JPH0742537A - Exhaust emission control device for diesel engine - Google Patents

Abstract

PURPOSE:To improve the precision in reproducing the fitness value at regeneration. CONSTITUTION:A particulate filter 7 and an electric heater 8 are installed in the exhaust pipe 3 of a diesel engine 1, and a mass air flow meter 5 is installed in an intake pipe 2, and the differential pressure between the front and rear parts of the particulate filter 7 is detected by a front pressure sensor 9 and a rear pressure sensor 10. The intake pipe 2 and the exhaust pipe 3 are connected through a communication pipe 12, and midway in the communication pipe 12, an air pump 13 is installed. An ECU 15 obtains the collection quantity of the particulates of the filter 7 from the intake air quantity by the flow meter 5 and the differential pressure between the front and rear parts of the filter 7 by the front and rear pressure sensors 9 and 10, and obtains the air quantity necessary for combusting the collected particulate, and an air pump 13 is driven by the feedback control using the flow meter 5 so that the necessary air quantity can be obtained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【０００１】[0001]

【産業上の利用分野】この発明はディーゼルエンジンの
排気浄化装置に係り、詳しくは、排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集するＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレ
ート・フィルタ）と、捕集したパティキュレートを着火
するヒータとを備えたディーゼルエンジンの排気浄化装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust emission control device for a diesel engine, and more specifically, a DPF (diesel particulate filter) for collecting particulates in exhaust gas and ignition of the collected particulates. The present invention relates to an exhaust emission control device for a diesel engine, which includes a heater for

【０００２】[0002]

【従来の技術】ＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート
・フィルタ）はディーゼルエンジンの黒煙対策として直
接的で有効であるが、再生制御が課題である。再生方式
として電気ヒータで捕集したＰＭ（微粒子）に着火し、
エアポンプからの二次エアを供給して伝播燃焼させる電
気ヒータ式により再生を安定化している（例えば、特開
平４−３２５７０７号公報）。2. Description of the Related Art Although DPF (diesel particulate filter) is directly and effectively used as a measure against black smoke in diesel engines, regeneration control is a problem. As a regeneration method, PM (fine particles) collected by an electric heater is ignited,
Regeneration is stabilized by an electric heater system in which secondary air from an air pump is supplied to propagate and burn (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 4-325707).

【０００３】[0003]

【発明が解決しようとする課題】ところが、捕集量が多
いか二次エア流量が多いと再生温度が高くなり、逆では
低くなる。再生温度は高すぎればフィルタが溶損し、低
すぎれば燃え残りを生じ良好な再生は得られない。良好
な再生温度（８００℃前後）とするためには設計段階で
二次エア流量を捕集量に応じて適合するとともに製品段
階で適合値を精度よく再現するシステム作りが必要であ
る。However, if the trapped amount is large or the secondary air flow rate is large, the regeneration temperature becomes high, and vice versa. If the regeneration temperature is too high, the filter will melt, and if it is too low, unburned residue will occur and good regeneration cannot be obtained. In order to achieve a good regeneration temperature (around 800 ° C), it is necessary to create a system that adapts the secondary air flow rate according to the trapping amount at the design stage and accurately reproduces the compatible value at the product stage.

【０００４】そこで、この発明の目的は、再生時の適合
値再現精度を向上することができるディーゼルエンジン
の排気浄化装置を提供することにある。Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device for a diesel engine, which can improve the precision of reproducing the adaptive value during regeneration.

【０００５】[0005]

【課題を解決するための手段】この発明は、ディーゼル
エンジンの排気系に設けられ、排気ガス中のパティキュ
レートを捕集するパティキュレート・フィルタと、前記
パティキュレート・フィルタに捕集されたパティキュレ
ートを着火するための加熱手段と、前記ディーゼルエン
ジンの吸気系に設けられた空気流量計と、前記パティキ
ュレート・フィルタの前後の差圧を検出するための圧力
センサと、前記ディーゼルエンジンの吸気系における空
気流量計の下流側と、前記ディーゼルエンジンの排気系
におけるパティキュレート・フィルタ及び加熱手段の上
流側とを連通する連通管と、前記連通管の途中に設けら
れたエアポンプとを備え、前記空気流量計による吸入空
気量と前記圧力センサによるパティキュレート・フィル
タの前後の差圧とから前記パティキュレート・フィルタ
のパティキュレートの捕集量を求めるとともに、この捕
集したパティキュレートを燃焼させるに必要な空気量を
求め、同空気量となるように前記空気流量計を用いたフ
ィードバック制御により前記エアポンプを駆動するよう
にしたディーゼルエンジンの排気浄化装置をその要旨と
するものである。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides a particulate filter provided in an exhaust system of a diesel engine for collecting particulates in exhaust gas, and a particulate filter collected by the particulate filter. Heating means for igniting, an air flow meter provided in the intake system of the diesel engine, a pressure sensor for detecting the differential pressure across the particulate filter, and in the intake system of the diesel engine The downstream side of the air flow meter, a communication pipe that communicates with the upstream side of the particulate filter and the heating means in the exhaust system of the diesel engine, and an air pump provided in the middle of the communication pipe, the air flow rate Intake air amount by the meter and the differential pressure before and after the particulate filter by the pressure sensor And the amount of trapped particulates of the particulate filter is obtained, and the amount of air required to burn the trapped particulates is obtained, and feedback control using the air flow meter is performed so that the same amount of air is obtained. The gist of the invention is an exhaust emission control device for a diesel engine that drives the air pump.

【０００６】[0006]

【作用】空気流量計による吸入空気量と圧力センサによ
るパティキュレート・フィルタの前後の差圧とからパテ
ィキュレート・フィルタのパティキュレートの捕集量が
求められるとともに、この捕集したパティキュレートを
燃焼させるに必要な空気量が求められる。そして、同空
気量となるように空気流量計を用いたフィードバック制
御によりエアポンプが駆動される。つまり、空気流量計
が特性のズレをもっているとパティキュレート捕集量の
算出にもズレが出るが、その後の空気流量計を用いたフ
ィードバック制御時にズレが相殺される。[Function] The collected amount of the particulates of the particulate filter is obtained from the intake air amount by the air flow meter and the differential pressure before and after the particulate filter by the pressure sensor, and the collected particulates are burned. The required amount of air is required. Then, the air pump is driven by feedback control using an air flow meter so that the air amount becomes the same. In other words, if the air flow meter has a deviation in the characteristics, the calculation of the amount of trapped particulates will also be misaligned, but the deviation will be offset during the subsequent feedback control using the air flow meter.

【０００７】[0007]

【実施例】【Example】

（第１実施例）以下、この発明を具体化した一実施例を
図面に従って説明する。(First Embodiment) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【０００８】図１には、本実施例のディーゼルエンジン
の排気浄化装置の全体概略図を示す。ディーゼルエンジ
ン１には吸気管２と排気管３とが接続されている。吸気
管２の最上流部にはエアクリーナ４が設けられ、エアク
リーナ４を通して空気が吸気管２内に吸入される。又、
吸気管２にはマスエアフローメータ５が配置され、マス
エアフローメータ５によりディーゼルエンジン１の吸入
空気の質量流量が検出される。FIG. 1 is an overall schematic view of an exhaust emission control device for a diesel engine of this embodiment. An intake pipe 2 and an exhaust pipe 3 are connected to the diesel engine 1. An air cleaner 4 is provided in the most upstream part of the intake pipe 2, and air is sucked into the intake pipe 2 through the air cleaner 4. or,
A mass air flow meter 5 is arranged in the intake pipe 2, and the mass air flow meter 5 detects the mass flow rate of intake air of the diesel engine 1.

【０００９】又、ディーゼルエンジン１の排気管３には
排気浄化装置６が設けられ、排気浄化装置６はＤＰＦ
（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）７と電気
ヒータ８とを備えている。そして、ＤＰＦ７により排気
ガス中のパティキュレート成分が捕集される。ＤＰＦ７
の上流側端部には、電気ヒータ８が配置され、電気ヒー
タ８により捕集されたパティキュレートが着火される。An exhaust gas purification device 6 is provided in the exhaust pipe 3 of the diesel engine 1, and the exhaust gas purification device 6 is a DPF.
A (diesel particulate filter) 7 and an electric heater 8 are provided. Then, the particulate component in the exhaust gas is collected by the DPF 7. DPF7
The electric heater 8 is arranged at the upstream end of the, and the particulates collected by the electric heater 8 are ignited.

【００１０】さらに、排気管３には、ＤＰＦ７の上流側
圧力を検出する前圧センサ９とＤＰＦ７の下流側圧力を
検出する後圧センサ１０とが配置されている。さらに
は、排気管３には、ＤＰＦ７への流入排気ガス温度を検
出する排気温センサ１１が配設されている。Further, the exhaust pipe 3 is provided with a front pressure sensor 9 for detecting the upstream pressure of the DPF 7 and a rear pressure sensor 10 for detecting the downstream pressure of the DPF 7. Further, the exhaust pipe 3 is provided with an exhaust temperature sensor 11 for detecting the temperature of exhaust gas flowing into the DPF 7.

