JP2003278527A - Exhaust processing device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust processing device for internal combustion engine

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JP2003278527A
JP2003278527A JP2002081590A JP2002081590A JP2003278527A JP 2003278527 A JP2003278527 A JP 2003278527A JP 2002081590 A JP2002081590 A JP 2002081590A JP 2002081590 A JP2002081590 A JP 2002081590A JP 2003278527 A JP2003278527 A JP 2003278527A
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Japan
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exhaust
catalyst
air heater
branch
exhaust treatment
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JP2002081590A
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Shuichi Nakamura
村 秀 一 中
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Original Assignee
UD Trucks Corp
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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust processing device suppressing the generation of white smoke, blue white smoke, and exhaust irritating odor at the time of cold starting, and protecting a battery by avoiding excessively energizing. <P>SOLUTION: This exhaust processing device comprises a branch portion 5 provided in a midpoint in an exhaust system 4, a plurality of branch pipes 6, 7 arranged in parallel downstream from the branch portion 5, and particulate filters F1, F2 or a catalyst interposed between the plural branch pipes 6, 7 as a plurality of exhaust processing devices. The particulate filters F1, F2 or the catalyst as the exhaust processing device are internally provided with electric heaters Fh1, Fh2 in an upstream side, and switching valves V1, V2 are interposed between the branch portions 5 of the plural branch pipes 6, 7. A control means 9 controlling the exhaust processing devices and an intake air heater 14 are equipped, and an engine cooling water temperature detecting means Tw and exhaust temperature detecting means T1, T2 are provided. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、吸気用エアヒータを備
えた内燃機関において、電気ヒータを用いた交互再生式
パティキュレートフィルタ又は電気加熱式触媒を有する
内燃機関の排気処理装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas treatment apparatus for an internal combustion engine having an intake air heater and having an alternating regeneration type particulate filter using an electric heater or an electrically heated catalyst.

【0002】[0002]

【従来の技術】パティキュレートフィルタ所謂「PF」
又は排気触媒付のエンジンは、常温での運転ではパティ
キュレートマター「PM」や未燃炭化水素が低減する
が、低温でのエンジン始動直後では、排気中の水蒸気や
未燃炭化水素が低温の「PF」や触媒を通過する間に冷
やされて凝縮し、一時的に霧状の白煙又は青白煙を生じ
る。
2. Description of the Related Art Particulate filter so-called "PF"
Alternatively, an engine with an exhaust catalyst reduces particulate matter “PM” and unburned hydrocarbons at normal temperature, but immediately after the engine is started at low temperature, steam and unburned hydrocarbons in the exhaust gas have low temperatures. It cools and condenses as it passes through the PF's and catalysts, producing temporary fog or bluish white smoke.

【0003】即ち、「PF」や排気触媒を使用しない場
合に比べて、車両後部の視界が悪化し、後続車の視界を
妨げると言う問題があった。
That is, there is a problem that the visibility of the rear portion of the vehicle is deteriorated and the visibility of the following vehicle is obstructed as compared with the case where "PF" or the exhaust catalyst is not used.

【0004】又、低温では触媒による酸化が不十分とい
う機能面での不具合に加え、排気刺激臭が強く発生する
という環境面での問題もあった。
Further, in addition to a functional defect that oxidation by a catalyst is insufficient at low temperatures, there is also an environmental problem that a strong exhaust odor is generated.

【0005】更に、低温始動時には大電力を消費するエ
ンジン吸気ヒータを使用するため、「PF」再生や排気
処理装置の加熱通電を同時に行うとバッテリの許容電流
を超え、バッテリを痛める恐れがあった。
Further, since an engine intake air heater that consumes a large amount of electric power is used at the time of cold start, if "PF" regeneration and heating and energization of the exhaust treatment device are simultaneously performed, the allowable current of the battery may be exceeded and the battery may be damaged. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、冷間始
動時に白煙や青白煙及び排気刺激臭の発生が少なく、過
剰通電を避けることによってバッテリを保護する排気処
理装置の提供を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, and produces less white smoke, bluish white smoke and exhaust irritating odor at cold start, and excessive energization. It is an object of the present invention to provide an exhaust treatment device that protects a battery by avoiding the above.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明の排気処理装置
は、排気系(4)の途中に設けた分岐部(5)と、該分
岐部(5)の下流に並列に配置された複数の分岐管
(6、7)と、該複数の分岐管(6、7)の各々に介装
された複数の排気処理装置であるパティキュレートフィ
ルタ(F1、F2)又は触媒と、を有する排気処理装置
において、前記排気処理装置であるパティキュレートフ
ィルタ(F1、F2)又は触媒は、上流側に電気ヒータ
(Fh1、Fh2)を、下流側にフィルタ本体(Ff
1、Ff2)又は触媒単体を内装し、前記複数の分岐管
(6、7)各々の前記分岐部(5)と前記パティキュレ
ートフィルタ(F1、F2)又は触媒の間の領域に切替
え弁(V1、V2)を介装し、排気処理装置を制御する
制御手段(9)を有し、吸気系(12)に吸気用エアヒ
ータ(14)及びエアヒータリレー(16)を備えてお
り、エンジン冷却系(10)にエンジン冷却水温度検出
手段(Tw)を設け、前記パティキュレートフィルタ
(F1、F2)又は触媒上流に排気温度検出手段(T
1、T2)を設けたことを特徴とする(請求項1:図
1)。
The exhaust treatment apparatus of the present invention comprises a branch part (5) provided in the middle of the exhaust system (4) and a plurality of parallel parts arranged downstream of the branch part (5). An exhaust treatment device having a branch pipe (6, 7) and a particulate filter (F1, F2) or a catalyst which is a plurality of exhaust treatment devices interposed in each of the plurality of branch pipes (6, 7) In the particulate filter (F1, F2) or the catalyst, which is the exhaust treatment device, the electric heater (Fh1, Fh2) is provided on the upstream side and the filter body (Ff is provided on the downstream side.
1, Ff2) or a single catalyst, and a switching valve (V1) in a region between the branch portion (5) of each of the plurality of branch pipes (6, 7) and the particulate filter (F1, F2) or the catalyst. , V2) and has a control means (9) for controlling the exhaust treatment device, the intake system (12) includes an intake air heater (14) and an air heater relay (16), and an engine cooling system ( 10) is provided with engine cooling water temperature detecting means (Tw), and exhaust temperature detecting means (T) is provided upstream of the particulate filter (F1, F2) or the catalyst.
1, T2) are provided (claim 1: FIG. 1).

【0008】又、本発明の排気処理装置は、排気系
(4)の途中に設けた分岐部(5)と、該分岐部(5)
の下流に並列に配置された複数の分岐管(6、7)と、
該複数の分岐管(6、7)の各々に介装された複数の排
気処理装置であるパティキュレートフィルタ(F1、F
2)又は触媒と、を有する排気処理装置において、前記
分岐部(5)の下流側に前記複数の分岐管(6、7)と
並列のバイパス管(B)を設け、前記排気処理装置であ
るパティキュレートフィルタ(F1、F2)又は触媒
は、上流側に電気ヒータ(Fh1、Fh2)を、下流側
にフィルタ本体(Ff1、Ff2)又は触媒単体を内装
し、前記複数の分岐管分岐管(6、7)各々の前記分岐
部(5)と前記パティキュレートフィルタ(F1、F
2)又は触媒との間の領域に切替え弁(V1、V2)を
介装し、前記バイパス管(B)にバイパス弁(Vb)を
介装し、排気処理装置を制御する制御手段(9)を有
し、吸気系(12)に吸気用エアヒータ(14)及びエ
アヒータリレー(16)を備えており、エンジン冷却系
(10)にエンジン冷却水温度検出手段(Tw)を設
け、前記パティキュレートフィルタ(F1、F2)又は
触媒上流に排気温度検出手段(T1、T2)を設けたこ
とを特徴とする(請求項2:図8)。
Further, the exhaust treatment apparatus of the present invention has a branch portion (5) provided in the middle of the exhaust system (4) and the branch portion (5).
A plurality of branch pipes (6, 7) arranged in parallel downstream of the
Particulate filters (F1, F) which are a plurality of exhaust treatment devices interposed in each of the plurality of branch pipes (6, 7)
2) or a catalyst, in the exhaust treatment device, the bypass pipe (B) parallel to the plurality of branch pipes (6, 7) is provided on the downstream side of the branch portion (5). The particulate filter (F1, F2) or the catalyst is equipped with an electric heater (Fh1, Fh2) on the upstream side and a filter body (Ff1, Ff2) or the catalyst alone on the downstream side, and the plurality of branch pipe branch pipes (6 , 7) each of the branch portions (5) and the particulate filter (F1, F)
2) or a switching valve (V1, V2) in a region between the catalyst and a bypass valve (Vb) in the bypass pipe (B), and control means (9) for controlling the exhaust treatment device. And an intake air heater (14) and an air heater relay (16) in the intake system (12), and an engine cooling water temperature detecting means (Tw) in the engine cooling system (10). (F1, F2) or exhaust temperature detecting means (T1, T2) is provided upstream of the catalyst (claim 2: FIG. 8).

