JPH0713452B2 - Particle collection amount detection device for exhaust particle collector of internal combustion engine - Google Patents
Particle collection amount detection device for exhaust particle collector of internal combustion engineInfo
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- JPH0713452B2 JPH0713452B2 JP23323587A JP23323587A JPH0713452B2 JP H0713452 B2 JPH0713452 B2 JP H0713452B2 JP 23323587 A JP23323587 A JP 23323587A JP 23323587 A JP23323587 A JP 23323587A JP H0713452 B2 JPH0713452 B2 JP H0713452B2
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Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、内燃機関の排気粒子捕集器の粒子捕集量検出
装置に係り、特にディーゼル機関のパティキュレイトト
ラッパの如き排気粒子捕集器の再生時期決定のために排
気粒子捕集器の粒子捕集量の累積値を検出する粒子捕集
量検出装置に係る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a particle trapping amount detection device for an exhaust particle collector of an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust particle collector such as a particulate trap for a diesel engine. The present invention relates to a particle collection amount detection device for detecting a cumulative value of the particle collection amount of an exhaust particle collector for determining a regeneration timing.
従来の技術 内燃機関、特にディーゼル機関に於て、排気ガス中のカ
ーボン粒子の如き排気粒子が大気中へ放出されることを
防止するために、排気通路の途中にフィルタ構造の排気
粒子捕集器（パティキュレイトトラッパ）を設けてこの
排気粒子捕集器によって排気ガス中の排気粒子を捕集す
ることが既に考えられており、また排気粒子捕集器の排
気粒子による目詰りを回避するために排気粒子捕集器に
捕集された粒子をバーナ或いはヒータによって焼失灰化
せしめ、排気粒子捕集器の再生を図ることが既に考えら
れており、これは例えば特公昭56-115809号、特開昭58-
13115号の各公報に示されている。2. Description of the Related Art In an internal combustion engine, particularly a diesel engine, in order to prevent exhaust particles such as carbon particles in exhaust gas from being released into the atmosphere, an exhaust particle collector having a filter structure in the middle of an exhaust passage. It has already been considered to install a (particulate trapper) to collect the exhaust particles in the exhaust gas with this exhaust particle collector, and to avoid clogging by the exhaust particles in the exhaust particle collector. It has already been considered to regenerate the exhaust particle collector by burning and ashing the particles collected by the exhaust particle collector with a burner or a heater. For example, Japanese Patent Publication No. 56-115809, Kaisho 58-
No. 13115.
排気粒子捕集器に於ける粒子捕集量は排気粒子発生量が
内燃機関の回転数と負荷とにより決まることによりこの
運転状態に基いて排気粒子捕集器に於ける粒子捕集量を
算出し、これが所定値に達したならば、上述の如き再生
を行うこと、更には排気粒子捕集器に捕集された排気粒
子は高速高負荷運転時に於ては排気ガス温度が高くなる
ことによって自己燃焼するから、この捕集粒子の自己燃
焼量を差引いて前記排気粒子捕集器の粒子捕集量の累積
値を見出し、この累積値より排気粒子捕集器の再生時期
を見出すことが既に提案されており、これは例えば特開
昭60-111013号公報に示されている。The amount of particles collected in the exhaust particle collector is calculated based on this operating state because the amount of exhaust particles generated is determined by the number of revolutions and load of the internal combustion engine, and the amount of particles collected in the exhaust particle collector is calculated. However, if this reaches a predetermined value, the regeneration as described above is performed, and further, the exhaust particles collected by the exhaust particle collector have a high exhaust gas temperature during high-speed and high-load operation. Since self-combustion, the self-combustion amount of the trapped particles is subtracted to find a cumulative value of the trapped particle amount of the exhaust particle trap, and it is already possible to find out the regeneration time of the exhaust particle trap from the accumulated value. It has been proposed and is disclosed in, for example, JP-A-60-111013.
発明が解決しようとする問題点 上述の如き従来の排気粒子処理装置に於ては、ただ単に
排気ガス温度が捕集粒子の自己燃焼温度に応じて定めら
れた所定値以上であることを見出してこの時には粒子捕
集器の捕集粒子累積量の予め定められた一定量ずつ減量
して捕集粒子の自己燃焼による捕集粒子累積量の補正が
行われるようになっている。DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention In the conventional exhaust particle treatment apparatus as described above, it was found that the exhaust gas temperature is simply a predetermined value or more determined according to the self-combustion temperature of the trapped particles. At this time, the accumulated amount of collected particles in the particle collector is reduced by a predetermined constant amount to correct the accumulated amount of collected particles due to self-combustion of the collected particles.
上述の如き手法による捕集粒子累積量の補正は、排気ガ
ス温度が所定値以上である時に於ける捕集粒子の自己燃
焼速度が他の要件に拘らず常に一定であれば問題を生じ
ないが、しかし捕集粒子の自己燃焼速度は排気ガス中の
酸素量により大きい影響を受け、この酸素量が多い時ほ
ど自己燃焼速度が早くなり、自己燃焼量が増大するか
ら、これでは捕集累積量の補正が正確に行われない。The correction of the accumulated amount of trapped particles by the above-mentioned method does not cause a problem if the self-combustion rate of trapped particles when the exhaust gas temperature is equal to or higher than a predetermined value is always constant regardless of other requirements. However, the self-combustion rate of trapped particles is more affected by the amount of oxygen in the exhaust gas, and the higher the amount of oxygen, the faster the self-combustion rate and the greater the self-combustion amount. Is not corrected accurately.