【００１１】又、吸気管２におけるマスエアフローメー
タ５の下流側と、排気管３における排気浄化装置６の上
流側とは、連通管１２にて連通している。連通管１２の
途中には電動式のエアポンプ１３が設けられている。こ
のエアポンプ１３はＤＰＦ７に捕集されたパティキュレ
ートを燃焼させる時の酸素供給のためのものである。排
気管３における連通管１２の開口部には、電磁式の開閉
バルブ１４が設けられ、この開閉バルブ１４により連通
管１２の開口部が開閉されるようになっている。つま
り、開閉バルブ１４を閉じることにより、エアポンプ１
３の吐出側には排気ガスの圧力がエアポンプ１３に加わ
るのが防止される。又、開閉バルブ１４を開けることに
より、エアポンプ１３の駆動に伴う二次空気の排気管３
内への供給が許容されるようになっている。A communication pipe 12 connects the downstream side of the mass air flow meter 5 in the intake pipe 2 and the upstream side of the exhaust gas purification device 6 in the exhaust pipe 3. An electric air pump 13 is provided in the middle of the communication pipe 12. The air pump 13 is for supplying oxygen when burning the particulates collected in the DPF 7. An electromagnetic opening / closing valve 14 is provided at an opening of the communication pipe 12 in the exhaust pipe 3, and the opening / closing valve 14 opens / closes the opening of the communication pipe 12. That is, by closing the opening / closing valve 14, the air pump 1
The pressure of the exhaust gas is prevented from being applied to the air pump 13 on the discharge side of 3. Further, by opening the opening / closing valve 14, the exhaust pipe 3 for the secondary air accompanying the driving of the air pump 13
Supply to the inside is allowed.

【００１２】電子制御ユニット（以下、ＥＣＵという）
１５には、マスエアフローメータ５と前圧センサ９と後
圧センサ１０と排気温センサ１１とが接続されている。
そして、ＥＣＵ１５は各センサ５，９，１０，１１から
の信号入力により、吸気ガスの質量流量、ＤＰＦ７の上
流側圧力、ＤＰＦ７の下流側圧力、ＤＰＦ７への流入排
気ガス温度をそれぞれ検知する。Electronic control unit (hereinafter referred to as ECU)
A mass air flow meter 5, a front pressure sensor 9, a rear pressure sensor 10, and an exhaust temperature sensor 11 are connected to 15.
Then, the ECU 15 detects the mass flow rate of the intake gas, the upstream pressure of the DPF 7, the downstream pressure of the DPF 7, and the exhaust gas temperature flowing into the DPF 7 by inputting signals from the sensors 5, 9, 10, and 11, respectively.

【００１３】又、ＥＣＵ１５は電気ヒータ８とエアポン
プ１３と開閉バルブ１４と接続されている。そして、Ｅ
ＣＵ１５は電気ヒータ８の通電制御とエアポンプ１３の
駆動制御と開閉バルブ１４の開閉制御を行うようになっ
ている。The ECU 15 is connected to the electric heater 8, the air pump 13, and the opening / closing valve 14. And E
The CU 15 controls energization of the electric heater 8, drive control of the air pump 13, and open / close control of the open / close valve 14.

【００１４】次に、このように構成したディーゼルエン
ジンの排気浄化装置の作用を説明する。ディーゼルパテ
ィキュレートシステムにおいて、パティキュレート捕集
量が多い、または、エア供給量が多いと、ＤＰＦ７に捕
集されたパティキュレートの燃焼温度が高くなり、ＤＰ
Ｆ７の割れや溶損が発生してしまう。逆に、パティキュ
レート捕集量が少ない、または、エア供給量（酸素供給
量）が少ないと、ＤＰＦ７に捕集されたパティキュレー
トの燃焼温度が低くなり、パティキュレートの燃え残り
が発生してしまう。Next, the operation of the exhaust gas purification device for a diesel engine constructed as above will be described. In the diesel particulate system, if the amount of collected particulates is large or the amount of supplied air is large, the combustion temperature of the particulates collected in the DPF 7 becomes high, and the DP
F7 cracking and melting loss will occur. On the contrary, when the amount of trapped particulates is small or the amount of air supply (oxygen supply) is small, the combustion temperature of the particulates trapped in the DPF 7 becomes low, and unburned particulates occur. .

【００１５】従って、パティキュレートの燃焼温度を適
切（８００°Ｃ前後）に保ち、良好な再生を実現するた
めには、正確なパティキュレートの捕集量検出と、再生
時の正確なエア流量制御が必要である。Therefore, in order to maintain the particulate combustion temperature appropriately (around 800 ° C.) and realize good regeneration, the particulate collection amount is accurately detected and the air flow rate is accurately controlled during regeneration. is necessary.

【００１６】まず、パティキュレート捕集量検出時のＥ
ＣＵ１５における作動を説明する。図２に示すように、
パティキュレート捕集量ＰＴとＤＰＦ７の圧力損失Ｒと
の間には特定の関係があることが分かっている。ここ
で、ＤＰＦ７の圧力損失Ｒは、ＤＰＦ７の両端の発生差
圧△ＰとＤＰＦ７を通過する気体の体積流量Ｑから算出
できる。又、ＤＰＦ７を通過する気体の体積流量Ｑは、
ディーゼルエンジン１の排気ガスの質量流量が吸入空気
の質量流量ＧＡにほぼ等しいため、質量流量ＧＡを排気
温ＴＥＸと排気圧（前圧）ＰＥＭ１で体積流量Ｑに換算
して算出する。First, E when detecting the amount of collected particulates
The operation of the CU 15 will be described. As shown in FIG.
It is known that there is a specific relationship between the particulate collection amount PT and the pressure loss R of the DPF 7. Here, the pressure loss R of the DPF 7 can be calculated from the generated differential pressure ΔP at both ends of the DPF 7 and the volume flow rate Q of the gas passing through the DPF 7. The volumetric flow rate Q of the gas passing through the DPF 7 is
Since the mass flow rate of the exhaust gas of the diesel engine 1 is substantially equal to the mass flow rate GA of the intake air, the mass flow rate GA is calculated by converting the mass flow rate GA into the volume flow rate Q with the exhaust temperature TEX and the exhaust pressure (previous pressure) PEM1.

【００１７】以上の関係を数式で表すと次のようにな
る。 Ｑ＝ＧＡ・（ＴＥＸ／ＰＥＭ１）・Ｋ ・・・（１） Ｒ＝ΔＰ／Ｑ ・・・（２） ＰＴ＝ｆ（Ｒ） ・・・（３） ただし、式中のＫは、物理的に決まる定数である。The above relationship is expressed by the following equation. Q = GA · (TEX / PEM1) · K ・ ・ ・ (1) R = ΔP / Q ・ ・ ・ (2) PT = f (R) ・ ・ ・ (3) where K in the equation is a physical Is a constant determined by.

【００１８】以下、パティキュレート捕集時のＥＣＵ１
５の再生時期判定ルーチンを、図４のフローチャートに
従って説明する。本ルーチンは、例えば１秒毎に定期的
に実行されるものである。Hereinafter, the ECU 1 at the time of collecting particulates
The reproduction timing determination routine of No. 5 will be described with reference to the flowchart of FIG. This routine is periodically executed, for example, every one second.

【００１９】まず、ＥＣＵ１５はステップ１００で再生
中かどうかの判定を行い、再生中の場合は、本ルーチン
は実行されずに処理を終える。又、再生中でない場合
は、以下のステップ１０１以降に進む。First, the ECU 15 determines in step 100 whether or not regeneration is in progress. If regeneration is in progress, this routine is not executed and the processing ends. If not being reproduced, the process proceeds to step 101 and thereafter.

【００２０】ＥＣＵ１５はステップ１０１で開閉バルブ
１４を閉弁側に駆動し、ディーゼルエンジン１の排気ガ
スの圧力がエアポンプ１３に加わるのを防止する。そし
て、ＥＣＵ１５はステップ１０２以降で再生時期判定を
行なう。The ECU 15 drives the opening / closing valve 14 to the valve closing side in step 101 to prevent the pressure of the exhaust gas of the diesel engine 1 from being applied to the air pump 13. Then, the ECU 15 determines the regeneration timing in step 102 and subsequent steps.

【００２１】ＥＣＵ１５はステップ１０２でマスエアフ
ローメータ５の吸入空気質量流量ＧＡと排気温センサ１
１の排気温ＴＥＸと前圧センサ９の排気圧ＰＥＭ１か
ら、上記（１）式に従って、ＤＰＦ７を通過する排気ガ
スの体積流量Ｑを求める。In step 102, the ECU 15 detects the intake air mass flow rate GA of the mass air flow meter 5 and the exhaust temperature sensor 1.
From the exhaust temperature TEX of 1 and the exhaust pressure PEM1 of the front pressure sensor 9, the volume flow rate Q of the exhaust gas passing through the DPF 7 is obtained according to the above equation (1).

