパス弁１１は負圧ダイアフラム装置１
２に連結されて負圧ダイアフラム装置１２により開閉制
御される。負圧ダイアフラム装置１２の負圧室１３は電
磁切換弁１４によって大気又は負圧源のいずれか一方に
連結される。通常、即ちフィルタ再生時でないときは負
圧室１３は大気に開放されており、このとき第１図に示
すようにバイパス弁１１がバイパス通路１０を閉鎖して
いる。従ってこのとき排気タービン４から排出された排
気ガスは排気管６内の排気通路１５、電気ヒータ９、フ
ィルタ８およびフィルタ容器７内の排気通路１６を介し
て排気管１７内に排出される。このときは電気ヒータ９
が加熱されておらず、排気ガスがフィルタ８内を通過す
る際に排気ガス中のパティキュレートがフィルタ８によ
って捕獲される。機関が長時間に亘って使用されるにつ
れてフィルタ８に堆積するパティキュレートの量が増大
し、その結果フィルタ８の流れ抵抗が大きくなるために
フィルタ８上流の排気通路１５内の背圧が高くなる。第
１図に示すように排気通路１５内には背圧センサ１８が
配置されており、この背圧センサ１８によって排気通路
１５内の背圧が予め定められた背圧以上になったことが
検出されたときにフィルタ８の再生動作が開始される。
即ち、まず始めに電磁切換弁１４が作動せしめられて負
圧ダイアフラム装置１２の負圧室１３が負圧源に連結さ
れる。その結果、バイパス弁１１がバイパス通路１０を
全開する。このとき大部分の排気ガスはバイパス通路１
０を通って排気管１７内に排出され、一部の排気ガスが
電気ヒータ９、フィルタ８および排気通路１６を介して
排気管１７内に排出される。次いで電気ヒータ９が加熱
せしめられると電気ヒータ９の最も近くにおいてフィル
タ８上に堆積しているパティキュレートがまず始めに着
火され、次いで火炎が下流に向けて徐々に燃え広がる。
次いでフィルタ８上に堆積した全パティキュレートが燃
焼したときにフィルタ８の再生動作が完了する。再生動
作が完了すると再び負圧ダイアフラム装置１２の負圧室
１３が大気に解放され、バイパス弁１１がバイパス通路
１０を閉鎖する。Referring to FIG. 1, 1 is a diesel engine body, 2 is an engine-driven fuel injection pump, and 3 is a turbocharger. The turbocharger 3 includes an exhaust turbine 4 and an intake compressor 5, and an exhaust pipe 6 is connected to an exhaust gas outlet of the exhaust turbine 4. A filter container 7 is fastened to the exhaust pipe 6, and a filter 8 for collecting particulates is arranged in the filter container 7. Further, in the filter container 7, an electric heater 9 constituting an ignition device is arranged adjacent to the upstream end surface of the filter 8. On the other hand, a bypass passage 10 that bypasses the filter 8 is formed in the exhaust pipe 6, and a bypass valve 11 is arranged in the bypass passage 10. This bypass valve 11 is a negative pressure diaphragm device 1
The negative pressure diaphragm device 12 is connected to the valve 2 to control opening and closing. The negative pressure chamber 13 of the negative pressure diaphragm device 12 is connected to either the atmosphere or the negative pressure source by an electromagnetic switching valve 14. Normally, that is, when the filter is not being regenerated, the negative pressure chamber 13 is open to the atmosphere, and at this time, the bypass valve 11 closes the bypass passage 10 as shown in FIG. Therefore, the exhaust gas discharged from the exhaust turbine 4 at this time is discharged into the exhaust pipe 17 through the exhaust passage 15 in the exhaust pipe 6, the electric heater 9, the filter 8 and the exhaust passage 16 in the filter container 7. At this time, the electric heater 9
Are not heated, and when the exhaust gas passes through the filter 8, the particulates in the exhaust gas are captured by the filter 8. As the engine is used for a long time, the amount of particulates deposited on the filter 8 increases, and as a result, the flow resistance of the filter 8 increases, and the back pressure in the exhaust passage 15 upstream of the filter 8 increases. . As shown in FIG. 1, a back pressure sensor 18 is arranged in the exhaust passage 15, and it is detected by the back pressure sensor 18 that the back pressure in the exhaust passage 15 becomes equal to or higher than a predetermined back pressure. When this is done, the regeneration operation of the filter 8 is started.