ここで考えられるのは限界電流型の酸素センサ等を用い
て排気ガス中の酸素量を直接検出してこの検出値を用い
て捕集粒子の自己燃焼速度を見出し、捕集粒子の自己燃
焼量を検出することである。しかしディーゼル機関の排
気ガスには、特に高負荷運転域に於ては、COの如き未燃
焼成分やスモークが多量に存在し、またディーゼル燃料
にはイオウ成分が、ディーゼル機関オイルにはカルシウ
ム、亜鉛、リン、イオウ等が多量に含まれているため、
酸素センサの酸素濃度検出安定性とその耐久性に問題が
あり、このことからディーゼル機関の排気ガス中の酸素
濃度を酸素センサによって検出することは困難である。It is conceivable that the amount of oxygen in exhaust gas is directly detected using a limiting current type oxygen sensor, etc., and the self-combustion rate of trapped particles is found using this detected value. Is to detect. However, in the exhaust gas of a diesel engine, especially in a high load operation range, a large amount of unburned components such as CO and smoke are present, and sulfur components are contained in diesel fuel, and calcium and zinc are contained in diesel engine oil. , Because it contains a large amount of phosphorus, sulfur, etc.,
There is a problem with the oxygen concentration detection stability of the oxygen sensor and its durability, which makes it difficult to detect the oxygen concentration in the exhaust gas of a diesel engine with the oxygen sensor.
また、捕集粒子の自己燃焼運転域の検出は排気ガス温度
から行われれば直接的でよいが、しかし排気ガス温度セ
ンサは通常サーミスタであり、これは温度検出範囲を極
く限定されてもその測定誤差が比較的大きく、このため
これでは例え排気ガス中の酸素濃度が検出されたとして
捕集粒子の自己燃焼量を正確に見出すことができない。Further, the detection of the self-combustion operating range of the trapped particles may be directly performed if it is performed from the exhaust gas temperature, but the exhaust gas temperature sensor is usually a thermistor, and this is even if the temperature detection range is extremely limited. The measurement error is relatively large, and therefore the amount of self-combustion of trapped particles cannot be accurately found even if the oxygen concentration in the exhaust gas is detected.
本発明は排気ガス温度の検出によらずに捕集粒子の自己
燃焼運転域の検出を行い、また酸素センサ等を用いるこ
となく排気ガス中の酸素濃度を見出し、これらのことか
ら耐久性に問題を生じることなく捕集粒子の自己燃焼量
を正確に検出し、粒子捕集器の捕集粒子累積量を正確に
検出することができる粒子捕集量検出装置を提供するこ
とを目的としている。The present invention detects the self-combustion operating range of trapped particles without detecting the exhaust gas temperature, and also finds the oxygen concentration in the exhaust gas without using an oxygen sensor or the like, which causes problems in durability. An object of the present invention is to provide a particle trapping amount detection device capable of accurately detecting the self-combustion amount of trapped particles without causing the above, and accurately detecting the accumulated amount of trapped particles in the particle collector.
問題点を解決するための手段 上述の如き目的は、本発明によれば、内燃機関の回転数
と負荷より決まる機関運転状態から新たな粒子捕集量を
算出する新規粒子捕集量演算手段と、内燃機関の回転数
と負荷とから排気捕集器に於ける捕集粒子の自己燃焼運
転域を見出す自己燃焼運転域検出手段と、前記自己燃焼
運転域に於ける内燃機関の回転数と負荷とから排気ガス
の酸素濃度を見出す酸素濃度検出手段と、前記酸素濃度
検出手段により見出された排気ガス中の酸素濃度と排気
ガス流量と粒子捕集器の粒子捕集量とから捕集粒子の自
己燃焼量を算出する捕集粒子自己燃焼量演算手段と、前
記新規粒子捕集量演算手段により算出された粒子捕集量
を加算され且前記捕集的自己燃焼量演算手段により算出
し捕集粒子の自己燃焼量を減算して排気粒子捕集器の捕
集粒子の累積量を算出する捕集粒子累積演算手段とを有
する内燃機関の排気粒子捕集器の粒子捕集量検出装置に
よって達成される。Means for Solving the Problems According to the present invention, the above object is to provide a new particle trapping amount calculation means for calculating a new particle trapping amount from the engine operating state determined by the rotation speed and load of the internal combustion engine. A self-combustion operating range detecting means for finding a self-combustion operating range of trapped particles in an exhaust collector from the rotational speed and load of the internal combustion engine; and an internal combustion engine rotational speed and load in the self-combustion operating range And an oxygen concentration detecting means for finding the oxygen concentration of the exhaust gas from the exhaust gas, and an oxygen concentration in the exhaust gas found by the oxygen concentration detecting means, the exhaust gas flow rate, and the amount of particles collected by the particle collector. Of the collected particle self-combustion amount, and the particle collection amount calculated by the new particle collection amount calculation means are added and calculated by the collection self-combustion amount calculation means. Exhaust particles by subtracting the self-combustion amount of collected particles This is achieved by a particle collection amount detection device for an exhaust particle collector of an internal combustion engine, which has a collected particle accumulation calculation means for calculating a cumulative amount of collected particles in the collector.