【００２２】次に、ＥＣＵ１５はステップ１０３で前圧
センサ９の排気圧（前圧）ＰＥＭ１と後圧センサ１０の
排気圧（後圧）ＰＥＭ２から、ＤＰＦ７の前後差圧△Ｐ
を△Ｐ＝ＰＥＭ１−ＰＥＭ２と求める。Next, in step 103, the ECU 15 determines, based on the exhaust pressure (front pressure) PEM1 of the front pressure sensor 9 and the exhaust pressure (rear pressure) PEM2 of the rear pressure sensor 10, the differential pressure ΔP across the DPF 7.
Is determined as ΔP = PEM1-PEM2.

【００２３】そして、ＥＣＵ１５はステップ１０４でス
テップ１０２において求めた排気ガス体積流量Ｑとステ
ップ１０３で求めた差圧△Ｐから、上記（２）式に従っ
て、ＤＰＦ７での圧力損失Ｒを求める。Then, the ECU 15 obtains the pressure loss R in the DPF 7 from the exhaust gas volume flow rate Q obtained in step 102 in step 104 and the differential pressure ΔP obtained in step 103 according to the above equation (2).

【００２４】さらに、ＥＣＵ１５はステップ１０５で図
２の特性図からパティキュレート捕集量ＰＴを算出す
る。引き続き、ＥＣＵ１５はステップ１０６でステップ
１０５において算出したパティキュレート捕集量ＰＴと
設定値（限界値）とを比較し、ＰＴが設定値より大きい
場合は、再生が必要なためステップ１０７で再生要求フ
ラグをセットし処理を終える。一方、ＥＣＵ１５はパテ
ィキュレート捕集量ＰＴが設定値より小さい場合は、ス
テップ１０８で再生要求フラグをクリアし処理を終え
る。Further, in step 105, the ECU 15 calculates the particulate collection amount PT from the characteristic diagram of FIG. Subsequently, the ECU 15 compares the particulate matter trapping amount PT calculated in step 105 with the set value (limit value) in step 106. If PT is larger than the set value, regeneration is necessary because the regeneration request flag is set in step 107. To finish the process. On the other hand, if the particulate collection amount PT is smaller than the set value, the ECU 15 clears the regeneration request flag in step 108 and ends the process.

【００２５】このような再生時期判定ルーチンで再生が
必要と判定された場合は、ＥＣＵ１５は次のようにし
て、再生制御を行なう。即ち、電気ヒータ８によりＤＰ
Ｆ７の捕集されたパティキュレートに着火し、エアポン
プ１３の駆動により燃焼に必要な酸素をエアとして供給
し、パティキュレートの燃焼を制御する。尚、本実施例
では、再生中は、ディーゼルエンジン１は停止状態にあ
るものとする。When it is determined in such a regeneration timing determination routine that regeneration is necessary, the ECU 15 performs regeneration control as follows. That is, DP by the electric heater 8
The collected particulates of F7 are ignited, and the air pump 13 is driven to supply oxygen necessary for combustion as air to control the combustion of the particulates. In this embodiment, the diesel engine 1 is in a stopped state during regeneration.

【００２６】再生時のＥＣＵ１５における再生制御ルー
チンを図５に従って説明する。本ルーチンは、例えば
０．１秒毎に定期的に実行されるものである。まず、Ｅ
ＣＵ１５はステップ２００で、再生要求フラグがセット
されているかどうかの判定を行い、セットされていない
場合は、まだ再生時期ではないので、処理を終える。
又、セットされている場合は、ステップ２０１以降に進
み、再生制御の処理を行なう。A regeneration control routine in the ECU 15 during regeneration will be described with reference to FIG. This routine is executed periodically, for example, every 0.1 seconds. First, E
In step 200, the CU 15 determines whether or not the reproduction request flag is set. If not set, the reproduction time is not yet reached, and the process is terminated.
If it is set, the process proceeds to step 201 and thereafter to perform the reproduction control process.

【００２７】ＥＣＵ１５はステップ２０１でパティキュ
レートが燃焼し終えるのに十分な時間（再生時間）が経
過したかどうか判定し、再生時間が経過した場合はステ
ップ２０７に進み、再生が完了したとして再生要求フラ
グをクリアする。一方、ＥＣＵ１５は再生時間が経過し
てない場合は、ステップ２０２以降で再生制御の処理を
行なう。In step 201, the ECU 15 determines whether or not a sufficient time (regeneration time) for the particulates to finish burning has elapsed. If the regeneration time has elapsed, the process proceeds to step 207, where regeneration is completed and a regeneration request is made. Clear the flag. On the other hand, if the regeneration time has not elapsed, the ECU 15 performs the regeneration control process in step 202 and subsequent steps.

【００２８】ＥＣＵ１５はステップ２０２で、開閉バル
ブ１４を開弁側に駆動する。これにより、エアポンプ１
３が、エアクリーナ４、マスエアフローメータ５を通し
て空気を吸入し、ＤＰＦ７にパティキュレート燃焼用の
空気を供給する経路が形成される。In step 202, the ECU 15 drives the open / close valve 14 to the valve open side. As a result, the air pump 1
A path is formed by which the air intake 3 draws in air through the air cleaner 4 and the mass air flow meter 5 and supplies the air for particulate combustion to the DPF 7.

【００２９】次に、ＥＣＵ１５はステップ２０３で、こ
こでは詳細には述べないが、電気ヒータ８への通電を行
なう。これにより、ＤＰＦ７に捕集されたパティキュレ
ートが着火する。Next, the ECU 15 energizes the electric heater 8 in step 203, which will not be described in detail here. As a result, the particulates collected in the DPF 7 are ignited.

【００３０】そして、ＥＣＵ１５はステップ２０４から
ステップ２０６で、エアポンプ１３の空気流量フィード
バック制御を行なう。ＤＰＦ７に捕集されたパティキュ
レートの燃焼は、時間当たりに供給される酸素分子の量
で制御されるため、酸素比率が一定である空気の質量流
量を制御することで結果的に酸素量が制御され、燃焼が
制御できることになる。本実施例では、マスエアフロー
メータ５により供給エアの質量流量のフィードバック制
御を実現する。Then, the ECU 15 performs the air flow rate feedback control of the air pump 13 in steps 204 to 206. Since the combustion of particulates trapped in the DPF 7 is controlled by the amount of oxygen molecules supplied per hour, the oxygen amount is eventually controlled by controlling the mass flow rate of air whose oxygen ratio is constant. Therefore, the combustion can be controlled. In this embodiment, the mass air flow meter 5 realizes feedback control of the mass flow rate of supply air.

【００３１】まず、ＥＣＵ１５はステップ２０４で、再
生のために必要な空気流量（質量流量）Ｇｒとマスエア
フローメータ５からの実際に流れている空気流量（質量
流量）Ｇを比較し、流量誤差ｅを ｅ＝Ｇｒ−Ｇ ・・・（４） と求める。First, at step 204, the ECU 15 compares the air flow rate (mass flow rate) Gr required for regeneration with the air flow rate (mass flow rate) G actually flowing from the mass air flow meter 5 to obtain a flow rate error e. Is calculated as e = Gr−G (4).

【００３２】次に、ＥＣＵ１５はステップ２０５でステ
ップ２０４において求めた流量誤差ｅが「０」になるよ
うに、誤差ＰＩＤフィードバック制御を用いて、エアポ
ンプ１３の駆動デューティ値Ｄuty を算出する。ここで
の、誤差ＰＩＤフィードバック制御の方法は、例えば、
比例ゲインＫ_P と積分ゲインＫ_I と微分ゲインＫ_D を用
いて Ｄuty （ｉ） ＝Ｋ_P ・ｅ（ｉ）＋Ｋ_I ・ｅ_I （ｉ）＋Ｋ_D （ｉ）・ｅ
_D （ｉ） ただし、ｅ_I （ｉ）＝ｅ_I （ｉ−１）＋ｅ（ｉ） ｅ_D （ｉ）＝ｅ（ｉ）−ｅ（ｉ−１） の計算により実現される。各項の添え字は、ｉは現時
刻、ｉ−１は前回時刻を表す。Next, the ECU 15 calculates the drive duty value Duty of the air pump 13 by using the error PID feedback control so that the flow rate error e obtained in step 204 in step 205 becomes "0". Here, the method of the error PID feedback control is, for example,
Using the proportional gain K _P , the integral gain K _I, and the differential gain K _D , Duty (i) = K _P · e (i) + K _I · e _I (i) + K _D (i) · e
_D (i) where is realized by the calculation of _{e I (i) = e I} (i-1) + e (i) e D (i) = e (i) -e (i-1). As for the subscript of each term, i represents the current time and i-1 represents the previous time.

【００３３】そして、ＥＣＵ１５はステップ２０６でス
テップ２０５において求めたデューティ値Ｄuty に従っ
てエアポンプ１３の駆動信号を出力する。上述の実施例
に従って再生時期判定、再生制御を行なった場合の効果
について以下に説明する。Then, in step 206, the ECU 15 outputs a drive signal for the air pump 13 in accordance with the duty value Duty obtained in step 205. The effects of performing the regeneration timing determination and regeneration control according to the above-described embodiment will be described below.