【0009】前記制御手段(9)は、前記吸気用エアヒ
ータリレー(16)からのエアヒータ(14)への通電
の有無を判断して、エアヒータ(14)に通電中は排気
処理装置用電気ヒータ(Fh1、Fh2)に通電しない
様に制御することを特徴としている(請求項3:図4、
図12)。
The control means (9) determines whether or not the air heater (14) is energized by the intake air heater relay (16), and while the air heater (14) is energized, an electric heater (for an exhaust treatment device) ( Fh1, Fh2) is controlled so as not to be energized (claim 3: FIG. 4,
(Fig. 12).

【0010】上記構成を有し、上述の制御を行う排気処
理装置によれば、冷間始動時には吸気用エアヒータ(1
4)による吸入エアの暖気により燃焼温度が上昇し、即
ち排気温度も上昇し、更に、排気処理装置であるパティ
キュレートフィルタ(F1、F2)又は触媒は、電気ヒ
ータ(Fh1、Fh2)によって暖機(ウォーミングア
ップ)されるので白煙や青白煙及び排気刺激臭の発生が
少ない。また、前記吸気用エアヒータ(14)と排気処
理装置であるパティキュレートフィルタ(F1、F2)
の電気ヒータ(Fh1、Fh2)、又は触媒の電気ヒー
タとは同時に通電されない様に制御されているので過剰
通電(過剰放電)が回避出来、ジェネレータ(20)及
びバッテリ(30)を延命・保護出来る。
According to the exhaust treatment device having the above structure and performing the above control, the intake air heater (1
The combustion temperature rises due to the warming of the intake air by 4), that is, the exhaust temperature also rises, and the particulate filter (F1, F2) or catalyst, which is the exhaust treatment device, is warmed up by the electric heater (Fh1, Fh2). Since it is warmed up, it produces less white smoke, bluish white smoke and exhaust odor. Further, the intake air heater (14) and a particulate filter (F1, F2) which is an exhaust treatment device.
The electric heaters (Fh1, Fh2) or the electric heaters for catalysts are controlled so that they are not energized at the same time, so over-energization (over-discharge) can be avoided and the generator (20) and battery (30) can be extended and protected. .

【0011】尚、制御手段(9)は前記各種センサ(S
p、Sn、Sa、T1、T2)に異常が発生しているか
否かを判断し、異常が発生している場合に前記電気ヒー
タ(Fh1、Fh2)を非通電にする様に制御すること
が安全上好ましい(図4)。また、排気処理装置に前記
バイパス弁を介装したバイパス管を備えている場合(請
求項2)は、電気ヒータ(Fh1、Fh2)を非通電に
した後、バイパス弁(Vb)を解放する様に制御するこ
とが好ましい(図12)。その様に構成することによ
り、異常が発生した場合でも排気系(4)が閉塞される
ことなく排気処理装置(F1、F2)の破損が防止され
る。
The control means (9) includes the various sensors (S
p, Sn, Sa, T1, T2), and if there is an abnormality, the electric heaters (Fh1, Fh2) are controlled so as to be de-energized. It is preferable for safety (Fig. 4). Further, when the exhaust treatment device is provided with a bypass pipe having the bypass valve interposed (claim 2), the bypass valve (Vb) is opened after the electric heaters (Fh1, Fh2) are de-energized. It is preferable to control (Fig. 12). With such a configuration, even if an abnormality occurs, the exhaust system (4) is not blocked and damage to the exhaust treatment device (F1, F2) is prevented.

【0012】又、制御手段(9)は吸気用エアヒータ
(14)に第1の所定時間通電が行われた後、通電が遮
断されたことを検出してから第2の所定時間経過までは
排気処理装置用電気ヒータ(Fh1、Fh2)に通電
(暖機)し、第2の所定時間の経過を確認(所定時間の
暖気を確認)した後、PM詰まり量の推定計算を行い、
排気処理装置の再生運転を開始するように制御されるこ
とが好ましい(図5、図13)。
Further, the control means (9) exhausts the air from the intake air heater (14) until a second predetermined time elapses after it is detected that the power supply has been interrupted after the power is supplied to the intake air heater (14) for a first predetermined time. After energizing (warming up) the electric heaters (Fh1, Fh2) for the processing device and confirming the elapse of the second predetermined time (confirming warm-up for the predetermined time), the PM clogging amount is estimated and calculated,
It is preferable to control to start the regeneration operation of the exhaust treatment device (FIGS. 5 and 13).

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。先ず、図1〜図7を参照して
第1実施形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. First, the first embodiment will be described with reference to FIGS.

【0014】図1において、エンジン1の排気マニフォ
ルド2にはターボチャージャ3を介して排気管4が接続
されている。該排気管4には分岐部5が接続され、該分
岐部5には第1の分岐管6と第2の分岐管7とが夫々並
列に接続されている。そして、前記第1の分岐管6の後
端6aと前記第2の分岐管7の後端7aとは1本のテー
ルパイプ8に合流する様に接続されている。
In FIG. 1, an exhaust pipe 4 is connected to an exhaust manifold 2 of an engine 1 via a turbocharger 3. A branch portion 5 is connected to the exhaust pipe 4, and a first branch pipe 6 and a second branch pipe 7 are connected in parallel to the branch portion 5, respectively. The rear end 6a of the first branch pipe 6 and the rear end 7a of the second branch pipe 7 are connected so as to merge with one tail pipe 8.

【0015】前記第1の分岐管6には、上流側に第1の
切替え弁V1が、下流側に第1のパティキュレートフィ
ルタ「PF」(請求項1〜3において排気処理装置:以
降、排気処理装置を単にフィルタ、又は「PF」と略記
する)F1が介装されている。そして、前記第2の分岐
管7には、上流側に第2の切替え弁V2が、下流側に第
2の「PF」F2が介装されている。
In the first branch pipe 6, a first switching valve V1 is provided on the upstream side, and a first particulate filter "PF" is provided on the downstream side. The processing device is simply a filter, or abbreviated as "PF") F1 is interposed. The second branch pipe 7 is provided with a second switching valve V2 on the upstream side and a second "PF" F2 on the downstream side.

【0016】前記第1の「PF」F1には、「PF」を
構成する第1のケーシングFa1の上流側に第1の電気
ヒータFh1を、下流側に第1のフィルタ本体Ff1を
内装している。又、前記第2の「PF」F2には、「P
F」を構成する第2のケーシングFa2の上流側に第2
の電気ヒータFh2を、下流側に第2のフィルタ本体F
f2を内装している。
In the first "PF" F1, a first electric heater Fh1 is installed on the upstream side of a first casing Fa1 forming the "PF", and a first filter body Ff1 is installed on the downstream side. There is. Further, the second "PF" F2 has "P
The second casing Fa2 constituting the F "is provided with a second upstream side.
The electric heater Fh2 of the second filter main body F on the downstream side.
The interior of f2.

【0017】エンジン1にはエンジン回転数を検出する
エンジン回転センサSnと、過給圧センサSaと、エン
ジン冷却水が循環する冷却系10にエンジン冷却水温度
検出手段である冷却水温度センサTwとが介装されてい
る。
The engine 1 has an engine rotation sensor Sn for detecting an engine speed, a supercharging pressure sensor Sa, and a cooling water temperature sensor Tw as an engine cooling water temperature detecting means in a cooling system 10 in which engine cooling water circulates. Is installed.

【0018】又、エンジン1の吸気系12には吸気を温
める(暖気する)吸気用エアヒータ14が介装され、該
エアヒータ14への通電を中継するエアヒータリレー1
6を含む制御回路15が設けられている。尚、図中符号
Lは配線(電源ライン又は信号ライン)を示す。
Further, an intake air heater 14 for warming (heating) the intake air is provided in an intake system 12 of the engine 1, and an air heater relay 1 for relaying energization to the air heater 14 is provided.
A control circuit 15 including 6 is provided. In addition, the symbol L in the drawing indicates a wiring (power supply line or signal line).