発明の作用及び効果 上述の如き構成によれば、捕集粒子の自己燃焼運転域が
排気ガス温度の検出に依存することなく的確に見出さ
れ、また排気ガス中の酸素濃度が酸素センサに依存する
ことなく的確に検出され、これらのことから捕集粒子の
自己燃焼量が間接的ではあるが、正確に見出されるよう
になり、この自己燃焼量をもって粒子捕集器の捕集粒子
累積量が減算補正されることにより、粒子捕集器に於け
る捕集粒子量が常に正確に見出されるようになり、これ
に基いて粒子捕集器の再生時期が適切に見出されるよう
になる。According to the above-mentioned configuration, the self-combustion operating range of the trapped particles is accurately found without depending on the detection of the exhaust gas temperature, and the oxygen concentration in the exhaust gas depends on the oxygen sensor. The amount of self-combustion of trapped particles can be found accurately though it is indirectly detected from these facts. By the subtraction correction, the amount of collected particles in the particle collector can always be found accurately, and the regeneration timing of the particle collector can be found appropriately based on this.
実施例 以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。Example Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
第１図は本発明による粒子捕集量検出装置を備えた排気
粒子処理装置の一つの実施例を示している。図に於て、
10はディーゼル機関を示しており、ディーゼル機関10
は、吸気通路12より吸気を吸入し、排気ガスを排気通路
14へ排出するようになっている。排気通路14の途中には
一般にパティキュレイトトラッパと称されているフィル
タ構造の粒子捕集器16が設けられている。粒子捕集器16
は、通気構造のフィルタ要素18と、再生用の電気式のヒ
ータ20とを備えている。尚、この種の粒子捕集器につい
て、より詳細な説明が必要であるならば、特開昭58-183
812号公報を参照されたい。FIG. 1 shows one embodiment of an exhaust particle treatment apparatus equipped with a particle trapping amount detection device according to the present invention. In the figure,
10 indicates a diesel engine, and the diesel engine 10
Sucks intake air from the intake passage 12 and exhausts exhaust gas to the exhaust passage.
It is designed to discharge to 14. A particle collector 16 having a filter structure, which is generally called a particulate trapper, is provided in the exhaust passage 14. Particle collector 16
Includes a filter element 18 having a ventilation structure and an electric heater 20 for regeneration. If a more detailed description of this type of particle collector is needed, see Japanese Patent Laid-Open No. 58-183.
See JP 812.
排気通路14は粒子捕集器16をバイパスして設けられたバ
イパス排気通路22を含んでいる。バイパス排気通路22の
途中には電磁式のアクチュエータ24によって開閉駆動さ
れるバイパス弁26が設けられている。The exhaust passage 14 includes a bypass exhaust passage 22 that bypasses the particle collector 16. A bypass valve 26 that is opened and closed by an electromagnetic actuator 24 is provided in the bypass exhaust passage 22.
ヒータ20とアクチュエータ24に対する通電はマイクロコ
ンピュータ30よりの制御信号に基き駆動回路32によって
行われるようになっている。ヒータ22は再生時に通電が
行われるようになっている。アキュームレータ24には、
粒子捕集器16の再生時には開閉弁26が開弁し、その他の
時には開閉弁26から閉弁するように通電が行われるよう
になっている。The heater 20 and the actuator 24 are energized by a drive circuit 32 based on a control signal from the microcomputer 30. The heater 22 is energized during regeneration. The accumulator 24 has
When the particle collector 16 is regenerated, the on-off valve 26 is opened, and at other times, the on-off valve 26 is closed to energize.
マイクロコンピュータ30は、アクセルセンサ34よりアク
セル開度、換言すればアクセルペダル踏込量或いは燃料
噴射ポンプのレバー開度に関する情報を、回転数センサ
36よりディーゼル機関10の回転速度に関する情報を、吸
気管圧力センサ38よりディーゼル機関10の吸気管圧力に
関する情報を各々与えられるようになっている。The microcomputer 30 uses the rotation speed sensor to obtain information about the accelerator opening, that is, the accelerator pedal depression amount or the fuel injection pump lever opening from the accelerator sensor 34.
Information on the rotational speed of the diesel engine 10 is given from 36, and information on the intake pipe pressure of the diesel engine 10 is given from the intake pipe pressure sensor 38.
マイクロコンピュータ30は、第２図に示されている如き
粒子捕集量検出装置を含んでおり、この粒子捕集量検出
装置により粒子捕集器16の粒子捕集量（捕集粒子累積
量）が所定値以上になった時にはバイパス弁26を開くと
共にヒータ20に対し通電を行って粒子捕集器16の再生を
開始せしめるようになっている。この再生制御は第３図
に示されている如きメインルーチンのフローチャートに
従って行われる。The microcomputer 30 includes a particle collection amount detection device as shown in FIG. 2, and this particle collection amount detection device allows the particle collection amount of the particle collector 16 (collected particle accumulated amount). When is above a predetermined value, the bypass valve 26 is opened and the heater 20 is energized to start the regeneration of the particle collector 16. This reproduction control is performed according to the flow chart of the main routine as shown in FIG.