【００３４】図３に、マスエアフローメータ５における
流量に対する検出電圧特性を示す。ここで、中心特性に
対し、流量が少な目になるマスエアフローメータＡと流
量が多めになるマスエアフローメータＢという、特性バ
ラツキを考える。FIG. 3 shows the detected voltage characteristic with respect to the flow rate in the mass air flow meter 5. Here, with respect to the central characteristics, consider characteristic variations of a mass air flow meter A having a small flow rate and a mass air flow meter B having a large flow rate.

【００３５】まず、本実施例によらず、再生時期判定の
捕集量検出をマスエアフローメータＢで行い、再生時の
エアポンプ１３の流量検出をマスエアフローメータＡ
で、別々に行った場合を考える。捕集量検出時は、実際
の吸入空気流量が中心特性値Ｇ２からズレて、ＧＢ２の
ように多めになっているので、圧力損失ＲはＥＣＵ１５
が（２）式より感知した値より実際は少な目であり、再
生時期判定したときには、実際に捕集量は図４ステップ
１０６の設定値より少な目になる。又、再生時のエアポ
ンプ１３の流量検出時は、実際にエア流量が中心特性値
Ｇ１からズレて、ＧＡ１のように少な目になっているの
で、実際のエア流量は少な目に制御される。従って、少
な目のパティキュレート捕集量に少な目のエア供給量な
のでパティキュレートの燃焼温度は低下し、燃焼が途中
で立ち消え、燃え残りが発生しやすくなる。First, regardless of this embodiment, the mass air flow meter B detects the collection amount for the regeneration timing determination, and the mass air flow meter A detects the flow rate of the air pump 13 during regeneration.
Then, consider the case of going separately. When the trapped amount is detected, the actual intake air flow rate deviates from the central characteristic value G2 and becomes large like GB2.
Is actually smaller than the value sensed by the equation (2), and when the regeneration time is judged, the trapping amount is actually smaller than the set value of step 106 in FIG. Further, when detecting the flow rate of the air pump 13 during regeneration, the air flow rate actually deviates from the central characteristic value G1 and becomes small like GA1, so the actual air flow rate is controlled to be small. Therefore, the combustion temperature of the particulates decreases due to the small amount of air supply and the small amount of particulates trapped, the combustion disappears in the middle, and unburned residue easily occurs.

【００３６】逆に、再生時期判定の捕集量検出をマスエ
アフローメータＡで行い、再生時のエアポンプ１３の流
量検出をマスフローメータＢで、別々に行った場合は、
多目のパティキュレート捕集量に多目のエア流量とな
り、パティキュレートの燃焼温度は上昇し、ＤＰＦ７の
割れや溶損が発生しやすくなる。On the contrary, when the mass air flow meter A detects the collection amount for the regeneration timing determination and the mass flow meter B separately detects the flow rate of the air pump 13 at the time of regeneration,
The air flow rate becomes large relative to the large amount of collected particulates, the combustion temperature of the particulates rises, and cracking and melting damage of the DPF 7 are likely to occur.

【００３７】一方、本実施例のように、再生時期判定の
捕集量検出と、再生時のエアポンプの流量検出を同一の
マスフローメータＢで行った場合を考える。捕集量検出
時は、上述と同様に実際の吸入空気量が中心特性値ＧＢ
２からズレて、ＧＢ２のように多めになっているので、
圧力損失ＲはＥＣＵ１５が（２）式より感知した値より
実際には少な目であり、再生時期判定したときには、実
際の捕集量は図４のステップ１０６の設定値より少な目
になる。又、再生時のエアポンプの流量検出時は、実際
のエア流量が中心特性値Ｇ１からズレ、ＧＢ１のように
多目になっているので、実際のエア流量は多目に制御さ
れる。従って、少な目のパティキュレート捕集量に多目
のエア供給量なので、マスエアフローメータのズレは、
相殺する方向に回復され、良好なパティキュレートの燃
焼が達成される。On the other hand, let us consider a case where the same mass flow meter B is used to detect the trapping amount for regeneration timing determination and the flow rate detection of the air pump during regeneration as in the present embodiment. When the trapped amount is detected, the actual intake air amount is the central characteristic value GB as described above.
Since it is off from 2, it is more like GB2,
The pressure loss R is actually smaller than the value sensed by the ECU 15 from the equation (2), and when the regeneration timing is determined, the actual trap amount is smaller than the set value in step 106 of FIG. Further, when detecting the flow rate of the air pump at the time of regeneration, the actual air flow rate is deviated from the central characteristic value G1 such as GB1, so that the actual air flow rate is controlled to a large degree. Therefore, since the amount of air supplied is larger than the amount of collected particulates, the deviation of the mass air flow meter is
It is recovered in the canceling direction, and good particulate combustion is achieved.

【００３８】又、再生時期判定の捕集検出と、再生時の
エアポンプの流量検出を同一のマスエアフローメータＡ
で行った場合は、多目のパティキュレート捕集量に少な
目のエア供給量なので、同様に、マスフローメータのズ
レは、相殺する方向に回復され、良好なパティキュレー
トの燃焼が達成される。Further, the same mass air flow meter A is used for the collection detection for determining the regeneration time and the flow rate detection for the air pump during regeneration.
In the case of (1), since the amount of air supplied is smaller than the amount of collected particulates, the deviation of the mass flow meter is similarly recovered in the direction of canceling, and good combustion of particulates is achieved.

【００３９】このように本実施例では、ディーゼルエン
ジン１の排気系に排気ガス中のパティキュレートを捕集
するパティキュレート・フィルタ７と、パティキュレー
ト・フィルタ７に捕集されたパティキュレートを着火す
るための電気ヒータ８（加熱手段）とを設ける。又、デ
ィーゼルエンジン１の吸気系にマスエアフローメータ５
（質量流量計）を設けるともに、パティキュレート・フ
ィルタ７の前後の差圧を検出するための前圧及び後圧セ
ンサ９，１０（圧力センサ）を設ける。さらに、ディー
ゼルエンジン１の吸気系におけるマスエアフローメータ
５の下流側と、ディーゼルエンジン１の排気系における
パティキュレート・フィルタ７及び電気ヒータ８の上流
側とを連通する連通管１２を設け、この連通管１２の途
中にエアポンプ１３を設ける。そして、ＥＣＵ１５は、
マスエアフローメータ５による吸入空気量と前圧及び後
圧センサ９，１０によるパティキュレート・フィルタ７
の前後の差圧とからパティキュレート・フィルタ７のパ
ティキュレートの捕集量を求める。さらに、ＥＣＵ１５
は、この捕集したパティキュレートを燃焼させるに必要
な空気量を求め、同空気量となるようにマスエアフロー
メータ５を用いたフィードバック制御によりエアポンプ
１３を駆動するようにした。As described above, in this embodiment, the particulate filter 7 that collects particulates in the exhaust gas and the particulates that are trapped by the particulate filter 7 are ignited in the exhaust system of the diesel engine 1. And an electric heater 8 (heating means) for the purpose. In addition, a mass air flow meter 5 is installed in the intake system of the diesel engine 1.
A (mass flow meter) is provided, and front and rear pressure sensors 9 and 10 (pressure sensors) for detecting the differential pressure before and after the particulate filter 7 are provided. Furthermore, a communication pipe 12 that connects the downstream side of the mass air flow meter 5 in the intake system of the diesel engine 1 and the upstream side of the particulate filter 7 and the electric heater 8 in the exhaust system of the diesel engine 1 is provided. An air pump 13 is provided in the middle of 12. Then, the ECU 15
Intake air amount by mass air flow meter 5 and particulate filter 7 by front and rear pressure sensors 9 and 10.
The amount of particulates collected by the particulate filter 7 is obtained from the differential pressure before and after. Further, the ECU 15
Calculates the amount of air required to burn the collected particulates, and drives the air pump 13 by feedback control using the mass air flow meter 5 so that the amount of air is the same.

【００４０】つまり、マスエアフローメータ５が特性の
ズレをもっているとパティキュレート捕集量の算出にも
ズレが出るが、その後のマスエアフローメータ５を用い
たフィードバック制御時にズレが相殺される。That is, if the mass air flow meter 5 has a deviation in the characteristics, the deviation of the particulate trap amount is calculated, but the deviation is canceled during the feedback control using the mass air flow meter 5 thereafter.

【００４１】その結果、センサ特性（空気流量計の特
性）のズレを相殺することができ、再生時の適合値再現
精度を向上することができることとなる。 （第２実施例）次に、第２実施例を第１実施例との相違
点を中心に説明する。As a result, the deviation of the sensor characteristic (the characteristic of the air flow meter) can be canceled out, and the precision of reproducing the adapted value at the time of reproduction can be improved. (Second Embodiment) Next, the second embodiment will be described focusing on the differences from the first embodiment.