【0019】前記第1及び第2のフィルタ本体Ff1、
Ff2の直前にはフィルタ前の排気温度を検出する第1
及び第2の排気温度センサ(請求項1、請求項3では排
気温度検出手段:以降、排気温度検出手段を排気温度セ
ンサと言う)T1、T2が介装されている。
The first and second filter bodies Ff1,
Immediately before Ff2, the first to detect the exhaust temperature before the filter
And a second exhaust gas temperature sensor (in claim 1 and claim 3, the exhaust gas temperature detecting means: hereinafter, the exhaust gas temperature detecting means is referred to as an exhaust gas temperature sensor) T1 and T2.

【0020】更に、前記分岐部5にはフィルタ上流圧を
検出する検出手段である圧力センサSpが取付けられて
いる。
Further, a pressure sensor Sp which is a detecting means for detecting the filter upstream pressure is attached to the branch portion 5.

【0021】そして各センサSn、Sa、T1、T2、
Sp及びエアヒータリレー16は共に入力信号ラインL
iによって制御手段であるPFコントローラ9に接続され
ている。
The sensors Sn, Sa, T1, T2,
Both Sp and the air heater relay 16 are input signal lines L
It is connected to the PF controller 9 which is a control means by i.

【0022】前記第1及び第2の切替え弁V1、V2
は、第1、第2のエアシリンダC1、C2によって開閉
作動する。
The first and second switching valves V1 and V2
Is opened and closed by the first and second air cylinders C1 and C2.

【0023】前記第1、第2のエアシリンダC1、C2
は夫々エアラインLa1、La2によって第1、第2の
電磁弁SV1、SV2に接続され、図示しないエア供給
源から圧縮エアの供給を受ける。
The first and second air cylinders C1 and C2
Are connected to the first and second solenoid valves SV1 and SV2 by air lines La1 and La2, respectively, and receive compressed air from an air supply source (not shown).

【0024】前記第1のソレノイド弁SV1、第2の電
磁弁SV2は出力信号ラインLoによって前記PFコン
トローラ9に接続されている。
The first solenoid valve SV1 and the second solenoid valve SV2 are connected to the PF controller 9 by an output signal line Lo.

【0025】又、前記第1の電気ヒータFh1及び第2
の電気ヒータFh2は、前記PFコントローラ9を介し
てバッテリ30の電力、又はエンジン1によって駆動さ
れるジェネレータ20で発電された電力を電力供給ライ
ンLe、Ldによって供給される。
Further, the first electric heater Fh1 and the second electric heater Fh1
The electric heater Fh2 is supplied with the electric power of the battery 30 via the PF controller 9 or the electric power generated by the generator 20 driven by the engine 1 through the electric power supply lines Le and Ld.

【0026】ここで、前記吸気用エアヒータ14の制御
回路について図2を用いて簡単に説明する。吸気用エア
ヒータ14は当該排気処理装置の制御用とは別のエンジ
ン全体を制御するエンジンコントロールユニット18に
よって制御される。即ち、エンジンコントロールユニッ
ト18はキースイッチ19の操作により、前述の冷却水
温度センサTwの温度情報に基づき、エアヒータリレー
16のコイル16aを励磁してジェネレータ20のB
“端子、又はバッテリ30の電力を吸気用エアヒータ1
4に通電・中継するように制御する。尚、図1と図2に
おいて同符号は同じユニット(部品)を示す。
The control circuit of the intake air heater 14 will be briefly described with reference to FIG. The intake air heater 14 is controlled by an engine control unit 18 for controlling the entire engine, which is different from the one for controlling the exhaust treatment device. That is, the engine control unit 18 operates the key switch 19 to excite the coil 16a of the air heater relay 16 on the basis of the temperature information of the cooling water temperature sensor Tw described above, and the B of the generator 20 is excited.
“Air heater 1 for intake of electric power from terminals or battery 30
Control to energize and relay to No. 4. 1 and 2 indicate the same unit (component).

【0027】図3は、吸気用エアヒータの作動タイミン
グチャートである。キースイッチ19を入れた(ON)
状態ではエアヒータリレー16は接続状態となり(Tp
で示す区間でプレヒートの状態)、エンジンを起動させ
(ST:この時も30秒以内でのリレー出力有り)、エ
ンジンはアイドル回転以上まで上昇する。アイドル回転
以上の区間TAにおいてリレーは繋がった状態、即ちア
フターヒート状態となって吸気用エアを暖気することと
なる。尚、暖気時間TAは冷却水温Twに応じて、自動
的に増減される。
FIG. 3 is an operation timing chart of the intake air heater. The key switch 19 is turned on (ON)
In the state, the air heater relay 16 is in the connected state (Tp
In the section shown by (1), the engine is started (ST: relay output within 30 seconds also at this time), and the engine rises to idle speed or more. In the section TA that is equal to or more than the idle rotation, the relay is in a connected state, that is, in the afterheat state, and the intake air is warmed up. The warm-up time TA is automatically increased / decreased according to the cooling water temperature Tw.

【0028】次に、図4を参照して第1実施形態のメイ
ン制御ルーチンについて説明する。スタート(電源O
N)後、ステップS0において初期設定を行う(フラッ
グ下す)。
Next, the main control routine of the first embodiment will be described with reference to FIG. Start (power supply O
After N), initial setting is performed (flag down) in step S0.

【0029】ステップS1において、PFコントローラ
9は各検出手段Sn、Sa、T1、T2、Sp及びヒー
タリレー16からのデータであるパラメータを読込み、
ステップS2に進む。
In step S1, the PF controller 9 reads the parameters, which are data from the detection means Sn, Sa, T1, T2, Sp and the heater relay 16,
Go to step S2.

【0030】ステップS2では、PFコントローラ9は
エラー又は異常が発生しているか否かを判断して、発生
している場合(ステップS2のYES)は、ステップS
3に進み、発生していなければ(NO)、ステップS5
に進む。
In step S2, the PF controller 9 determines whether or not an error or abnormality has occurred, and if it has occurred (YES in step S2), step S2 is executed.
3. If it has not occurred (NO), go to step S5.
Proceed to.

【0031】ステップS3ではPFコントローラ9は、
エラー表示を行い、警告を例えば図示しないアラームを
作動させることで行い、次のステップS4に進む。ステ
ップS4では、PFの電気ヒータFh1(又は、Fh
2)への通電を遮断してステップS1に戻る。
In step S3, the PF controller 9
An error is displayed and a warning is given, for example, by activating an alarm (not shown), and the process proceeds to the next step S4. In step S4, the PF electric heater Fh1 (or Fh
The power supply to 2) is cut off and the process returns to step S1.

【0032】ステップS5では、PFコントローラ9
は、エンジン回転センサSnからの情報に基づき、エン
ジンが回転中であるか否かを判断する。回転中であれば
(ステップS5のYES)、ステップS6に進み、回転
中でない場合(ステップS5のNO)は、前述のステッ
プS4以降の制御を行う。
In step S5, the PF controller 9
Determines whether the engine is rotating based on the information from the engine rotation sensor Sn. If it is rotating (YES in step S5), the process proceeds to step S6. If it is not rotating (NO in step S5), the control in step S4 and subsequent steps is performed.

【0033】ステップS6では、ヒータリレー16から
の信号に基づき、吸気用エアヒータ14に通電中か否か
を判断して、通電中であれば(ステップS6のYE
S)、前述のステップS4以降の制御を行い、通電中で
なければ(ステップS6のNO)、ステップS7に進
む。
In step S6, it is judged based on a signal from the heater relay 16 whether or not the intake air heater 14 is energized, and if energized (YE in step S6).
S), the control after the above-mentioned step S4 is performed, and when the power is not being supplied (NO in step S6), the process proceeds to step S7.

【0034】ステップS7では、フラッグ有無により、
PFが暖機(ウォーミングアップ)中であるか否かを判
断して、暖機中であれば(ステップS7のYES)、ス
テップS8の暖機運転を続行し、暖機中でない場合は
(ステップS7のNO)、ステップS9に進む。
At step S7, depending on the presence or absence of the flag,
It is determined whether or not the PF is warming up (warming up). If it is warming up (YES in step S7), the warming up operation in step S8 is continued, and if it is not warming up (step S7). NO), the process proceeds to step S9.