先ず最初のステップ10に於ては、再生許可フラグFrが１
であるか否かの判別が行われる。フラグFr＝１である
時、即ち再生許可時にはステップ20へ進む。First, in the first step 10, the reproduction permission flag Fr is 1
Is determined. When the flag Fr = 1, that is, when reproduction is permitted, the process proceeds to step 20.
ステップ20に於ては、再生実行フラグFoが１であるか否
かの判別が行われる。Fo＝１である時には既に粒子捕集
器16の再生が開始されている時であって、この時にはス
テップ40へ進み、Fo＝１でない時、即ちまだ再生が開始
されていない時にはステップ30へ進む。In step 20, it is judged whether or not the reproduction execution flag Fo is 1. When Fo = 1, it means that the regeneration of the particle collector 16 has already been started, and at this time, it proceeds to step 40, and when Fo = 1 is not established, that is, when regeneration has not yet started, it proceeds to step 30. .
ステップ30に於ては、アクチュエータ24に対する通電を
制御してバイパス弁26を開弁させ、またヒータ20に対し
通電することが行われる。これにより粒子捕集器16の再
生が開始される。またこの時にはタイマＴをリセット
し、再生実行フラグFoを１にすることが行われる。ステ
ップ30の次はステップ40へ進む。In step 30, energization of the actuator 24 is controlled to open the bypass valve 26 and energize the heater 20. As a result, the regeneration of the particle collector 16 is started. At this time, the timer T is reset and the reproduction execution flag Fo is set to 1. After step 30, the process proceeds to step 40.
ステップ40に於ては、タイマのタイマ値Ｔが予め定めら
れたセット値Tsetより大きいか否かの判別が行われる。
Ｔ＞Tsetである時はステップ50へ進む。In step 40, it is judged if the timer value T of the timer is larger than a preset set value Tset.
When T> Tset, the process proceeds to step 50.
ステップ50に於ては、バイパス弁26が閉弁するようにア
クチュエータ24に対する通電が制御され、またヒータ20
に対する通電が停止される。これにより粒子捕集器16の
再生が終了される。またこの時には再生実行フラグFoと
再生許可フラグFrをともに０にし、また後述の粒子捕集
量検出装置により定められる捕集粒子累積量AQtを０に
することが行われる。In step 50, the energization of the actuator 24 is controlled so that the bypass valve 26 is closed, and the heater 20 is closed.
Energization is stopped. This completes the regeneration of the particle collector 16. At this time, the regeneration execution flag Fo and the regeneration permission flag Fr are both set to 0, and the collected particle accumulated amount AQt determined by the particle collection amount detection device described later is set to 0.
上述の如きフローチャートに従ってメインルーチンが実
行されることにより、再生許可フラグFrが成立すると、
予め定められたTsetにより決まる時間に亙ってヒータ20
の発熱による粒子捕集器16の再生が、即ち捕集粒子の焼
失灰化が行われる。When the reproduction permission flag Fr is established by executing the main routine according to the above-described flowchart,
Heater 20 for a time determined by a predetermined Tset
The particle collector 16 is regenerated by the heat generated by the above, that is, the collected particles are burnt and ashed.
第２図は本発明による粒子捕集量検出装置の概略構成を
示している。この粒子捕集量検出装置は回転数センサ36
の如き機関回転数検出手段50と、アクセルセンサ34の如
き機関負荷検出手段60と、新規粒子捕集量演算手段70
と、自己燃焼運転域検出手段80と、酸素濃度検出手段90
と、排気ガス流量検出手段100と、自己燃焼量演算手段1
10と、捕集粒子累積量演算手段120とを含んでいる。FIG. 2 shows a schematic configuration of a particle trapping amount detection device according to the present invention. This particle collection amount detection device is equipped with a rotation speed sensor 36
Engine speed detection means 50 such as, an engine load detection means 60 such as an accelerator sensor 34, and a new particle collection amount calculation means 70
Self-combustion operating range detecting means 80 and oxygen concentration detecting means 90
, Exhaust gas flow rate detection means 100, self-combustion amount calculation means 1
10 and a collected particle cumulative amount calculation means 120 are included.
新規粒子捕集量演算手段70は、機関回転数と機関負荷と
により決まる機関運転状態から新たな粒子捕集量を算出
するようになっている。The new particle collection amount calculation means 70 is adapted to calculate a new particle collection amount from the engine operating state determined by the engine speed and the engine load.
自己燃焼運転域検出手段80は、機関回転数と機関負荷と
から粒子捕集器に於ける捕集粒子の自己燃焼運転域を見
出すようになっている。The self-combustion operating range detecting means 80 is adapted to find the self-combustion operating range of the collected particles in the particle collector from the engine speed and the engine load.
酸素濃度検出手段90は機関回転数と機関負荷とから排気
ガス中の酸素濃度を見出すようになっている。The oxygen concentration detecting means 90 is adapted to find the oxygen concentration in the exhaust gas from the engine speed and the engine load.