That is, first, the electromagnetic switching valve 14 is operated to connect the negative pressure chamber 13 of the negative pressure diaphragm device 12 to the negative pressure source. As a result, the bypass valve 11 fully opens the bypass passage 10. At this time, most of the exhaust gas is bypass passage 1
The exhaust gas is discharged into the exhaust pipe 17 through 0, and a part of the exhaust gas is discharged into the exhaust pipe 17 through the electric heater 9, the filter 8 and the exhaust passage 16. Then, when the electric heater 9 is heated, the particulates deposited on the filter 8 in the vicinity of the electric heater 9 are ignited first, and then the flame gradually spreads downstream.
Then, when all the particulates deposited on the filter 8 are burned, the regeneration operation of the filter 8 is completed. When the regeneration operation is completed, the negative pressure chamber 13 of the negative pressure diaphragm device 12 is opened to the atmosphere again, and the bypass valve 11 closes the bypass passage 10.
電気ヒータ９およびバイパス弁１１は電子制御ユニット
３０の出力信号に基いて制御される。第１図に示される
ように電子制御ユニット３０はディジタルコンピュータ
からなり、双方向性バス３１によって互いに接続された
ＲＯＭ（リードオンリメモリ）３２、ＲＡＭ（ランダム
アクセスメモリ）３３、ＣＰＵ（マイクロプロセッサ）
３４、入力ポート３５および出力ポート３６からなる。
入力ポート３５には機関回転数を検出する回転数センサ
４０が接続され、更に背圧センサ１８がＡＤ変換器４１
を介して接続される。また、入力ポート３５には負荷セ
ンサ４２がＡＤ変換器４３を介して接続される。負荷セ
ンサ４２はアクセルペダル４４に連結されており、この
負荷センサ４２はアクセルペダル４４の踏込み量に比例
した電圧、即ち機関負荷に比例した電圧を発生する。出
力ポート３６は夫々対応する駆動回路45，46を介して電
気ヒータ９および電磁切換弁１４に接続される。The electric heater 9 and the bypass valve 11 are controlled based on the output signal of the electronic control unit 30. As shown in FIG. 1, the electronic control unit 30 is composed of a digital computer, and a ROM (read only memory) 32, a RAM (random access memory) 33, a CPU (microprocessor) connected to each other by a bidirectional bus 31.
34, input port 35 and output port 36.
A rotation speed sensor 40 for detecting the engine rotation speed is connected to the input port 35, and the back pressure sensor 18 is further connected to the AD converter 41.
Connected via. A load sensor 42 is connected to the input port 35 via an AD converter 43. The load sensor 42 is connected to an accelerator pedal 44, and the load sensor 42 generates a voltage proportional to the depression amount of the accelerator pedal 44, that is, a voltage proportional to the engine load. The output port 36 is connected to the electric heater 9 and the electromagnetic switching valve 14 via the corresponding drive circuits 45 and 46, respectively.