【0035】ステップS9では、PFコントローラ9
は、フラッグ有無により「PF」F1(又は、F2)に
おいてフィルタ本体Ff1(又はFf2)が再生中であ
るか否かを判断する。再生中であれば(ステップS9の
YES)、PF再生運転にセット(ステップS10)し
て制御を終了する。又、再生中でない場合(ステップS
9のNO)は、捕集運転にセット(ステップS11)し
て制御はステップS1に戻る。
In step S9, the PF controller 9
Determines whether or not the filter body Ff1 (or Ff2) is being regenerated in the "PF" F1 (or F2) depending on the presence or absence of the flag. If regeneration is in progress (YES in step S9), the PF regeneration operation is set (step S10), and the control ends. If it is not being played (step S
No of 9) sets to collection operation (step S11), and control returns to step S1.

【0036】その様な構成及び制御方法を有する第1実
施形態の内燃機関の排気処理装置によれば、吸気用エア
ヒータ14に通電中は、必ずPFの電気ヒータFh1、
Fh2は通電が遮断される様に制御されるので、過剰通
電(過剰放電)は起こり得ず、従って、ジェネレータ2
0、及びバッテリ30の延命・保護が出来る。また、各
種のセンサ類Sn、Sa、T1、T2、Spが異常とな
った際に、前記電気ヒータFh1、Fh2を非通電にす
るフェールセーフ機能を有しているので、異常が発生し
た場合でも「PF」F1、F2の破損を防止出来る。
According to the exhaust treatment system of the internal combustion engine of the first embodiment having such a configuration and control method, the electric heater Fh1 of the PF is indispensable while the intake air heater 14 is energized.
Since Fh2 is controlled so that the energization is cut off, over-energization (over-discharging) cannot occur, and therefore the generator 2
0 and the battery 30 can be extended and protected. Further, since it has a fail-safe function of de-energizing the electric heaters Fh1 and Fh2 when the various sensors Sn, Sa, T1, T2, Sp become abnormal, even when an abnormality occurs. "PF" F1 and F2 can be prevented from being damaged.

【0037】次は、図5を用い、図1中のサブルーチン
である捕集運転の制御を説明する。ステップS21にお
いてPFコントローラ9は、ヒータリレー16からの信
号に基づき、吸気用エアヒータ14に第1の所定時間
(T秒)以上通電したか否かを判断する。所定時間
(T秒)以上通電した場合(ステップS21のYE
S)は、低温始動後と見なし、ステップS22に進み、
第1の所定時間(T秒)以上通電しない場合(ステッ
プS21のYES)は、低温始動後でないと見なし、ス
テップS24まで進む。ここで、吸気用エアヒータ14
の制御に関しては前述した様に、エンジンコントロール
ユニット(図2の符号18)が独自に制御を行ってお
り、ステップS21では単にエアヒータの通電時間(図
3中のTA)を判断するのみである。
Next, the control of the collection operation, which is a subroutine in FIG. 1, will be described with reference to FIG. In step S21, the PF controller 9 determines, based on a signal from the heater relay 16, whether or not the intake air heater 14 has been energized for a first predetermined time (T 0 seconds) or more. When energized for a predetermined time (T 0 seconds) or more (YE in step S21)
S) is regarded as after the low temperature start, and the process proceeds to step S22,
When the power is not supplied for the first predetermined time (T 0 seconds) or more (YES in step S21), it is considered not after the low temperature start, and the process proceeds to step S24. Here, the intake air heater 14
As described above, the engine control unit (reference numeral 18 in FIG. 2) independently controls the above-mentioned control. In step S21, the energization time of the air heater (TA in FIG. 3) is simply determined.

【0038】ステップS22では、PFコントローラ9
は、エアヒータ通電後(通電を切られてから)第2の所
定時間(T分)が経過したか否かを判断する。ここ
で、吸気用エアヒータ14への通電終了(図3のTA)
後、「PF」F1、F2の内の何れかが暖機運転され、
第2の所定時間(T分)が経過していない場合(ステ
ップS22のNO)、即ち経過するまでは、「PF」の
暖機運転(ステップS23)を続ける。(図3中のT
の区間)また、第2の所定時間(T分)が経過した場
合(ステップS22のYES)は、PFの暖機終了と見
なし、ステップS24に進む。
In step S22, the PF controller 9
Determines whether or not a second predetermined time (T B minutes) has elapsed after the air heater has been energized (after being de-energized). At this point, the energization of the intake air heater 14 is completed (TA in FIG. 3).
After that, one of "PF" F1 and F2 is warmed up,
If the second predetermined time (T B min) has not elapsed (NO in step S22), and namely until passage, continued warming up "PF" (step S23). (T B in FIG. 3
Interval) When the second predetermined time (T B min) has elapsed (YES in step S22) considers the warm-up completion of the PF, the flow proceeds to step S24.

【0039】ステップS24においてPFコントローラ9
は、PMの詰まり量が所定値を超えているか否かを判断
する。所定値(閾値)を越えていれば(ステップS24
のYES)、ステップS27に進み、超えていなければ
(ステップS24のNO)、ステップS25に進む。
In step S24, the PF controller 9
Determines whether the clogging amount of PM exceeds a predetermined value. If it exceeds the predetermined value (threshold value) (step S24)
YES), the process proceeds to step S27, and if not exceeded (NO in step S24), the process proceeds to step S25.

【0040】ステップS25においてPFコントローラ
9は、前記圧力センサSpからの情報に基づき、フィル
タ本体Ff1(又はFf2)の圧損が所定値(閾値)を
超えているか否かを判断する。超えていれば(ステップ
S25のYES)、ステップS27に進み、超えていな
ければ(ステップS25のNO)、ステップS26に進
む。
In step S25, the PF controller 9 determines whether the pressure loss of the filter body Ff1 (or Ff2) exceeds a predetermined value (threshold value) based on the information from the pressure sensor Sp. If it exceeds (YES in step S25), the process proceeds to step S27, and if not (NO in step S25), the process proceeds to step S26.

【0041】ここで、所定値(閾値)とは、登坂時や高
速・高負荷時等排圧が高くなると燃費が悪化するが、こ
のような場合の圧損の値を示す。
Here, the predetermined value (threshold value) refers to a value of pressure loss in such a case that the fuel consumption deteriorates when the exhaust pressure becomes high, such as when climbing a hill or at a high speed / high load.

【0042】ステップS26では、PFコントローラ9
は、捕集運転継続時間が所定値を超えているか否かを判
断し、超えていれば(ステップS26のYES)、ステ
ップS27に進み、超えていなければ(ステップS25
のNO)、ステップS29に進む。尚、ステップS26
は例えば、排気流量、圧力が低く、検出精度が低い領
域、即ち煤が溜まっていることが検出し難い領域で運転
する場合等に有効となるよう、所定値(閾値)は例えば
3時間程度とするのがよい。
In step S26, the PF controller 9
Determines whether or not the collection operation duration time exceeds a predetermined value, and if it exceeds (YES in step S26), the process proceeds to step S27, and if not (step S25).
NO), the process proceeds to step S29. Incidentally, step S26
For example, the predetermined value (threshold value) is, for example, about 3 hours so that it is effective when operating in a region where exhaust flow rate and pressure are low and detection accuracy is low, that is, where soot accumulation is difficult to detect. Good to do.

【0043】ステップS27においてPFコントローラ
9は、前記第1の切替えバルブV1或いは第2の切替え
バルブV2が開いている場合には閉鎖する様に切替える
(開いていなければそのままの状態を維持する)。そし
てステップS28に進み、「PF」F1又はF2を再生
運転(図6の再生運転サブルーチン)にセットする。
In step S27, the PF controller 9 switches to close the first switching valve V1 or the second switching valve V2 if it is open (if it is not open, maintains the same state). Then, in step S28, "PF" F1 or F2 is set in the regeneration operation (regeneration operation subroutine of FIG. 6).

【0044】ステップS29では、PFコントローラ9
は、PFの電気ヒータFh1又はFh2への通電を遮断
して、制御は元に戻る。
In step S29, the PF controller 9
Shuts off the power supply to the electric heater Fh1 or Fh2 of the PF, and the control returns to the original.

【0045】このような制御を行う第1実施形態の内燃
機関の排気処理装置によれば、吸気用エアヒータ14と
PFの電気ヒータへの同時通電は行われないので、した
がって、ジェネレータ20、及びバッテリ30の延命・
保護が出来る。
According to the exhaust treatment system of the internal combustion engine of the first embodiment which performs such control, the intake air heater 14 and the electric heater of the PF are not simultaneously energized, so that the generator 20 and the battery are not energized. 30 life extension
Can be protected.