自己燃焼量演算手段110は酸素濃度検出手段90により見
出された酸素濃度と排気ガス流量検出手段100により検
出された排気ガス流量と粒子捕集器の粒子捕集量とから
捕集粒子の自己燃焼量を算出するようになっている。The self-combustion amount calculation means 110 determines the self-collection of particles based on the oxygen concentration found by the oxygen concentration detection means 90, the exhaust gas flow rate detected by the exhaust gas flow rate detection means 100, and the particle collection amount of the particle collector. It is designed to calculate the amount of combustion.
捕集粒子累積量演算手段120は新規粒子捕集量演算手段7
0により算出された新規粒子捕集量を加算し且自己燃焼
演算手段110により検出された捕集粒子の自己燃焼量を
減算して捕集粒子累積量を算出するようになっている。The accumulated particle amount calculation means 120 is a new particle amount calculation means 7
The new particle collection amount calculated by 0 is added, and the self-combustion amount of the collected particles detected by the self-combustion calculation means 110 is subtracted to calculate the collected particle cumulative amount.
第４図は本発明による粒子捕集量演算ルーチンを示して
いる。粒子捕集量演算ルーチンは所定時間毎の割込ルー
チン、例えば50msec毎の割込ルーチンとして実行さる。FIG. 4 shows a particle collection amount calculation routine according to the present invention. The particle trapping amount calculation routine is executed as an interrupt routine every predetermined time, for example, every 50 msec.
最初のステップ100に於ては、回転数センサ36により検
出された現在の機関回転数Neに応じて燃料噴射量が最少
となるアクセル開度Acpminと燃料噴射量が最大となるア
クセル開度Acpmaxとを決定することが行われる。ステッ
プ100の次はステップ110へ進む。In the first step 100, the accelerator opening Acpmin that minimizes the fuel injection amount and the accelerator opening Acpmax that maximizes the fuel injection amount according to the current engine speed Ne detected by the engine speed sensor 36. The decision is made. After step 100, the process proceeds to step 110.
ステップ110に於ては、燃料供給域アクセル開度Acpの10
0等分成分EAcpを下式に従って計算することが行われ
る。In step 110, the fuel supply range accelerator opening Acp is set to 10
The 0 equal component EAcp is calculated according to the following formula.
EAcp＝100/（Acpmin-Acpmax） ステップ110の次はステップ120へ進み、ステップ120に
於ては、アクセルセンサ34により検出された現在のアク
セル開度Acprが最少アクセル開度Acpmin以上であるか否
かの判別が行われる。Acpr＞Acpminでない時は燃料カッ
ト時であって、この時にはステップ180へ進み、これに
対しAcpr＞Acpminである時は燃料供給域であって、この
時にはステップ140へ進む。EAcp = 100 / (Acpmin-Acpmax) After step 110, the process proceeds to step 120. In step 120, it is determined whether the current accelerator opening Acpr detected by the accelerator sensor 34 is the minimum accelerator opening Acpmin or more. Is determined. When it is not Acpr> Acpmin, it means that the fuel is being cut. At this time, the routine proceeds to step 180. On the other hand, when it is Acpr> Acpmin, it is in the fuel supply region and at this time, the routine proceeds to step 140.
ステップ140に於ては、燃料供給域アクセル開度Acpを下
式に従って計算することが行われる。In step 140, the fuel supply area accelerator opening Acp is calculated according to the following equation.
Acp＝EAcp（Acpr-Acpmin） ステップ140の次はステップ150へ進み、ステップ150に
於ては、燃料供給域アクセル開度Acpより機関１回転当
りの粒子排出量Qnを第５図に示されている如き特性に従
って決定することが行われる。第５図は、機関１回転当
りの粒子排出量は、機関回転数に関係なく、燃料供給域
アクセル開度、即ち燃料供給量にのみ依存することを示
しており、これは実験等により見出される。ステップ15
0の次はステップ160へ進む。Acp = EAcp (Acpr-Acpmin) After step 140, the process proceeds to step 150. In step 150, the particle emission amount Qn per one revolution of the engine is shown from the fuel supply range accelerator opening Acp in FIG. The determination is made according to the characteristics as described above. FIG. 5 shows that the particle emission amount per revolution of the engine depends only on the accelerator opening degree in the fuel supply region, that is, the fuel supply amount, regardless of the engine speed, which is found by experiments and the like. . Step 15
After 0, the process proceeds to step 160.
ステップ160に於ては、この粒子捕集量演算ルーチンの
繰返し実行周期時間に等しい所定時間、即ち50msecに於
ける粒子捕集器16の粒子捕集量Qtを下式に従って計算す
ることが行われる。In step 160, the particle collection amount Qt of the particle collector 16 at a predetermined time equal to the repetition execution cycle time of this particle collection amount calculation routine, that is, 50 msec, is calculated according to the following equation. .
Qt＝EC・QN・Ne/N ECは粒子捕集器16の粒子捕集効率であり、これは粒子捕
集器16のフィルタ要素18のフィルタ構造等により決ま
る。Ｎは粒子捕集量演算ルーチンの繰返し実行周期時間
により決まる数値である。ステップ160の次はステップ1
70へ進む。Qt = EC · QN · Ne / N EC is the particle collection efficiency of the particle collector 16, which is determined by the filter structure of the filter element 18 of the particle collector 16 and the like. N is a numerical value determined by the repeating execution cycle time of the particle collection amount calculation routine. Step 160 is followed by Step 1
Proceed to 70.