上述したようにフィルタ８上に堆積した全パティキュレ
ートが燃焼したときにフィルタ８の再生動作が完了せし
められる。ところで本発明ではフィルタ８上に堆積した
全パティキュレートが燃焼したか否かが再生動作を開始
した後の機関回転数の積算値に基いて判断される。即
ち、本発明者がガス流速のフィルタ再生時間に与える影
響に着目して実験したところフィルタの再生時間は酸素
濃度に関係なくガス流速に反比例することが判明したの
である。第４図はこの実験結果を示している。第４図か
らわかるようにガス流速Ｖが速くなるとそれに伴なって
再生時間Ｔが短かくなる。ところでガス流速はほぼ機関
回転数に比例しており、従って機関回転数が予め定めら
れた回転数に達するとフィルタの再生が完了することに
なる。機関回転数センサは経時変化することもなく、従
って機関回転数に基いて再生完了を判断できれば長時間
に亘って正確に再生完了を判断することができる。そこ
で本発明は機関回転数を積算することにより再生完了を
判断するようにしている。As described above, the regeneration operation of the filter 8 is completed when all the particulates accumulated on the filter 8 are burned. By the way, in the present invention, it is determined whether or not all the particulates deposited on the filter 8 are burned based on the integrated value of the engine speed after the regeneration operation is started. That is, the present inventor conducted an experiment focusing on the influence of the gas flow velocity on the filter regeneration time, and found that the filter regeneration time is inversely proportional to the gas flow velocity regardless of the oxygen concentration. FIG. 4 shows the results of this experiment. As can be seen from FIG. 4, as the gas flow velocity V becomes faster, the regeneration time T becomes shorter accordingly. By the way, the gas flow velocity is almost proportional to the engine speed, and therefore, when the engine speed reaches a predetermined engine speed, the regeneration of the filter is completed. The engine speed sensor does not change with time. Therefore, if the regeneration completion can be determined based on the engine rotation speed, the regeneration completion can be accurately determined for a long time. Therefore, in the present invention, the completion of regeneration is determined by integrating the engine speed.
次に第２図および第３図を参照して本発明による再生制
御について説明する。Next, the reproduction control according to the present invention will be described with reference to FIG. 2 and FIG.
第２図は所定のクランク角毎に行なわれるメインルーチ
ンを示す。第２図を参照すると、まず始めにステップ５
０において再生条件が成立しているか否かが判別され
る。これは前述したように背圧センサ１８の出力信号か
ら判断され、背圧が予め定められた背圧よりも高くなる
と再生条件が成立したものとみなされる。再生条件が成
立すればステップ５１においてフラグがセットされる。FIG. 2 shows a main routine that is performed for each predetermined crank angle. Referring to FIG. 2, first step 5
At 0, it is determined whether the reproduction condition is satisfied. This is determined from the output signal of the back pressure sensor 18 as described above, and when the back pressure becomes higher than the predetermined back pressure, it is considered that the regeneration condition is satisfied. If the reproduction condition is satisfied, the flag is set in step 51.
第３図は一定の時間毎に実行される再生処理ルーチンを
示す。第３図を参照するとまず始めにステップ６０にお
いてフラグがセットされているか否かが判別される。フ
ラグがセットされている場合にはステップ６１に進んで
バイパス弁１１が全開せしめられ、次いでステップ６２
に進んで電気ヒータ９が予め定められた時間に亘って通
電せしめられる。次いでステップ６３では機関回転数Ｎ
Ｅの積算が開始される。この積算の開始時期はバイパス
弁１１が開弁し、電気ヒータ９に通電が開始されたと
き、即ち再生開始時である。次いでステップ６４では機
関回転数ＮＥの積算値ΣＮＥが予め定められた回転数Ｎ
ＥＯを越えた否かが判別される。ΣＮＥ ＮＥＯになる
とステップ６５に進んでフラグがリセットされた後にス
テップ６６において再生動作停止処理が行なわれる。こ
の再生動作停止処理は例えば電気ヒータ９の通電が停止
してから一定時間経過後にバイパス弁１１を閉弁するこ
とからなる。FIG. 3 shows a reproduction processing routine executed at regular time intervals. Referring to FIG. 3, first, at step 60, it is judged if the flag is set or not. When the flag is set, the routine proceeds to step 61, where the bypass valve 11 is fully opened, and then the step 62 is performed.