【0046】また、圧力検出手段Sp、Saと、エンジ
ン回転数検出手段Snとの出力信号に基づいて、フィル
タのPMの詰まり量を推定計算し、PM詰まり量が所定
値以上の場合に、前記切替え弁V1又はV2を閉鎖し、
フィルタを再生運転する様に切替え、PMの詰まり量が
所定値以上でない場合は、前記電気ヒータFh1又はF
h2を非通電にするように制御するので、PMの過捕集
によるフィルタF1、F2の損傷を防止出来る。
Further, the clogging amount of PM in the filter is estimated and calculated based on the output signals of the pressure detecting means Sp and Sa and the engine speed detecting means Sn. Close the switching valve V1 or V2,
The filter is switched to the regenerating operation, and when the clogging amount of PM is not more than the predetermined value, the electric heater Fh1 or Fh
Since h2 is controlled so as not to be energized, it is possible to prevent damage to the filters F1 and F2 due to excessive trapping of PM.

【0047】次に、図6を用い、図1中のサブルーチン
である「PF」再生運転の制御を説明する。
Next, the control of the "PF" regeneration operation, which is the subroutine in FIG. 1, will be described with reference to FIG.

【0048】ステップS31において、閉弁中のPFの
上流温度を前記温度センサT1又はT2によって検出
し、次のステップS32において、PFコントローラ9
は検出された温度に応じて閉弁中のPFの電気ヒータの
電流値をデューティ制御する。
In step S31, the upstream temperature of the PF during valve closing is detected by the temperature sensor T1 or T2, and in the next step S32, the PF controller 9
Duty-controls the current value of the electric heater of the PF during valve closing according to the detected temperature.

【0049】次のステップS33において、PFコント
ローラ9は「再生中」のフラッグを立て、信号を出力し
て次のステップS34に進む。
In the next step S33, the PF controller 9 sets a "reproducing" flag, outputs a signal, and proceeds to the next step S34.

【0050】ステップS34ではPFコントローラ9
は、再生の経過時間が第1の設定値を超えたか否かを判
断する。第1の所定値を超えていれば(ステップS34
のYES)、ステップS35に進み、電気ヒータFh1
又はFh2への通電を遮断して制御は元に戻る。第1の
設定値を超えていなければ(ステップS34のNO)、
ステップS32に戻る。
In step S34, the PF controller 9
Determines whether or not the elapsed playback time exceeds the first set value. If it exceeds the first predetermined value (step S34)
YES), the process proceeds to step S35, and the electric heater Fh1
Alternatively, the power supply to Fh2 is cut off, and the control returns to the original. If the first set value is not exceeded (NO in step S34),
It returns to step S32.

【0051】ここで、第1の設定値とは、通常の走行に
おけるフィルタ再生の所要時間(フィルタへの通電時
間)で、例えば40分に設定してある。
Here, the first set value is the time required for filter regeneration during normal running (time for energizing the filter), and is set to 40 minutes, for example.

【0052】このような制御を行う第1実施形態の内燃
機関の排気処理装置によれば、「PF」F1、F2上流
の温度に応じてヒータFh1、Fh2の電流をデューテ
ィ制御するので、消費電力を最小限に押さえ、且、過加
熱によるフィルタ本体の溶損を防ぐことが出来る。
According to the exhaust gas treatment apparatus for the internal combustion engine of the first embodiment which performs such control, the current of the heaters Fh1 and Fh2 is duty-controlled in accordance with the temperature upstream of the "PF" F1 and F2, so that the power consumption is reduced. It is possible to keep the temperature to a minimum and prevent melting damage of the filter body due to overheating.

【0053】次に、図7を用い、図1中のサブルーチン
である「PF」暖機運転の制御を説明する。
Next, the control of the "PF" warm-up operation which is the subroutine in FIG. 1 will be described with reference to FIG.

【0054】ステップS41において、閉弁中のPFの
上流温度を温度センサによって検出し、次のステップS
42において、PFコントローラ9は検出された温度に
応じて閉弁中のPF電気ヒータの電流値をデューティ制
御する。
In step S41, the upstream temperature of the PF during valve closing is detected by the temperature sensor, and in the next step S41.
At 42, the PF controller 9 duty-controls the current value of the PF electric heater during valve closing according to the detected temperature.

【0055】ステップS43に進み、PFコントローラ
9は「暖機中」のフラッグを立てると共に、信号を出力
し、次のステップS44ではPFコントローラ9は、暖
機の経過時間が第2の所定値(例えば5分)を超えたか
否かを判断する。第2の設定値を超えていれば(ステッ
プS44のYES)、ステップS45に進み、電気ヒー
タFh1又はFh2への通電を遮断してステップS46
に進む。
In step S43, the PF controller 9 sets the "warm-up" flag and outputs a signal, and in the next step S44, the PF controller 9 sets the warm-up elapsed time to the second predetermined value ( For example, it is determined whether it has exceeded 5 minutes. If it exceeds the second set value (YES in step S44), the process proceeds to step S45, the power supply to the electric heater Fh1 or Fh2 is cut off, and the process proceeds to step S46.
Proceed to.

【0056】ステップS46では、当該切替え弁を開放
に切替えて制御は元に戻る。
In step S46, the switching valve is switched to open and the control returns to the original.

【0057】第2の設定値を超えていなければ(ステッ
プS34のNO)、ステップS42に戻る。
If it does not exceed the second set value (NO in step S34), the process returns to step S42.

【0058】このような制御を行う第1実施形態の内燃
機関の排気処理装置によれば、閉弁中のPF上流の温度
に応じて当該電気ヒータの電流をデューティ制御するの
で、消費電力を最小限に押さえ、且、過加熱によるフィ
ルタ本体の溶損を防ぐことが出来る。
According to the exhaust treatment system of the internal combustion engine of the first embodiment which performs such control, the electric current of the electric heater is duty controlled according to the temperature of the PF upstream while the valve is closed, so that the power consumption is minimized. It is possible to prevent the filter body from being melted and damaged due to overheating.

【0059】次に、図8〜図15を参照して第2実施形
態を説明する。図8の第2実施形態の構成は、図1の第
1実施形態の構成に対して、以下の点が異なり、その他
は実質的に同じであり、異なる点についてのみ説明す
る。尚、同様の部品、ユニットに対しては同じ符号を付
す。
Next, the second embodiment will be described with reference to FIGS. The configuration of the second embodiment of FIG. 8 is different from the configuration of the first embodiment of FIG. 1 in the following points, and is substantially the same in other respects, and only the different points will be described. The same parts and units are designated by the same reference numerals.

【0060】即ち、図8(図1)の前記分岐部5と前記
テールパイプ8との間で、前記第1及び第2の分岐管
6、7に平行なバイパス管Bが分岐部5とテールパイプ
8を接続している。該バイパス管Bの分岐管5側にはバ
イパス弁Vbが介装され、該バイパス弁Vbはバイパス
用エアシリンダCbによって開閉作動する。該バイパス
用エアシリンダCbはエアラインLabによってバイパ
ス用電磁弁Sbに接続され、図示しないエア供給源から
エアの供給を受ける。そして、バイパス用電磁弁Sbは
出力信号ラインLoによってPFコントローラ9に接続
されている。
That is, between the branch portion 5 and the tail pipe 8 in FIG. 8 (FIG. 1), the bypass pipe B parallel to the first and second branch pipes 6 and 7 is provided with the branch portion 5 and the tail pipe 8. The pipe 8 is connected. A bypass valve Vb is provided on the side of the branch pipe 5 of the bypass pipe B, and the bypass valve Vb is opened / closed by a bypass air cylinder Cb. The bypass air cylinder Cb is connected to the bypass solenoid valve Sb by an air line Lab and receives supply of air from an air supply source (not shown). The bypass solenoid valve Sb is connected to the PF controller 9 via the output signal line Lo.

【0061】図9は、第2実施形態におけるエアヒータ
制御回路図の1実施例を示し、図10はその他の例を示
す。図9と図10との相違点は、図9においてはヒータ
リレー16が一つに対して図10では二つ有り、図10
によればヒータの出力が図11の如く2段階に切替えら
れる。
FIG. 9 shows one example of the air heater control circuit diagram in the second embodiment, and FIG. 10 shows another example. The difference between FIG. 9 and FIG. 10 is that there is one heater relay 16 in FIG. 9 and two heater relays 16 in FIG.
According to the method, the output of the heater is switched in two steps as shown in FIG.