【００４２】本実施例を図６に示す。第２実施例は、第
１実施例に比べ、マスエアフローメータ５をエアフロー
メータ（体積流量計）１６に置き換え、さらに、エアフ
ローメータ１６を通過する空気の温度を測定する吸気温
センサ１７とエアフローメータ１６を通過する空気の圧
力を測定する吸気圧センサ１８が追加されている。This embodiment is shown in FIG. The second embodiment is different from the first embodiment in that the mass air flow meter 5 is replaced with an air flow meter (volume flow meter) 16, and further, an intake air temperature sensor 17 and an air flow meter for measuring the temperature of air passing through the air flow meter 16. An intake pressure sensor 18 for measuring the pressure of the air passing through 16 is added.

【００４３】第２実施例においても、捕集量検出時の吸
入空気流量と再生時のエアポンプ流量を同一エアフロー
メータ１６を用いることにより、エアフローメータ１６
の特性のズレの相殺効果は発揮される。Also in the second embodiment, by using the same air flow meter 16 for the intake air flow rate for detecting the trapped amount and the air pump flow rate for regeneration, the air flow meter 16
The offsetting effect of the deviation of the characteristics of is exhibited.

【００４４】この場合、ＤＰＦ７を通過する排気ガス流
量（体積流量）Ｑは（１）式の代わりに、新たに追加さ
れた吸気温センサ１７からの吸入空気温度ＴＩＭと吸気
圧センサ１８からの吸入空気圧ＰＩＭを用いて Ｑ＝Ｑ０・（ＴＥＸ／ＴＩＭ）・（ＰＩＭ／ＰＥＭ１） ・・・（５） ただし、Ｑ０はエアフローメータ１６の検出値。にて算
出される。In this case, the exhaust gas flow rate (volume flow rate) Q passing through the DPF 7 is replaced by the newly added intake air temperature TIM from the intake air temperature sensor 17 and intake air from the intake pressure sensor 18 instead of the equation (1). Using air pressure PIM Q = Q0. (TEX / TIM). (PIM / PEM1) (5) where Q0 is the detection value of the air flow meter 16. Calculated at.

【００４５】又、再生時、エアフローメータ１６で検出
された空気流量（体積流量）Ｑを、実際の空気流量（質
量流量）Ｇに、（６）式のように換算する必要がある。 Ｇ＝Ｑ・（ＰＩＭ／ＴＩＭ）・Ｋ０ ・・・（６） ただし、Ｋ０は、物理的に決まる定数である。Further, at the time of reproduction, it is necessary to convert the air flow rate (volume flow rate) Q detected by the air flow meter 16 into the actual air flow rate (mass flow rate) G as shown in equation (6). G = Q · (PIM / TIM) · K0 (6) where K0 is a physically determined constant.

【００４６】以下、この発明の趣旨とは関係ないが、関
連する技術を説明する。 （第３実施例）次に、第３実施例を説明する。Although not related to the gist of the present invention, related techniques will be described below. (Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described.

【００４７】図７には、本実施例の自動車に搭載される
ディーゼルエンジンの排気浄化装置におけるパティキュ
レート捕集量測定装置の全体概略図を示す。ディーゼル
エンジン１０１には吸気管１０２と排気管１０３とが接
続されている。吸気管１０２の最上流部にはエアクリー
ナ１０４が設けられ、エアクリーナ１０４を通して空気
が吸入管１０２内に吸入される。又、吸気管１０２には
マスエアフローメータ１０５が配置され、マスエアフロ
ーメータ１０５によりディーゼルエンジン１０１の吸入
空気の質量流量が検出される。ここで、ディーゼルエン
ジン１０１の吸入空気の質量流量は、排気ガスの質量流
量にほぼ等しくなる。FIG. 7 is an overall schematic view of the particulate collection amount measuring device in the exhaust gas purification device of the diesel engine mounted on the automobile of this embodiment. An intake pipe 102 and an exhaust pipe 103 are connected to the diesel engine 101. An air cleaner 104 is provided at the most upstream side of the intake pipe 102, and air is sucked into the intake pipe 102 through the air cleaner 104. Further, a mass air flow meter 105 is arranged in the intake pipe 102, and the mass air flow meter 105 detects the mass flow rate of intake air of the diesel engine 101. Here, the mass flow rate of intake air of the diesel engine 101 is substantially equal to the mass flow rate of exhaust gas.

【００４８】又、ディーゼルエンジン１０１の排気管１
０３には排気浄化装置１０６が設けられ、排気浄化装置
１０６はＤＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィ
ルタ）１０７と電気ヒータ１０８とを備えている。そし
て、ＤＰＦ１０７により排気ガス中のパティキュレート
成分が捕集される。ＤＰＦ１０７の上流側端部には、電
気ヒータ１０８が配置され、電気ヒータ１０８により捕
集されたパティキュレートが着火される。Further, the exhaust pipe 1 of the diesel engine 101
An exhaust gas purification device 106 is provided at 03, and the exhaust gas purification device 106 includes a DPF (diesel particulate filter) 107 and an electric heater 108. Then, the DPF 107 collects the particulate component in the exhaust gas. An electric heater 108 is arranged at the upstream end of the DPF 107, and the particulates collected by the electric heater 108 are ignited.

【００４９】さらに、排気管１０３には、ＤＰＦ１０７
の上流側圧力を検出する前圧センサ１０９とＤＰＦ１０
７の下流側圧力を検出する後圧センサ１１０とが配置さ
れている。さらには、排気管１０３には、ＤＰＦ１０７
への流入排気ガス温度を検出する排気温センサ１１１が
配設されている。Further, the exhaust pipe 103 has a DPF 107.
Pressure sensor 109 and DPF 10 for detecting the upstream pressure of the
7 and a rear pressure sensor 110 that detects the downstream pressure. Furthermore, the exhaust pipe 103 has a DPF 107.
An exhaust gas temperature sensor 111 for detecting the temperature of exhaust gas flowing into the exhaust gas is provided.

【００５０】又、排気管１０３における電気ヒータ１０
８の上流側には空気供給管１１２の一端が接続され、空
気供給管１１２の他端には電動式のエアポンプ１１３が
設けられている。このエアポンプ１１３はＤＰＦ１０７
に捕集されたパティキュレートを燃焼させる時の酸素供
給のためのものである。排気管１０３における空気供給
管１１２の開口部には、電磁式の開閉バルブ１１４が設
けられ、この開閉バルブ１１４により空気供給管１１２
の開口部が開閉されるようになっている。つまり、開閉
バルブ１１４を閉じることにより、エアポンプ１１３の
吐出側には排気ガスの圧力がエアポンプ１１３に加わる
のが防止される。又、開閉バルブ１１４を開けることに
より、エアポンプ１１３の駆動に伴う二次空気の排気管
１０３内への供給が許容されるようになっている。In addition, the electric heater 10 in the exhaust pipe 103
8, one end of an air supply pipe 112 is connected to the upstream side, and an electric air pump 113 is provided at the other end of the air supply pipe 112. This air pump 113 is a DPF 107.
It is for oxygen supply when burning the particulates trapped in. An electromagnetic opening / closing valve 114 is provided at the opening of the air supply pipe 112 in the exhaust pipe 103.
The opening of is opened and closed. That is, by closing the opening / closing valve 114, the pressure of the exhaust gas is prevented from being applied to the air pump 113 on the discharge side of the air pump 113. Further, by opening the open / close valve 114, the supply of secondary air into the exhaust pipe 103 due to the driving of the air pump 113 is allowed.

【００５１】又、ディーゼルエンジン１０１には回転数
センサ１１７が設けられている。電子制御ユニット（以
下、ＥＣＵという）１１５には、マスエアフローメータ
１０５と前圧センサ１０９と後圧センサ１１０と排気温
センサ１１１と回転数センサ１１７とが接続されてい
る。そして、ＥＣＵ１１５は各センサ１０５，１０９，
１１０，１１１，１１７からの信号入力により、吸気ガ
スの質量流量、ＤＰＦ１０７の上流側圧力、ＤＰＦ１０
７の下流側圧力、ＤＰＦ１０７への流入排気ガス温度、
ディーゼルエンジン１０１の駆動あるいは停止をそれぞ
れ検知する。Further, the diesel engine 101 is provided with a rotation speed sensor 117. A mass air flow meter 105, a front pressure sensor 109, a rear pressure sensor 110, an exhaust temperature sensor 111, and a rotation speed sensor 117 are connected to an electronic control unit (hereinafter referred to as ECU) 115. The ECU 115 then uses the sensors 105, 109,
By inputting signals from 110, 111, 117, the mass flow rate of the intake gas, the upstream pressure of the DPF 107, the DPF 10
7, the downstream side pressure, the exhaust gas temperature flowing into the DPF 107,
The driving or stopping of the diesel engine 101 is detected.

【００５２】又、ＥＣＵ１１５は電気ヒータ１０８とエ
アポンプ１１３と開閉バルブ１１４と接続されている。
そして、ＥＣＵ１１５は電気ヒータ１０８の通電制御と
エアポンプ１１３の駆動制御と開閉バルブ１１４の開閉
制御を行うようになっている。The ECU 115 is connected to the electric heater 108, the air pump 113, and the opening / closing valve 114.
Then, the ECU 115 controls the energization of the electric heater 108, the drive control of the air pump 113, and the opening / closing control of the opening / closing valve 114.