Then, the electric heater 9 is energized for a predetermined time. Next, at step 63, the engine speed N
E accumulation is started. The start time of this integration is when the bypass valve 11 is opened and the electric heater 9 is energized, that is, when regeneration is started. Next, at step 64, the integrated value ΣNE of the engine speed NE is the predetermined speed N
It is determined whether or not E O is exceeded. When ΣNE NE O is reached, the routine proceeds to step 65, where the flag is reset, and then the reproducing operation stop processing is performed at step 66. This regeneration operation stop processing consists, for example, of closing the bypass valve 11 after a certain period of time has passed since the power supply to the electric heater 9 was stopped.
上述したように本発明によれば機関回転数の積算値に基
いて再生完了を判断している。機関回転数センサは経時
変化もなく、従って従来の温度センサを用いた場合に比
べて耐久性があり、しかも従来の背圧センサを用いた場
合よりも正確に再生完了を判断することができる。As described above, according to the present invention, the completion of regeneration is determined based on the integrated value of the engine speed. The engine speed sensor does not change with time, and therefore has durability as compared with the case where the conventional temperature sensor is used, and moreover the regeneration completion can be determined more accurately than when the conventional back pressure sensor is used.
第１図は機関排気系を断面図で示した内燃機関の側面
図、第２図はメインルーチンを示すフローチャート、第
３図は再生処理ルーチンを示すフローチャート、第４図
はガス流速と再生時間との関係を示す線図である。 ６，17……排気管、８……フィルタ、 ９……電気ヒータ、１０……バイパス通路、 １１……バイパス弁、15，16……排気通路。FIG. 1 is a side view of an internal combustion engine showing an engine exhaust system in a sectional view, FIG. 2 is a flowchart showing a main routine, FIG. 3 is a flowchart showing a regeneration processing routine, and FIG. 4 is a gas flow velocity and regeneration time. It is a diagram showing the relationship of. 6, 17 ... Exhaust pipe, 8 ... Filter, 9 ... Electric heater, 10 ... Bypass passage, 11 ... Bypass valve, 15, 16 ... Exhaust passage.
Claims (1)
フィルタを配置すると共に該フィルタにより捕集された
パティキュレートを着火するための着火装置を具備し、
所定量以上のパティキュレートがフィルタにより捕集さ
れたときに着火装置を作動させてパティキュレートを着
火燃焼せしめることによりフィルタを再生するようにし
たディーゼル機関において、フィルタ再生開始時から機
関回転数を積算して回転数の積算値が予め定められた値
を越えたときに再生動作を停止するようにしたディーゼ
ル機関の排気ガス浄化装置。1. A filter for collecting particulates is arranged in an engine exhaust passage, and an ignition device for igniting the particulates collected by the filter is provided.
In a diesel engine in which the filter is regenerated by activating the ignition device to ignite and burn the particulate when a certain amount or more of particulates are collected by the filter, the engine speed is integrated from the beginning of filter regeneration. The exhaust gas purifying device for a diesel engine is configured to stop the regenerating operation when the integrated value of the rotational speed exceeds a predetermined value.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP718986A JPH0623536B2 (en) | 1986-01-18 | 1986-01-18 | Exhaust gas purification device for diesel engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP718986A JPH0623536B2 (en) | 1986-01-18 | 1986-01-18 | Exhaust gas purification device for diesel engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62165524A JPS62165524A (en) | 1987-07-22 |
| JPH0623536B2 true JPH0623536B2 (en) | 1994-03-30 |
Family
ID=11659096
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP718986A Expired - Lifetime JPH0623536B2 (en) | 1986-01-18 | 1986-01-18 | Exhaust gas purification device for diesel engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0623536B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20040026525A (en) * | 2002-09-25 | 2004-03-31 | 현대자동차주식회사 | Reproduction process of filter for filtering diesel praticleshaped |
-
1986
- 1986-01-18 JP JP718986A patent/JPH0623536B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62165524A (en) | 1987-07-22 |
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