【0062】又、図10ではエアヒータ16からPFコ
ントローラ9への信号ラインがA又はBの箇所に設けて
あり、図11の作動タイミングチャートで同記号(A又
はB)で示す位置がエアヒータ通電終わりとみなされ
る。即ち、タイミングチャートでA又はB点からC点ま
でが、PF暖機運転の範囲となる。
Further, in FIG. 10, the signal line from the air heater 16 to the PF controller 9 is provided at the position A or B, and the position indicated by the same symbol (A or B) in the operation timing chart of FIG. Is regarded as That is, the range from point A or B to point C in the timing chart is the PF warm-up operation range.

【0063】次に、図12を用い、図8をも参照して第
2実施形態のメイン制御ルーチンについて説明する。ス
テップS51において、PFコントローラ9は前記バイ
パス用電磁弁Sbを介して、(バイパス用電磁弁Sbに
通電することによって開弁し、エアを流し、以ってバイ
パス用エアシリンダCbを作動することにより)前記バ
イパス弁Vbを閉じる。
Next, the main control routine of the second embodiment will be described with reference to FIG. 12 and also with reference to FIG. In step S51, the PF controller 9 opens the valve by energizing the bypass solenoid valve Sb via the bypass solenoid valve Sb to allow air to flow, thereby operating the bypass air cylinder Cb. ) The bypass valve Vb is closed.

【0064】次のステップS52において、PFコント
ローラ9は各検出手段Sn、Sa、T1、T2、Sp及
びヒータリレー16からのデータであるパラメータを読
込み、ステップS53に進む。
In the next step S52, the PF controller 9 reads the parameters which are the data from the respective detecting means Sn, Sa, T1, T2, Sp and the heater relay 16, and proceeds to step S53.

【0065】ステップS53では、PFコントローラ9
はエラー又は異常が発生しているか否かを判断して、発
生している場合(ステップS53のYES)は、ステッ
プS54に進み、発生していなければ(NO)、ステッ
プS57に進む。
In step S53, the PF controller 9
Judges whether or not an error or abnormality has occurred, and if it has occurred (YES in step S53), the process proceeds to step S54, and if not (NO), the process proceeds to step S57.

【0066】ステップS54ではPFコントローラ9
は、エラー表示を行い、警告を例えば図示しないアラー
ムを作動させることで行い、次のステップS55に進
む。ステップS55では、当該PFヒータ、又は全ての
ヒータへの通電を遮断してステップS56に進む。
In step S54, the PF controller 9
Displays an error and gives a warning by, for example, activating an alarm (not shown), and proceeds to the next step S55. In step S55, the power supply to the PF heater or all the heaters is cut off, and the process proceeds to step S56.

【0067】ステップS56では、例えばバイパス用電
磁弁Sbへの通電を遮断することによって供給エアが遮
断され、ノーマルオープンのバイパス弁Vbが閉じて制
御はステップS52に戻る。
In step S56, the supply air is shut off by, for example, shutting off the power supply to the bypass solenoid valve Sb, the normally open bypass valve Vb is closed, and the control returns to step S52.

【0068】ステップS57では、PFコントローラ9
は、エンジン回転センサSnからの情報に基づき、エン
ジンが回転中であるか否かを判断する。回転中であれば
(ステップS57のYES)、ステップS58に進み、
回転中でない場合(ステップS7のNO)は、前述のス
テップS55以降の制御を行う。
In step S57, the PF controller 9
Determines whether the engine is rotating based on the information from the engine rotation sensor Sn. If it is rotating (YES in step S57), the process proceeds to step S58,
If it is not rotating (NO in step S7), the control in step S55 and subsequent steps is performed.

【0069】ステップS58では、エアヒータリレー1
6からの信号に基づき、吸気用エアヒータ14に通電し
ているか否かを判断して、通電していれば(ステップS
58のYES)、前述のステップS55以降の制御を行
い、通電していなければ(ステップS55のNO)、ス
テップS59に進む。
In step S58, the air heater relay 1
Based on the signal from 6, it is determined whether or not the intake air heater 14 is energized, and if it is energized (step S
(YES in 58), the control in step S55 and subsequent steps is performed, and if the power is not supplied (NO in step S55), the process proceeds to step S59.

【0070】ステップS59では、フラッグの有無によ
り、PFが暖機中であるか否かを判断して、暖機中であ
れば(ステップS59のYES)、ステップS60に進
み、暖機中でないのであれば(ステップS59のN
O)、ステップS61に進む。ステップS60では、P
Fを暖機運転のまま維持する。
In step S59, it is determined whether or not the PF is warming up based on the presence / absence of the flag. If the PF is warming up (YES in step S59), the process proceeds to step S60, and it is not warming up. If there is (step S59 N
O), and proceeds to step S61. In step S60, P
Keep F warmed up.

【0071】ステップS61では、PFコントローラ9
は、フラッグの有無により、「PF」F1(又は、F
2)を再生中であるか否かを判断する。再生中であるの
であれば(ステップS61のYES)、ステップS62
においてPF再生運転を維持して制御はステップS52
に戻る。又、再生中でない場合(ステップS61のN
O)は、捕集運転(ステップS63)を維持して制御は
ステップS52に戻る。
In step S61, the PF controller 9
Depending on the presence / absence of the flag, "PF" F1 (or F
It is determined whether or not 2) is being reproduced. If it is being reproduced (YES in step S61), step S62.
In step S52, control is performed while maintaining the PF regeneration operation.
Return to. If not being reproduced (N in step S61)
O) maintains the collection operation (step S63), and the control returns to step S52.

【0072】その様な構成及び制御方法を有する第2実
施形態の内燃機関の排気処理装置によれば、吸気用エア
ヒータ14に通電中は、必ずPFの電気ヒータFh1、
Fh2は通電が遮断される様に制御されるので、過剰通
電(過剰放電)は起こり得ず、従って、ジェネレータ2
0、及びバッテリ30の延命・保護が出来る。また、各
種のセンサ類Sn、Sa、T1、T2、Spが異常とな
った際に、電気ヒータを非通電にすることに加え、バイ
パス弁Vbも開弁され、排気系4の閉塞が回避されるの
で、異常が発生した場合でも「PF」F1、F2の破損
を防止出来る。
According to the exhaust treatment system of the internal combustion engine of the second embodiment having such a configuration and control method, the electric heater Fh1 of the PF must be always operated while the intake air heater 14 is energized.
Since Fh2 is controlled so that the energization is cut off, over-energization (over-discharging) cannot occur, and therefore the generator 2
0 and the battery 30 can be extended and protected. In addition, when the various sensors Sn, Sa, T1, T2, Sp become abnormal, in addition to de-energizing the electric heater, the bypass valve Vb is also opened to prevent the exhaust system 4 from being blocked. Therefore, even if an abnormality occurs, it is possible to prevent damage to the “PF” F1 and F2.

【0073】図13の第2実施形態であるバイパス管B
を有する場合の捕集運転の制御に関しては、図5の第1
実施形態と概略同様の制御であり以降の説明を省略す
る。
Bypass pipe B according to the second embodiment of FIG.
Regarding the control of the collection operation in the case of having
The control is substantially the same as that of the embodiment, and the subsequent description will be omitted.

【0074】次に、図14を用い、図8中のサブルーチ
ンであるバイパス管Bを有する場合のフィルタ再生運転
制御に関して説明する。ステップS81において、フィ
ルタ圧損が第2の所定値(閾値2)よりも大きいか否か
を判断している。ここで、第2の所定値とは、第1のフ
ィルタF1及び第2のフィルタF2の双方、又は第1、
第2のフィル他の何れか一方が捕集の限界に近い(第1
の所定値よりも危険度が高い)圧損の値である。
Next, the filter regeneration operation control in the case of having the bypass pipe B which is the subroutine in FIG. 8 will be described with reference to FIG. In step S81, it is determined whether the filter pressure loss is larger than the second predetermined value (threshold value 2). Here, the second predetermined value means both the first filter F1 and the second filter F2, or the first and second filters F1 and F2.
Either the second fill or the other is close to the limit of collection (first
Is higher than the predetermined value of).

【0075】次のステップS82において、バイパス弁
Vbを開き、次のステップS83に進む。ステップS8
3では、PFコントローラ9は、温度センサT1又はT
2から得たフィルタ本体Ff1又はFf2上流の温度に
応じて閉弁中のPF側の電気ヒータの電流値をデューテ
ィ制御し、ステップS84において「ヒータに通電中」
のフラッグを立てると共に、信号を出力する。尚、「ヒ
ータに通電中」のサインは図示しない表示手段によって
表示することが好ましい。
In the next step S82, the bypass valve Vb is opened and the process proceeds to the next step S83. Step S8
3, the PF controller 9 uses the temperature sensor T1 or T
The current value of the electric heater on the PF side during valve closing is duty-controlled in accordance with the temperature upstream of the filter body Ff1 or Ff2 obtained from No. 2, and "heater is energized" in step S84.
The flag is set and the signal is output. Incidentally, it is preferable to display the sign "energizing the heater" by a display means (not shown).