【００５３】さらに、ＥＣＵ１１５内にはＲＯＭ１１５
ａが内蔵され、ＲＯＭ１１５ａには図８に示す検量線Ｌ
A ，ＬB ，ＬC が記憶されている。又、ＥＣＵ１１５内
にはＥＥＰＲＯＭ１１５ｂが内蔵され、ＥＥＰＲＯＭ１
１５ｂにはＤＰＦ１０７にパティキュレートが捕集され
ていない初期状態における初期圧力損失値Ｒｏが記憶さ
れるようになっている。Further, the ROM 115 is provided in the ECU 115.
a is built in, and the calibration curve L shown in FIG.
A, LB and LC are stored. Further, an EEPROM 115b is built in the ECU 115, and the EEPROM 1
An initial pressure loss value Ro in an initial state where particulates are not collected in the DPF 107 is stored in 15b.

【００５４】本実施例においては、前圧センサ１０９と
後圧センサ１１０にて圧力センサが構成され、ＥＣＵ１
１５にて捕集量算出手段が構成され、ＲＯＭ１１５ａに
て記憶手段が構成されている。又、本実施例ではＤＰＦ
１０７の前後の差圧ΔＰと排気ガスの体積流量Ｑとから
算出した圧力損失Ｒを目詰まり要素量としている。In this embodiment, the pressure sensor is constituted by the front pressure sensor 109 and the rear pressure sensor 110, and the ECU 1
The collection amount calculation means is constituted by 15, and the storage means is constituted by the ROM 115a. Further, in this embodiment, the DPF
The pressure loss R calculated from the differential pressure ΔP before and after 107 and the volumetric flow rate Q of the exhaust gas is taken as the clogging factor amount.

【００５５】次に、このように構成したディーゼルエン
ジンの排気浄化装置におけるパティキュレート捕集量測
定装置の作用を説明する。ＤＰＦ１０７の圧力損失Ｒと
パティキュレート捕集量ＰＴの間には、図８のような関
係（検量線ＬA ，ＬB ，ＬC ）がある。即ち、パティキ
ュレートの捕集量ＰＴが多くなるほど、ＤＰＦ１０７が
目詰まり状態となり圧力損失Ｒは増加する。しかし、Ｄ
ＰＦ１０７の材質の不均一性、フィルタ構造の寸法上の
バラツキ等の特性バラツキにより、フィルタとしての濾
過特性にもバラツキを生じ、その結果、ＬA ，ＬB ，Ｌ
C に示すように、パティキュレートの検量線にもバラツ
キを生じる。この時、初期圧力損失（図中、ＲA ，ＲB
，ＲC ）のバラツキと検量線ＬA ，ＬB ，ＬC のバラ
ツキの間には図８のように相関関係があることが実験か
ら分かっている。Next, the operation of the particulate collection amount measuring device in the exhaust gas purification device of the diesel engine thus constructed will be described. There is a relationship (calibration curves LA, LB, LC) between the pressure loss R of the DPF 107 and the particulate collection amount PT as shown in FIG. That is, as the collected amount PT of particulates increases, the DPF 107 becomes clogged and the pressure loss R increases. But D
Due to non-uniformity of the material of the PF 107 and variations in characteristics such as dimensional variations of the filter structure, variations also occur in the filtering characteristics of the filter, and as a result, LA, LB, L
As shown in C, the calibration curve for particulates also varies. At this time, the initial pressure loss (RA, RB in the figure
, RC) and the calibration curves LA, LB, and LC have a correlation as shown in FIG.

【００５６】本実施例では、車両組付け後、第１回目の
捕集開始時、一定時間（例えば、数分程度）内は初期圧
損記憶モードを設け、ＤＰＦ１０７の初期圧力損失Ｒｏ
を算出し、ＥＥＰＲＯＭ１１５ｂに記憶させる。そし
て、その後の捕集量検出時は、初期圧力損失Ｒｏと実際
のＤＰＦ１０７の圧力損失から、パティキュレート捕集
量ＰＴを求める。これにより、ＤＰＦ１０７のバラツキ
は吸収され、正確な捕集量検出が可能となる。In this embodiment, at the start of the first collection after the vehicle is assembled, an initial pressure loss storage mode is provided within a fixed time (for example, about several minutes), and the initial pressure loss Ro of the DPF 107 is set.
Is calculated and stored in the EEPROM 115b. Then, when the trapped amount is detected thereafter, the particulate trapped amount PT is obtained from the initial pressure loss Ro and the actual pressure loss of the DPF 107. As a result, variations in the DPF 107 are absorbed, and the trapped amount can be accurately detected.

【００５７】以下、パティキュレート捕集時のＥＣＵ１
１５の再生時期判定ルーチンを、図９のフローチャート
に従って説明する。本ルーチンは、例えば、１秒毎に定
期的に実行されるものである。Hereinafter, the ECU 1 at the time of collecting particulates
The reproduction timing determination routine 15 will be described with reference to the flowchart of FIG. This routine is executed periodically, for example, every one second.

【００５８】図９において、ＥＣＵ１１５はステップ３
００で再生中か否か判定し、再生中の場合は本ルーチン
は実行せずに処理を終える。又、再生中でない場合は、
ＥＣＵ１１５はステップ３０１以降に進む。In FIG. 9, the ECU 115 executes step 3
At 00, it is determined whether or not reproduction is in progress. If reproduction is in progress, this routine is not executed and the processing ends. Also, if not playing,
The ECU 115 proceeds to step 301 and subsequent steps.

【００５９】ＥＣＵ１１５はステップ３０１で開閉バル
ブ１１４を閉弁側に駆動し、ディーゼルエンジン１０１
の排気ガスの圧力がエアポンプ１１３に加わるのを防止
する。The ECU 115 drives the opening / closing valve 114 to the valve closing side in step 301, and the diesel engine 101
The pressure of the exhaust gas is prevented from being applied to the air pump 113.

【００６０】そして、ＥＣＵ１１５はステップ３０２以
降で再生時期判定を行う。ＥＣＵ１１５はステップ３０
２でマスエアフローメータ１０５の吸入空気質量流量Ｇ
と排気温センサ１１１の排気温ＴＥＸと前圧センサ１０
９の排気圧ＰＥＭ１から次式に従って、ＤＰＦ１０７を
通過する排気ガスの体積流量Ｑを求める。Then, the ECU 115 determines the regeneration timing after step 302. ECU 115 is step 30
2 the mass air flow rate G of the intake air flow meter 105
Exhaust temperature TEX of exhaust temperature sensor 111 and front pressure sensor 10
The volumetric flow rate Q of the exhaust gas passing through the DPF 107 is obtained from the exhaust pressure PEM1 of 9 according to the following equation.

【００６１】 Ｑ＝Ｇ・ＴＥＸ／ＰＥＭ１・Ｋ ・・・（７） ただし、Ｋは物理的に決定される定数である。Q = G · TEX / PEM1 · K (7) where K is a physically determined constant.

【００６２】次に、ＥＣＵ１１５はステップ３０３で前
圧センサ１０９の前圧ＰＥＭ１と後圧センサ１１０の後
圧ＰＥＭ２から、ＤＰＦ１０７の前後差圧ΔＰを次式の
ように求める。Next, in step 303, the ECU 115 obtains the differential pressure ΔP across the DPF 107 from the front pressure PEM1 of the front pressure sensor 109 and the rear pressure PEM2 of the rear pressure sensor 110 by the following equation.

【００６３】 ΔＰ＝ＰＥＭ１−ＰＥＭ２ ・・・（８） そして、ＥＣＵ１１５はステップ３０４でステップ３０
２において求めた排気ガス体積流量Ｑとステップ３０３
において求めた差圧ΔＰから次式のようにＤＰＦ１０７
での圧力損失Ｒを求める。ΔP = PEM1-PEM2 (8) Then, the ECU 115 proceeds to step 304 in step 304.
Exhaust gas volume flow rate Q obtained in step 2 and step 303
From the differential pressure ΔP obtained in
The pressure loss R at

【００６４】 Ｒ＝ｆ（Ｑ，ΔＰ） ・・・（９） 実際には、ＤＰＦ１０７はその構造上、層流格子に近い
圧損特性を示すので、 Ｒ＝ΔＰ／Ｑ に極めて近い特性となることが分かっている。R = f (Q, ΔP) (9) Actually, since the DPF 107 has a pressure loss characteristic close to that of a laminar flow lattice due to its structure, the characteristic is extremely close to R = ΔP / Q. I know.