ステップ170に於ては、捕集粒子累積量AQtにステップ16
0にて新たに計算された粒子捕集量Qt、即ち新規粒子捕
集量を加算して捕集粒子累積量AQtを更新することが行
われる。ステップ170の次はステップ180へ進む。In step 170, the cumulative amount of collected particles AQt is set in step 16
At 0, the particle collection amount Qt newly calculated, that is, the new particle collection amount is added to update the collected particle cumulative amount AQt. After step 170, the process proceeds to step 180.
ステップ180に於ては、現在の機関回転数Neが予め定め
られた所定値Neset以上であるか否かの判別が行われ
る。所定値Nesetは第６図に示されている如く、捕集粒
子の自己燃焼運転域の最低回転数であり、Ne＞Nesetで
ある時はアクセル開度Acprによっては捕集粒子が自己燃
焼し得る運転域であり、この時にはステップ190へ進
み、そうでない時にはステップ250へ進む。In step 180, it is determined whether or not the current engine speed Ne is greater than or equal to a predetermined value Neset. As shown in FIG. 6, the predetermined value Neset is the minimum rotation speed of the self-combustion operating range of the collected particles, and when Ne> Neset, the collected particles may self-combust depending on the accelerator opening Acpr. This is the driving range, and at this time, the routine proceeds to step 190, and otherwise, it proceeds to step 250.
ステップ190に於ては、第６図に示されている特性に従
って現在の機関回転数Neに於ける捕集粒子の自己燃焼開
始アクセル開度Acpbを決定することが行われる。ステッ
プ190の次はステップ200へ進む。In step 190, the self-combustion start accelerator opening Acpb of the trapped particles at the current engine speed Ne is determined according to the characteristic shown in FIG. After step 190, the process proceeds to step 200.
ステップ200に於ては、現在のアクセル開度Acprが自己
燃焼開始アクセル開度Acpbより大きいか否かの判別が行
われる。Acpr＞Acpbである時は第６図に於て斜線にて示
されている自己燃焼運転域にてディーゼル機関10が運転
されている時であり、この時にはステップ210へ進み、
そうでない時にはステップ250へ進む。In step 200, it is judged if the current accelerator opening Acpr is larger than the self-combustion start accelerator opening Acpb. When Acpr> Acpb, it means that the diesel engine 10 is operating in the self-combustion operating range indicated by the diagonal lines in FIG. 6, and at this time, the routine proceeds to step 210,
Otherwise, go to step 250.
ステップ210に於ては、次に示されている表に従って排
気ガスの酸素濃度Goxyを決定することが行われる。尚、
酸素濃度Goxyは純粋な酸素濃度でなくて排気ガスの空気
濃度（新気濃度）であってもよい。In step 210, the oxygen concentration Goxy of the exhaust gas is determined according to the table shown below. still,
The oxygen concentration Goxy may be not the pure oxygen concentration but the air concentration (fresh air concentration) of the exhaust gas.
酸素濃度Goxyは現在のアクセル開度Acprと自己燃焼開始
アクセル開度Acpbの差と機関回転数Ne、即ち自己燃焼運
転域に於ける燃料供給量の大小とに応じてマップ制御式
に決定される。このマップ値はディーゼル機関の型式等
により変わるものであり、これは実験等によって定めら
れればよい。ステップ210の次はステップ220へ進む。 The oxygen concentration Goxy is determined by a map control method according to the difference between the current accelerator opening Acpr and the self-combustion start accelerator opening Acpb and the engine speed Ne, that is, the magnitude of the fuel supply amount in the self-combustion operating range. . This map value changes depending on the model of the diesel engine, etc., and this may be determined by experiments or the like. After step 210, the process proceeds to step 220.
ステップ220に於ては、この粒子捕集演算ルーチンの繰
返し実行周期時間に於ける排気ガス流量Qgを下式に従っ
て計算することが行われる。In step 220, the exhaust gas flow rate Qg in the repeated execution cycle time of this particle collection calculation routine is calculated according to the following equation.
Qg＝Ce・Pin・Ne/N Ceはディーゼル機関の種類により決まる補正係数であ
り、Pinは吸気管圧力センサ38により検出される現在の
吸気管圧力であり、Ｎはステップ160に於けるＮと同様
に粒子捕集用演算ルーチンの繰返し実行周期時間により
決まる数値である。Qg = Ce · Pin · Ne / N Ce is a correction coefficient determined by the type of diesel engine, Pin is the current intake pipe pressure detected by the intake pipe pressure sensor 38, and N is N in step 160. Similarly, it is a numerical value determined by the repeated execution cycle time of the particle collection calculation routine.
ステップ220の次はステップ230へ進み、ステップ230に
於ては、捕集粒子の自己燃料量Qtbを下式に従って計算
することが行われる。After step 220, the routine proceeds to step 230, where the self-fuel amount Qtb of trapped particles is calculated according to the following equation.