【0076】次のステップS85において、PFコント
ローラ9は再生の経過時間が第1の設定値を超えたか否
かを判断する。第1の所定値を超えていれば(ステップ
S85のYES)、ステップS86に進み、第1の設定
値を超えていなければ(ステップS85のNO)、ステ
ップS81に戻る。
In the next step S85, the PF controller 9 determines whether or not the elapsed playback time exceeds the first set value. If it exceeds the first predetermined value (YES in step S85), the process proceeds to step S86, and if it does not exceed the first set value (NO in step S85), the process returns to step S81.

【0077】ステップS86では、PFコントローラ9
は当該電気ヒータへの通電を遮断して、前記バイパス用
電磁弁Sbに通電することにより該電磁弁Sbを介して
エアがバイパス弁作動用エアシリンダCbを作動させバ
イパス弁Vbを閉じ(ステップS87)制御は元に戻
る。
In step S86, the PF controller 9
De-energizes the electric heater and energizes the bypass solenoid valve Sb, whereby air operates the bypass valve actuation air cylinder Cb through the solenoid valve Sb to close the bypass valve Vb (step S87). ) Control returns.

【0078】ここで、第1の設定値とは、通常の走行に
おけるフィルタ再生の所要時間(フィルタへの通電時
間)で、例えば40分に設定してある。
Here, the first set value is the time required for filter regeneration during normal running (time for energizing the filter), and is set to, for example, 40 minutes.

【0079】このような制御を行う第7実施形態の内燃
機関の排気処理装置によれば、「PF」F1、F2上流
の温度に応じてヒータFh1、Fh2の電流をデューテ
ィ制御するので、消費電力を最小限に押さえ、且、過加
熱によるフィルタ本体の溶損を防ぐことが出来る。
According to the exhaust treatment system of the internal combustion engine of the seventh embodiment which performs such control, the current of the heaters Fh1 and Fh2 is duty-controlled in accordance with the temperature upstream of the "PF" F1 and F2, so that the power consumption is reduced. It is possible to keep the temperature to a minimum and prevent melting damage of the filter body due to overheating.

【0080】次に、図15を用い、図8中のサブルーチ
ンである「PF」暖機運転の制御を説明する。ステップ
S91において、バイパス弁を開き、全てのPF切替え
弁を閉じ、(温度センサT1またはT2によってフィル
タ本体Ff1又はFf2上流の温度を検出し、)次のス
テップS92に進む。
Next, the control of the "PF" warm-up operation which is the subroutine in FIG. 8 will be described with reference to FIG. In step S91, the bypass valve is opened, all PF switching valves are closed, and the temperature upstream of the filter body Ff1 or Ff2 is detected by the temperature sensor T1 or T2, and the process proceeds to the next step S92.

【0081】ステップS92において、PFコントロー
ラ9は検出された温度に応じて電気ヒータFh1、Fh
2の電流値を順次デューティ制御し、ステップS93に
進み、PFコントローラ9は「ヒータ通電中」のフラッ
グを立てると共に、必要に応じて外部に信号を出力す
る。
In step S92, the PF controller 9 determines the electric heaters Fh1 and Fh according to the detected temperature.
The current value of No. 2 is sequentially duty-controlled, and the process proceeds to step S93, where the PF controller 9 sets a "heater energized" flag and outputs a signal to the outside as necessary.

【0082】次のステップS94では、PFコントロー
ラ9は、ヒータリレー16からの信号により暖機(ヒー
タ通電)の経過時間が第2の設定値(例えば5分)を超
えたか否かを判断する。第2の設定値を超えていれば
(ステップS94のYES)、ステップS95に進み、
第2の設定値を超えていなければ(ステップS94のN
O)、ステップS92に戻る。
In the next step S94, the PF controller 9 determines whether or not the elapsed time of warming up (heater energization) exceeds the second set value (for example, 5 minutes) based on the signal from the heater relay 16. If it exceeds the second set value (YES in step S94), the process proceeds to step S95,
If it does not exceed the second set value (N in step S94)
O), and returns to step S92.

【0083】ステップS95では、PFコントローラ9
は、暖機が一巡したか否かを判断しており、一巡したの
であれば(ステップS95のYES)、ステップS96
に進み、一巡していなければ(ステップS95のN
O)、ステップS92に戻る。
In step S95, the PF controller 9
Judges whether the warm-up has completed one cycle, and if it has completed one cycle (YES in step S95), step S96.
If it has not completed the cycle (step S95: N
O), and returns to step S92.

【0084】ステップS96では、前記電気ヒータFh
1、Fh2への通電を遮断し、捕集側の切替え弁V1又
はV2を開放に切替え、前記バイパス用電磁弁Sbに通
電することにより該電磁弁Sbを介してエアがバイパス
弁作動用エアシリンダCbを作動させバイパス弁Vbを
閉じて(ステップS97)制御は元に戻る。
In step S96, the electric heater Fh
1. By shutting off the energization to Fh2, switching the switching valve V1 or V2 on the collection side to open, and energizing the bypass solenoid valve Sb, air is passed through the solenoid valve Sb to actuate a bypass valve air cylinder. Cb is operated and the bypass valve Vb is closed (step S97), and the control returns to the original.

【0085】このようなPF暖機運転制御を行う第2実
施形態の内燃機関の排気処理装置によれば、フィルタの
温度条件に応じて、暖機の為の熱量を加減出来、且、設
定時間を超過した場合はヒータへの通電が遮断されるの
で消費される電力は最小限で済む。
According to the exhaust gas treatment apparatus for the internal combustion engine of the second embodiment which performs such PF warm-up operation control, the amount of heat for warm-up can be adjusted according to the temperature condition of the filter, and the set time can be adjusted. When the value exceeds, the electric power to the heater is cut off, so that the consumed electric power can be minimized.

【0086】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を
付記する。
The illustrated embodiment is merely an example,
It is additionally noted that the description is not intended to limit the technical scope of the present invention.

【0087】[0087]

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に記す。 (a) 冷間始動時には排気処理装置であるパティキュ
レートフィルタ又は触媒は電気ヒータによって暖機され
るので白煙や青白煙及び排気刺激臭の発生が少ない。 (b) また、前記吸気用エアヒータと排気処理装置で
あるパティキュレートフィルタ又は触媒の電気ヒータと
は同時に通電されない様に制御されているので過剰通電
が回避出来、バッテリを保護出来る。 (c) 各種センサに異常が発生しているか否かを判断
し、異常が発生している場合に前記電気ヒータを非通電
に通電するため、排気処理装置の破損が防止出来る。 (d) フィルタの温度条件に応じて、暖機の為の熱量
をデューティ制御によって加減出来、且、設定時間を超
過した場合はヒータへの通電が遮断されるので消費され
る電力は最小限で済む。
The effects of the present invention will be described below. (A) At the time of cold start, since the particulate filter or the catalyst, which is the exhaust treatment device, is warmed up by the electric heater, white smoke, bluish white smoke, and exhaust odor are hardly generated. (B) Further, since the intake air heater and the electric heater of the particulate filter or the catalyst which is the exhaust treatment device are controlled not to be energized at the same time, over-energization can be avoided and the battery can be protected. (C) It is possible to prevent the exhaust treatment device from being damaged because it is determined whether or not an abnormality has occurred in each sensor, and when the abnormality has occurred, the electric heater is de-energized. (D) Depending on the temperature condition of the filter, the amount of heat for warming up can be adjusted by duty control, and if the set time is exceeded, the heater will be de-energized and the power consumed will be minimal. I'm done.

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

【図1】本発明の第1実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1実施形態に対応するエアヒータの
制御回路図の一例を示す図。
FIG. 2 is a diagram showing an example of a control circuit diagram of an air heater corresponding to the first embodiment of the invention.