【００６５】そして、ＥＣＵ１１５はステップ３０５以
降で、パティキュレート捕集量ＰＴを算出する。まず、
ＥＣＵ１１５はステップ３０５と３０６で初期圧損記憶
モードの判定を行う。つまり、ＥＣＵ１１５は車両組付
け後第１回目の捕集で、かつ、捕集後一定時間内は初期
圧損記憶モードであると判定する。そして、ＥＣＵ１１
５はステップ３０７で前述の（９）式により求めたＤＰ
Ｆ１０７の圧力損失Ｒを初期圧力損失値ＲｏとしてＥＣ
Ｕ１１５内のＥＥＰＲＯＭ１１５ｂに記憶し、本ルーチ
ンを終了する。尚、一定時間としては、数分程度が適当
である。Then, the ECU 115 calculates the particulate collection amount PT after step 305. First,
The ECU 115 determines the initial pressure loss storage mode in steps 305 and 306. That is, the ECU 115 determines that it is the first collection after the vehicle is assembled and is in the initial pressure loss storage mode within a fixed time after the collection. Then, the ECU 11
5 is the DP calculated by the above-mentioned equation (9) in step 307.
EC is the pressure loss R of F107 as the initial pressure loss value Ro
The data is stored in the EEPROM 115b in U115, and this routine ends. It is appropriate that the fixed time is about several minutes.

【００６６】一方、ＥＣＵ１１５はステップ３０５と３
０６で初期圧損記憶モードでないと判定した場合にはス
テップ３０８に移行する。ＥＣＵ１１５はステップ３０
８で初期圧力損失値Ｒｏと実際の圧力損失Ｒから、補間
演算等を用いて（１０）式のようにパティキュレート捕
集量ＰＴの算出を行う。On the other hand, the ECU 115 executes steps 305 and 3
When it is determined in 06 that the initial pressure loss storage mode is not set, the process proceeds to step 308. ECU 115 is step 30
In step 8, the particulate collection amount PT is calculated from the initial pressure loss value Ro and the actual pressure loss R by using an interpolation calculation or the like as shown in equation (10).

【００６７】 ＰＴ＝ｆ（Ｒｏ，Ｒ） ・・・（１０） つまり、例えば、図８において、初期圧力損失値Ｒｏが
ＲA ＜Ｒｏ＜ＲB であったとすれば、補正後の検量線Ｌ
ｏとしてその傾きθｏを検量線ＬA ，ＬB から補間して
求めるものである。PT = f (Ro, R) (10) That is, assuming that the initial pressure loss value Ro is RA <Ro <RB in FIG. 8, for example, the corrected calibration curve L
As o, the inclination θo is obtained by interpolating from the calibration curves LA and LB.

【００６８】ＥＣＵ１１５はステップ３０９でステップ
３０８において算出したパティキュレート捕集量ＰＴを
設定値（限界値）と比較し、設定値より大きい場合は、
再生が必要なためステップ３１０で再生要求フラグをセ
ットし処理を終える。又、ＥＣＵ１１５はパティキュレ
ート捕集量ＰＴが設定値より小さいとステップ３１１で
再生要求フラグをクリアし処理を終える。The ECU 115 compares the particulate matter trapping amount PT calculated in step 308 with the set value (limit value) in step 309, and if it is larger than the set value,
Since reproduction is necessary, the reproduction request flag is set in step 310 and the process is terminated. If the particulate collection amount PT is smaller than the set value, the ECU 115 clears the regeneration request flag in step 311, and ends the process.

【００６９】再生時期判定ルーチンで再生が必要と判定
された場合は次のようにして再生制御を行う。即ち、Ｅ
ＣＵ１１５は電気ヒータ１０８によりＤＰＦ１０７に捕
集されたパティキュレートに着火し、エアポンプ１１３
で燃焼に必要な酸素をエアとして供給し、パティキュレ
ートの燃焼を制御する。尚、本実施例では、再生は、回
転数センサ１１７によりディーゼルエンジン１０１が停
止状態であるときに行うものとする。When it is determined in the regeneration timing determination routine that regeneration is necessary, regeneration control is performed as follows. That is, E
The CU 115 ignites the particulates collected in the DPF 107 by the electric heater 108, and the air pump 113
Oxygen required for combustion is supplied as air to control the combustion of particulates. In this embodiment, the regeneration is performed when the diesel engine 101 is stopped by the rotation speed sensor 117.

【００７０】再生時のＥＣＵ１１５における再生制御ル
ーチンを図１０に従って説明する。本ルーチンは、例え
ば０．１秒毎に定期的に実行されるものである。図１０
において、ＥＣＵ１１５はステップ４００で再生要求フ
ラグがセットされているかどうかの判定を行い、セット
されていない場合はまだ再生時期でないので処理を終え
る。又、セットされている場合は、ステップ４０１以降
に進み、再生制御の処理を行う。A regeneration control routine in the ECU 115 during regeneration will be described with reference to FIG. This routine is executed periodically, for example, every 0.1 seconds. Figure 10
In step S400, the ECU 115 determines in step 400 whether or not the regeneration request flag is set. If it is not set, the regeneration timing is not yet reached and the process ends. If it has been set, the process proceeds to step 401 and thereafter to perform the reproduction control process.

【００７１】ＥＣＵ１１５はステップ４０１でパティキ
ュレートが燃焼し終えるのに十分な時間（再生時間）が
経過したかどうか判定し、再生時間が経過した場合はス
テップ４０５に移行して再生が終了したとして再生要求
フラグをクリアし本ルーチンの処理を終了する。又、Ｅ
ＣＵ１１５は再生時間が経過してない場合はステップ４
０２以降で再生制御の処理を行う。In step 401, the ECU 115 determines whether or not a sufficient time (regeneration time) for the particulates to finish burning has elapsed. If the regeneration time has elapsed, the process proceeds to step 405 and regeneration is considered to be completed. The request flag is cleared and the processing of this routine ends. Also, E
If the reproduction time has not elapsed, the CU 115 proceeds to step 4
After 02, the reproduction control process is performed.

【００７２】ＥＣＵ１１５はステップ４０２で開閉バル
ブ１１４を開弁側に駆動する。これにより、エアポンプ
１１３からＤＰＦ１０７にパティキュレート燃焼用のエ
アを供給する経路が形成される。In step 402, the ECU 115 drives the open / close valve 114 to the valve open side. As a result, a path for supplying air for particulate combustion from the air pump 113 to the DPF 107 is formed.

【００７３】次に、ＥＣＵ１１５はステップ４０３で、
ここでは詳細には述べないが、電気ヒータ１０８への通
電制御を行う。これにより、ＤＰＦ１０７に捕集された
パティキュレートが着火される。Next, in step 403, the ECU 115
Although not described in detail here, energization control to the electric heater 108 is performed. As a result, the particulates collected by the DPF 107 are ignited.

【００７４】次に、ＥＣＵ１１５はステップ４０４でエ
アポンプ１１３のエア流量制御を行い本ルーチンを終了
する。このように本実施例のパティキュレート捕集量測
定装置では、ＤＰＦ１０７の前後の差圧ΔＰと排気ガス
の体積流量Ｑとから算出した圧力損失Ｒを目詰まり要素
量とし、ＤＰＦ（パティキュレート・フィルタ）１０７
にパティキュレートが捕集されていない初期状態におい
て、前圧センサ１０９と後圧センサ１１０（圧力セン
サ）によるＤＰＦ１０７の前後の差圧に基づいてＤＰＦ
１０７での圧力損失Ｒｏを求める。そして、以後のＥＣ
Ｕ１１５（捕集量算出手段）による捕集量検出時に、こ
の初期状態での圧力損失Ｒｏを用いてＲＯＭ１１５ａ
（記憶手段）に記憶した圧力損失と捕集量との関係を補
正しつつＤＰＦ１０７のパティキュレートの捕集量を求
めるようにした。つまり、初期目詰まり要素量のバラツ
キと検量線（目詰まり要素量と捕集量との関係）のバラ
ツキとの間には相関関係があるので、初期目詰まり要素
量から検量線を補正できる。よって、ＤＰＦ１０７の特
性のバラツキにより検量線にバラツキが生じてもパティ
キュレートの捕集量検出の精度を向上させることができ
ることとなる。Next, the ECU 115 controls the air flow rate of the air pump 113 in step 404 and ends this routine. As described above, in the particulate matter collection amount measuring device of the present embodiment, the pressure loss R calculated from the differential pressure ΔP before and after the DPF 107 and the volume flow rate Q of the exhaust gas is used as the clogging element amount, and the DPF (particulate filter) is used. ) 107
In the initial state where the particulates are not collected in the DPF 107, the DPF 107 is based on the differential pressure before and after the DPF 107 by the front pressure sensor 109 and the rear pressure sensor 110 (pressure sensor).
The pressure loss Ro at 107 is determined. And the subsequent EC
When the collection amount is detected by U115 (collection amount calculation means), the ROM 115a is used by using the pressure loss Ro in this initial state.
The collection amount of the particulates of the DPF 107 is calculated while correcting the relationship between the pressure loss and the collection amount stored in the (storage means). That is, since there is a correlation between the variation in the initial clogging factor amount and the variation in the calibration curve (relationship between the clogging factor amount and the collection amount), the calibration curve can be corrected from the initial clogging factor amount. Therefore, even if variations occur in the calibration curve due to variations in the characteristics of the DPF 107, it is possible to improve the accuracy of detecting the trapped amount of particulates.