Qtb＝α・AQt・Qg・Goxy αは粒子捕集器16のフィルタの種類等により決まる補正
係数であり、AQtは捕集粒子量累積量であり、Qgはステ
ップ220に於て算出された所定時間、即ち50msecに於け
る排気ガス流量であり、Goxyはステップ210に於て決定
された排気ガスの酸素濃度である。排気ガス流量Qtと酸
素濃度Goxyの積算値が前記所定時間に於ける排気ガス中
に酸素量を示すことになり、このステップに於ては、こ
の酸素量と粒子捕集器16に既に捕集されている捕集粒子
累積量AQtとから捕集粒子の自己燃焼量Qtbを計算するこ
とが行われている。ステップ230の次はステップ240へ進
む。Qtb = α · AQt · Qg · Goxy α is a correction coefficient determined by the type of filter of the particle collector 16, AQt is the accumulated amount of collected particles, Qg is the predetermined value calculated in step 220 Exhaust gas flow rate over time, ie 50 msec, and Goxy is the exhaust gas oxygen concentration determined in step 210. The integrated value of the exhaust gas flow rate Qt and the oxygen concentration Goxy indicates the amount of oxygen in the exhaust gas at the predetermined time, and in this step, the amount of oxygen and the particle collector 16 have already been collected. The self-combustion amount Qtb of the collected particles is calculated from the accumulated collected particle amount AQt. After step 230, the process proceeds to step 240.
ステップ240に於ては、捕集粒子累積量AQtを下式に従っ
て再計算することが行われる。In step 240, the accumulated amount AQt of collected particles is recalculated according to the following equation.
AQt＝AQt-Qtb 即ち捕集粒子累積量AQtより捕集粒子の自己燃焼量Qtbを
減算して捕集粒子累積量AQtを更新することが行われ
る。ステップ240の次はステップ250へ進む。AQt = AQt-Qtb That is, the accumulated amount AQt of collected particles is updated by subtracting the self-combustion amount Qtb of collected particles from the accumulated amount AQt of collected particles. After step 240, the process proceeds to step 250.
ステップ250に於ては、捕集粒子累積量AQtが０より大き
いか否かの判別が行われる。AQt＞０である時はステッ
プ270へ進み、そうでない時にはステップ260へ進む。At step 250, it is judged if the accumulated amount AQt of collected particles is larger than 0 or not. If AQt> 0, go to step 270, otherwise go to step 260.
ステップ260に於ては、捕集粒子累積量AQtが０以下の負
の値になることは事実上ないことから、捕集粒子累積量
AQtを０に修正することが行われる。In step 260, since the accumulated amount AQt of collected particles is practically never a negative value of 0 or less, the accumulated amount of collected particles AQt is
Correcting AQt to 0 is performed.
ステップ270に於ては、捕集粒子累積量AQtが予め定めら
れた所定値AQtset以上であるか否かの判別が行われる。
AQtsetは粒子捕集器16の所要の再生周期に応じて定めら
れ、AQt＞AQtsetである時は再生すべき時期であってス
テップ280へ進む。In step 270, it is determined whether the accumulated amount AQt of collected particles is equal to or larger than a predetermined value AQtset set in advance.
AQtset is determined according to the required regeneration cycle of the particle collector 16. When AQt> AQtset, it is the time to regenerate and the routine proceeds to step 280.
ステップ280に於ては、再生許可フラグFrを１にするこ
とが行われる。In step 280, the reproduction permission flag Fr is set to 1.
上述の如きフローチャートに従って粒子捕集量演算ルー
チンが実行されることにより、捕集粒子累積量Aptは捕
集粒子の自己燃焼量を考慮した正確な値を常に示すよう
になる。By executing the particle collection amount calculation routine according to the above-described flowchart, the collected particle cumulative amount Apt always shows an accurate value in consideration of the self-combustion amount of the collected particles.
尚、上述の実施例に於ては、機関負荷の代用値として、
アクセル開度が用いられているが、燃料供給量が検出さ
れる内燃機関に於ては、機関負荷の代用値として燃料供
給量が用いられてもよい。Incidentally, in the above-mentioned embodiment, as the substitute value of the engine load,
Although the accelerator opening is used, in an internal combustion engine in which the fuel supply amount is detected, the fuel supply amount may be used as a substitute value for the engine load.
以上に於ては、本発明を特定の実施例について詳細に説
明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本
発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業
者にとって明らかであろう。In the above, the present invention has been described in detail with respect to a specific embodiment, but the present invention is not limited to this, and various embodiments are possible within the scope of the present invention. It will be obvious to the trader.