【図3】本発明の第1実施形態に対応するエアヒータの
作動タイミングを示す作動タイミングチャート。
FIG. 3 is an operation timing chart showing the operation timing of the air heater corresponding to the first embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第1実施形態のメイン制御フローチャ
ート。
FIG. 4 is a main control flowchart according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第1実施形態であるPF捕集運転制御
フローチャート。
FIG. 5 is a PF trapping operation control flowchart according to the first embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第1実施形態であるPF再生運転制御
フローチャート。
FIG. 6 is a PF regeneration operation control flowchart that is the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第1実施形態であるPF暖気運転制御
フローチャート。
FIG. 7 is a PF warm-up operation control flowchart that is the first embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第2実施形態の構成を示すブロック
図。
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of a second embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第2実施形態に対応するエアヒータの
制御回路図の一例を示す図。
FIG. 9 is a diagram showing an example of a control circuit diagram of an air heater corresponding to the second embodiment of the invention.

【図10】本発明の第2実施形態に対応するエアヒータ
の制御回路図のその他の例を示す図。
FIG. 10 is a diagram showing another example of the control circuit diagram of the air heater corresponding to the second embodiment of the invention.

【図11】本発明の第2実施形態に対応するエアヒータ
の作動タイミングを示す作動タイミングチャート。
FIG. 11 is an operation timing chart showing the operation timing of the air heater corresponding to the second embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第2実施形態のメイン制御フローチ
ャート。
FIG. 12 is a main control flowchart according to the second embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第2実施形態であるPF捕集運転制
御フローチャート。
FIG. 13 is a PF trapping operation control flowchart according to the second embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第2実施形態であるPF再生運転制
御フローチャート。
FIG. 14 is a PF regeneration operation control flowchart that is the second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第2実施形態であるPF暖機運転制
御フローチャート。
FIG. 15 is a PF warm-up operation control flowchart that is the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・エンジン 2・・・排気マニフォルド 4・・・排気管 5・・・分岐部 6・・・第1の分岐管 7・・・第2の分岐管 9・・・PFコントローラ 10・・・冷却系 14・・・吸気用エアヒータ 15・・・エアヒータ制御系(制御回路) 16・・・エアヒータリレー B・・・バイパス管 F1、F2・・・第1、第2のPF Ff1、Ff2・・・第1、第2のフィルタ本体 Ff1、Ff2・・・第1、第2の電気ヒータ V1、V2・・・第1、第2の切替え弁 T1、T2・・・第1、第2の排気温度センサ Tw・・・冷却水温度センサ 1 ... engine 2 ... Exhaust manifold 4 ... Exhaust pipe 5 ... Branch 6 ... First branch pipe 7 ... Second branch pipe 9 ... PF controller 10 ... Cooling system 14 ... Intake air heater 15 ... Air heater control system (control circuit) 16: Air heater relay B: Bypass pipe F1, F2 ... First and second PF Ff1, Ff2 ... First and second filter bodies Ff1, Ff2 ... First and second electric heaters V1, V2 ... First and second switching valves T1, T2 ... First and second exhaust gas temperature sensors Tw ... Cooling water temperature sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) F01N 3/24 F01N 3/24 G L M F02M 31/12 311 F02M 31/12 311N // B01D 46/42 B01D 46/42 B Fターム(参考) 3G090 AA04 AA06 BA04 CB12 CB24 DA03 DA18 EA04 3G091 AA10 AA28 AB01 AB13 BA04 BA11 CA03 CA12 CA13 DA08 DB10 EA01 EA16 EA17 EA26 EA30 EA32 FB16 FC01 HA08 HA36 HA38 HA45 HB02 HB03 4D058 JA32 JB06 MA42 MA44 SA08─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) F01N 3/24 F01N 3/24 G L M F02M 31/12 311 F02M 31/12 311N // B01D 46/42 B01D 46/42 BF term (reference) 3G090 AA04 AA06 BA04 CB12 CB24 DA03 DA18 EA04 3G091 AA10 AA28 AB01 AB13 BA04 BA11 CA03 CA12 CA13 DA08 DB10 EA01 EA16 EA17 EA26 EA26 EA26 MA58 B03B58B0B HAB HAB HA0 HA36 HA38 HA38 HA02 HA38 HA02 HA38 HA02 HA38 HA02 SA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系の途中に設けた分岐部と、該分岐
部の下流に並列に配置された複数の分岐管と、該複数の
分岐管の各々に介装された複数の排気処理装置であるパ
ティキュレートフィルタ又は触媒と、を有する排気処理
装置において、前記排気処理装置であるパティキュレー
トフィルタ又は触媒は、上流側に電気ヒータを、下流側
にフィルタ本体又は触媒単体を内装し、前記複数の分岐
管各々の前記分岐部と前記パティキュレートフィルタ又
は触媒の間の領域に切替え弁を介装し、排気処理装置を
制御する制御手段を有し、吸気系に吸気用エアヒータ及
びエアヒータリレーを備えており、エンジン冷却系にエ
ンジン冷却水温度検出手段を設け、前記パティキュレー
トフィルタ又は触媒上流に排気温度検出手段を設けたこ
とを特徴とする内燃機関の排気処理装置。
1. A branch part provided in the middle of an exhaust system, a plurality of branch pipes arranged in parallel downstream of the branch part, and a plurality of exhaust treatment devices interposed in each of the plurality of branch pipes. In the exhaust treatment device having a particulate filter or a catalyst, which is a particulate filter or a catalyst that is the exhaust treatment device, an electric heater is installed on the upstream side, and a filter body or a simple substance of the catalyst is installed on the downstream side. A switching valve is provided in a region between each of the branch portions of each of the branch pipes and the particulate filter or the catalyst, and control means for controlling an exhaust treatment device is provided, and an intake air heater and an air heater relay are provided in an intake system. An internal combustion engine characterized in that engine cooling water temperature detecting means is provided in the engine cooling system, and exhaust gas temperature detecting means is provided upstream of the particulate filter or catalyst. Exhaust treatment equipment for engines.
【請求項2】 排気系の途中に設けた分岐部と、該分岐
部の下流に並列に配置された複数の分岐管と、該複数の
分岐管の各々に介装された複数の排気処理装置であるパ
ティキュレートフィルタ又は触媒と、を有する排気処理
装置において、前記排気処前記分岐部の下流側に前記複
数の分岐管と並列のバイパス管を設け、理装置であるパ
ティキュレートフィルタ又は触媒は、上流側に電気ヒー
タを、下流側にフィルタ本体又は触媒単体を内装し、前
記複数の分岐管各々の前記分岐部と前記パティキュレー
トフィルタ又は触媒との間の領域に切替え弁を介装し、
前記バイパス管にバイパス弁を介装し、排気処理装置を
制御する制御手段を有し、吸気系に吸気用エアヒータ及
びエアヒータリレーを備えており、エンジン冷却系にエ
ンジン冷却水温度検出手段を設け、前記パティキュレー
トフィルタ又は触媒上流に排気温度検出手段を設けたこ
とを特徴とする内燃機関の排気処理装置。
2. A branch part provided in the middle of the exhaust system, a plurality of branch pipes arranged in parallel downstream of the branch part, and a plurality of exhaust treatment devices interposed in each of the plurality of branch pipes. In the exhaust treatment device having a particulate filter or a catalyst, a bypass pipe in parallel with the plurality of branch pipes is provided on the downstream side of the exhaust treatment branch portion, and the particulate filter or catalyst is a processing device. An electric heater is provided on the upstream side, a filter body or a single catalyst is provided on the downstream side, and a switching valve is provided in a region between each of the branch portions of the plurality of branch pipes and the particulate filter or the catalyst,
The bypass pipe is provided with a bypass valve, and has control means for controlling the exhaust treatment device, the intake system is provided with an intake air heater and an air heater relay, and the engine cooling system is provided with engine cooling water temperature detection means. An exhaust gas treatment device for an internal combustion engine, characterized in that an exhaust gas temperature detecting means is provided upstream of the particulate filter or the catalyst.
【請求項3】 前記制御手段は、前記吸気用エアヒータ
リレーからのエアヒータへの通電の有無を判断して、エ
アヒータに通電中は排気処理装置用電気ヒータに通電し
ない様に制御することを特徴とする請求項1及び請求項
2の内の何れかの内燃機関の排気処理装置。
3. The control means determines whether or not the air heater is energized from the intake air heater relay, and controls so as not to energize the exhaust treatment device electric heater while the air heater is energized. The exhaust gas treatment device for an internal combustion engine according to any one of claims 1 and 2.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010270610A (en) * 2009-05-19 2010-12-02 Sumitomo (Shi) Construction Machinery Co Ltd Dpf self-regeneration device for construction machine
US8776501B2 (en) 2009-12-22 2014-07-15 Perkins Engines Company Limited Regeneration assist calibration

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