【００７５】この実施例の応用例としては、上述の実施
例では初期圧損記憶モード中にディーゼルエンジン１０
１を動作させるため、時間が小さいので極めて微少であ
るが、ＤＰＦ１０７でのパティキュレート捕集が進行す
るため、圧力損失Ｒも微少ながらも上昇してしまい、真
の初期圧損から若干のズレが生じる。そこで、図１１に
示すように、吸気管１０２におけるマスエアフローメー
タ１０５の下流側と、排気管１０３における電気ヒータ
１０８の上流側とを、連通管１１６にて連通し、その連
通管１１６の途中にエアポンプ１１３を配置する。この
ようにして、マスエアフローメータ１０５でＤＰＦ１０
７の再生燃焼酸素供給用エアポンプ１１３の空気流量も
計測できるように構成する。そして、車両組付け後第１
回捕集の前に初期圧損記憶モードを設け、ディーゼルエ
ンジン１０１の停止状態でエアポンプ１１３を動作さ
せ、上述の実施例と同様に初期圧力損失Ｒｏを演算し記
憶する。このように、初期圧損記憶モード中にディーゼ
ルエンジン１０１が停止しているため、ＤＰＦ１０７で
の捕集は進行せず、圧力損失Ｒは一定値であり、極めて
正確にＤＰＦ１０７の初期圧力損失Ｒｏを算出すること
が可能であり、従って、さらに正確な捕集量検出が実現
することができる。As an application example of this embodiment, in the above-mentioned embodiment, the diesel engine 10 is operated during the initial pressure loss storage mode.
Since 1 is operated, the time is small, so it is extremely small. However, since the particulate collection by the DPF 107 progresses, the pressure loss R also slightly increases, causing a slight deviation from the true initial pressure loss. . Therefore, as shown in FIG. 11, the downstream side of the mass air flow meter 105 in the intake pipe 102 and the upstream side of the electric heater 108 in the exhaust pipe 103 are connected by a communication pipe 116, and the communication pipe 116 is provided in the middle thereof. The air pump 113 is arranged. In this way, the mass air flow meter 105 operates the DPF 10
The air flow rate of the regenerative combustion oxygen supply air pump 113 of No. 7 can be measured. And the first after vehicle assembly
An initial pressure loss storage mode is provided before collection and operation, the air pump 113 is operated with the diesel engine 101 stopped, and the initial pressure loss Ro is calculated and stored as in the above-described embodiment. As described above, since the diesel engine 101 is stopped during the initial pressure loss storage mode, collection by the DPF 107 does not proceed, the pressure loss R is a constant value, and the initial pressure loss Ro of the DPF 107 is calculated extremely accurately. Therefore, more accurate trapped amount detection can be realized.

【００７６】又、前記実施例では、ＤＰＦ１０７の前後
の差圧ΔＰと排気ガスの体積流量Ｑとから算出した圧力
損失Ｒを目詰まり要素量としたが、所定のエンジン回転
数におけるＤＰＦ１０７の前後の差圧ΔＰを目詰まり要
素量としたり、ＤＰＦ１０７の前後の差圧ΔＰが所定値
のときの排気ガスの体積流量Ｑを目詰まり要素量として
もよい。Further, in the above embodiment, the pressure loss R calculated from the differential pressure ΔP before and after the DPF 107 and the volumetric flow rate Q of the exhaust gas is used as the clogging element amount, but the pressure loss R before and after the DPF 107 at a predetermined engine speed is set. The pressure difference ΔP may be used as the clogging factor amount, or the volume flow rate Q of the exhaust gas when the pressure difference ΔP before and after the DPF 107 is a predetermined value may be used as the clogging factor amount.

【００７７】[0077]

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
再生時の適合値再現精度を向上することができる優れた
効果を発揮する。As described above in detail, according to the present invention,
It has an excellent effect of improving the precision of reproducing the conforming value during reproduction.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図１】第１実施例のディーゼルエンジンの排気浄化装
置の全体概略図である。FIG. 1 is an overall schematic diagram of an exhaust emission control device for a diesel engine of a first embodiment.

【図２】圧力損失と捕集量の関係図である。FIG. 2 is a relationship diagram between pressure loss and trapped amount.

【図３】流量と検出電圧の関係図である。FIG. 3 is a relationship diagram between a flow rate and a detected voltage.

【図４】作用を説明するためのフローチャートである。FIG. 4 is a flowchart for explaining the operation.

【図５】作用を説明するためのフローチャートである。FIG. 5 is a flowchart for explaining the operation.

【図６】第２実施例のディーゼルエンジンの排気浄化装
置の全体概略図である。FIG. 6 is an overall schematic diagram of an exhaust emission control device for a diesel engine of a second embodiment.

【図７】第３実施例のディーゼルエンジンの排気浄化装
置の全体概略図である。FIG. 7 is an overall schematic diagram of an exhaust emission control device for a diesel engine of a third embodiment.

【図８】圧力損失と捕集量の関係図である。FIG. 8 is a relationship diagram between pressure loss and trapped amount.

【図９】作用を説明するためのフローチャートである。FIG. 9 is a flowchart for explaining the operation.

【図１０】作用を説明するためのフローチャートであ
る。FIG. 10 is a flowchart for explaining the operation.

【図１１】第３実施例の応用例のディーゼルエンジンの
排気浄化装置の全体概略図である。FIG. 11 is an overall schematic diagram of an exhaust emission control device for a diesel engine of an application example of the third embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ディーゼルエンジン ５ 空気流量計としてのマスエアフローメータ ７ パティキュレート・フィルタ ８ 加熱手段としての電気ヒータ ９ 圧力センサとしての前圧センサ １０ 圧力センサとしての後圧センサ １２ 連通管 １３ エアポンプ １５ ＥＣＵ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Diesel engine 5 Mass air flow meter as an air flow meter 7 Particulate filter 8 Electric heater as a heating means 9 Front pressure sensor as a pressure sensor 10 Rear pressure sensor as a pressure sensor 12 Communication pipe 13 Air pump 15 ECU

フロントページの続き (72)発明者 吉田 秀治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 加藤 恵一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 岩田 俊晴 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 鈴木 淳志 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 小端 喜代志 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 林 孝太郎 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車 株式会社内 (72)発明者 谷口 浩之 愛知県刈谷市豊田町２丁目１番地 株式会 社豊田自動織機製作所内Front page continuation (72) Inventor Shuji Yoshida 1-1, Showa-cho, Kariya, Aichi Prefecture, Nihon Denso Co., Ltd. (72) Inventor Keiichi Kato 1-1-1-1, Showa-cho, Kariya, Aichi Nihondenso Co., Ltd. (72) Inventor Toshiharu Iwata, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture, Nihon Denso Co., Ltd. (72) Inventor, Atsushi Suzuki, 1-1, Showa-cho, Kariya city, Aichi prefecture (72) Invention Kyoji Kobata Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, 1st Toyota Motor Co., Ltd. (72) Kotaro Hayashi, Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture 1 Toyota Town, Toyota Motor Co., Ltd. (72) Hiroyuki Taniguchi Kariya City, Aichi Prefecture 2-chome Toyota-cho, Toyota Industries Corp.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気系に設けら
れ、排気ガス中のパティキュレートを捕集するパティキ
ュレート・フィルタと、 前記パティキュレート・フィルタに捕集されたパティキ
ュレートを着火するための加熱手段と、 前記ディーゼルエンジンの吸気系に設けられた空気流量
計と、 前記パティキュレート・フィルタの前後の差圧を検出す
るための圧力センサと、 前記ディーゼルエンジンの吸気系における空気流量計の
下流側と、前記ディーゼルエンジンの排気系におけるパ
ティキュレート・フィルタ及び加熱手段の上流側とを連
通する連通管と、 前記連通管の途中に設けられたエアポンプとを備え、 前記空気流量計による吸入空気量と前記圧力センサによ
るパティキュレート・フィルタの前後の差圧とから前記
パティキュレート・フィルタのパティキュレートの捕集
量を求めるとともに、この捕集したパティキュレートを
燃焼させるに必要な空気量を求め、同空気量となるよう
に前記空気流量計を用いたフィードバック制御により前
記エアポンプを駆動するようにしたことを特徴とするデ
ィーゼルエンジンの排気浄化装置。1. A particulate filter which is provided in an exhaust system of a diesel engine and collects particulates in exhaust gas; and heating means for igniting the particulates collected by the particulate filter. An air flow meter provided in the intake system of the diesel engine, a pressure sensor for detecting a differential pressure before and after the particulate filter, and a downstream side of the air flow meter in the intake system of the diesel engine, A communication pipe that communicates with the particulate filter and the upstream side of the heating means in the exhaust system of the diesel engine, and an air pump provided in the middle of the communication pipe, and the intake air amount and the pressure by the air flow meter. Based on the pressure difference between before and after the particulate filter by the sensor, -The amount of particulates collected by the filter is calculated, the amount of air required to burn the collected particulates is calculated, and the air pump is controlled by feedback control using the air flow meter so that the amount of air becomes the same. An exhaust emission control device for a diesel engine, which is characterized by being driven.