第１図は本発明による粒子捕集量検出装置を備えたディ
ーゼル機関の排気粒子処理装置の一つの実施例を示す概
略構成図、第２図は本発明による排気粒子捕集器の粒子
捕集量検出装置の一つの実施例を示すブロック線図、第
３図は排気粒子捕集器の再生制御の一例を示すフローチ
ャート、第４図は本発明による粒子捕集量検出装置によ
る粒子捕集量演算ルーチンを示すフローチャート、第５
図は燃料供給域アクセル開度に対する機関一回転当りの
粒子排出量特性を示すグラフ、第６図は機関回転数とア
クセル開度とにより決まる捕集粒子の自己燃焼運転域を
示すグラフである。 10……ディーゼル機関,12……吸気通路,14……排気通
路,16……粒子捕集器,18……フィルタ要素,20……ヒー
タ,22……バイパス排気通路,24……アクチュエータ,26
……バイパス弁,30……マイクロコンピュータ,32……駆
動回路,34……アクセルセンサ,36……回転数センサ,38
……吸気管圧力センサ,50……機関回転数検出手段,60…
…機関負荷検出手段,70……新規粒子捕集量演算手段,80
……自己燃焼運転域検出手段,90……酸素濃度検出手段,
100……排気ガス流量検出手段,110……自己燃焼量演算
手段,120……捕集粒子累積量演算手段FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing one embodiment of an exhaust particle processing apparatus of a diesel engine equipped with a particle trapping amount detection apparatus according to the present invention, and FIG. 2 is a particle trap of an exhaust particle collector according to the present invention. FIG. 3 is a block diagram showing an embodiment of an amount detecting device, FIG. 3 is a flow chart showing an example of regeneration control of an exhaust particle collector, and FIG. 4 is a particle collecting amount by the particle collecting amount detecting device according to the present invention. Flowchart showing calculation routine, fifth
FIG. 6 is a graph showing a particle emission amount characteristic per one revolution of the engine with respect to an accelerator opening in the fuel supply region, and FIG. 6 is a graph showing a self-combustion operating region of trapped particles determined by the engine speed and the accelerator opening. 10 …… Diesel engine, 12 …… Intake passage, 14 …… Exhaust passage, 16 …… Particle collector, 18 …… Filter element, 20 …… Heater, 22 …… Bypass exhaust passage, 24 …… Actuator, 26
...... Bypass valve, 30 …… Microcomputer, 32 …… Drive circuit, 34 …… Accelerator sensor, 36 …… Rotation speed sensor, 38
...... Intake pipe pressure sensor, 50 ...... Engine speed detection means, 60 ・ ・ ・
… Engine load detection means, 70 …… New particle collection amount calculation means, 80
...... Self-combustion operating range detection means, 90 …… Oxygen concentration detection means,
100: Exhaust gas flow rate detection means, 110: Self-combustion amount calculation means, 120: Collected particle accumulated amount calculation means
Claims (1)
転状態から新たな粒子捕集量を算出する新規粒子捕集量
演算手段と、内燃機関の回転数と負荷とから排気粒子捕
集器に於ける捕集粒子の自己燃焼運転域を見出す自己燃
焼運転域検出手段と、前記自己燃焼運転域に於ける内燃
機関の回転数と負荷とから排気ガスの酸素濃度を見出す
酸素濃度検出手段と、前記酸素濃度検出手段により見出
された排気ガス中の酸素濃度と排気ガス流量と粒子捕集
器の粒子捕集量とから捕集粒子の自己燃焼量を算出する
捕集粒子自己燃焼量演算手段と、前記新規粒子捕集量演
算手段により算出された粒子捕集量を加算し且前記捕集
粒子自己燃焼量演算手段により算出された捕集粒子の自
己燃焼量を減算して排気粒子捕集器の捕集粒子の累積量
を算出する捕集粒子累積量演算手段とを有する内燃機関
の排気粒子捕集器の粒子捕集量検出装置。Claim: What is claimed is: 1. New particle collection amount calculation means for calculating a new particle collection amount from an engine operating state determined by the engine speed and load, and an exhaust particle collector based on the engine speed and load. A self-combustion operating region detecting means for finding a self-combustion operating region of the trapped particles, and an oxygen concentration detecting means for finding an oxygen concentration of exhaust gas from the rotational speed and load of the internal combustion engine in the self-combusting operating region. A trapped particle self-combustion amount calculation for calculating a trapped particle self-combustion amount from the oxygen concentration in the exhaust gas found by the oxygen concentration detection means, the exhaust gas flow rate, and the particle trapping amount of the particle trap Means and the particle collection amount calculated by the new particle collection amount calculation means are added, and the self-combustion amount of the collected particles calculated by the collection particle self-combustion amount calculation means is subtracted, and the exhaust particle collection is performed. Collected particles for calculating the cumulative amount of collected particles in the collector Particle collection amount detection device of the exhaust particle collection device of an internal combustion engine having a cumulative amount calculation means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23323587A JPH0713452B2 (en) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Particle collection amount detection device for exhaust particle collector of internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23323587A JPH0713452B2 (en) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Particle collection amount detection device for exhaust particle collector of internal combustion engine |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6477718A JPS6477718A (en) | 1989-03-23 |
| JPH0713452B2 true JPH0713452B2 (en) | 1995-02-15 |
Family
ID=16951877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23323587A Expired - Lifetime JPH0713452B2 (en) | 1987-09-17 | 1987-09-17 | Particle collection amount detection device for exhaust particle collector of internal combustion engine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0713452B2 (en) |
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| JP2002544423A (en) * | 1999-05-07 | 2002-12-24 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング | Method and apparatus for controlling an internal combustion engine with an exhaust gas aftertreatment system |
| US7553922B2 (en) | 2004-06-11 | 2009-06-30 | Canon Kabushiki Kaisha | Polyhydroxyalkanoate having ester group, carboxyl group, and sulfonic group, and method of producing the same |
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1987
- 1987-09-17 JP JP23323587A patent/JPH0713452B2/en not_active Expired - Lifetime
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|---|---|
| JPS6477718A (en) | 1989-03-23 |
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