JP2005155444A - Exhaust emission control device - Google Patents

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Inventor
Hironori Narita
Tomoyuki Sugaya
Atsushi Takeuchi
洋紀 成田
篤 竹内
知之 菅谷
Original Assignee
Hino Motors Ltd
日野自動車株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust emission control device capable of improving fuel economy by improving the regenerative efficiency of a particulate filter since a driver can determine the operating state of a vehicle at that time and forcibly regenerate the particulate filter arbitrarily by transmitting a timing suitable for the regeneration of the particulate filter to the driver. <P>SOLUTION: When the deposited amount of particulate on the particulate filter 11 is equal to or more than a threshold requiring regeneration and the temperature of the particulate filter 11 is equal to or more than a regenerative start matching time or higher, an indication lamp 19 is made flash to promote the driver to regenerate the particulate filter 11 so that the driver operates a regenerative switch 20 to forcibly burn and remove the particulates collected by the particulate filter 11 so as to regenerative the particulate filter 11. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、排気浄化装置に関するものである。 The present invention relates to an exhaust purification device.

内燃機関としてのディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。 Particulates exhausted from a diesel engine as an internal combustion engine (Particulate Matter: particulate matter) is provided with soot consisting of carbonaceous, SOF component consisting of high-boiling hydrocarbon components (Soluble Organic Fraction: SOF) and the main and component, but it is intended to constitute a further composition containing sulphate traces (mist sulfate component), as the measures for reducing this kind of particulates, an exhaust pipe through which exhaust gas flows, the particulate filter it has been conventionally performed to equip.

この種のパティキュレートフィルタは、コージェライト等のセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。 This kind of particulate filter is a porous honeycomb structure made of ceramics such as cordierite, an inlet of each flow passages divided in a lattice shape are alternately plugged, the inlet is not sealed the flow path, that outlet is adapted to be sealed, only the exhaust gas passing through the porous thin walls partitioning the flow paths are to be discharged to the downstream side.

そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの実用化が進められている。 The particulates in the exhaust gas, the so collected on the inner surface of the porous thin walls deposited, the particulate filter by appropriately burning and removing particulates while the exhaust resistance not increased by clogged it is necessary to reduce the reproduction, in the operating state of the conventional diesel engine, since opportunities to high exhaust temperatures of about particulates to self-combustion is obtained is small, an appropriate amount that platinum is supported on alumina, for example practical application of the particulate filter of the catalyst regeneration type which is integrally carrying an oxidation catalyst comprising a rare earth element such as cerium has been promoted.

即ち、このような触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用すれば、捕集されたパティキュレートの酸化反応が促進されて着火温度が低下し、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去することが可能となるのである。 That is, by adopting such a catalyst regeneration type particulate filter, ignition temperature oxidation reaction is promoted in the collected particulates is lowered, it can be burned off the particulates even lower than the conventional exhaust gas temperature than it is possible it is.

但し、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、該パティキュレートフィルタに担持される酸化触媒には活性温度領域があり、この活性下限温度を下まわるような排気温度の低い運転領域では、パティキュレートが良好に燃焼除去されず、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、このような低い排気温度での運転状態が続くと、酸化触媒が活性化しないためにパティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがあることから、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが考えられている。 However, even when employing a particulate filter such catalyst regeneration type, the oxidation catalyst supported on the particulate filter are active temperature region, the exhaust gas temperature, such as falls below the active limit temperature lower the operating region, particulates are not satisfactorily burned off, so would around upper trapped amount than the processing amount of particulates, the operating state at such a low exhaust temperature continues, oxidation catalyst activity since there is a possibility that reduction the particulate filter without proceeding to good regeneration of the particulate filter in order not falling into over-collecting state, upstream of the particulate filter at a stage where the amount of deposited particulates has increased it has been proposed to carry out the forced regeneration of the particulate filter by the addition of fuel into the exhaust gas.

つまり、パティキュレートフィルタより上流側で燃料を添加すれば、その添加された燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱によりフィルタ床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる。 That is, when adding fuel upstream of the particulate filter, the added fuel is oxidized react on the oxidation catalyst of the particulate filter, raised filter bed temperature is exhausted burning the particulates by the reaction heat , so that the regenerating of the particulate filter can be achieved.

尚、前述の如きパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置を示すものとしては、例えば、特許文献1がある。 As the show the exhaust gas purifying apparatus having a particulate filter such as described above, for example, a patent document 1.
特開2003−155916号公報 JP 2003-155916 JP

ところで、従来においては、例えば、パティキュレートフィルタを挟んだ前後に圧力センサを配置して入口側と出口側の差圧を求めることにより過捕集状態を判定したり、或いはエンジン回転数と負荷に基づきパティキュレートの発生量マップからその時点でのパティキュレート排出量を算出し該パティキュレート排出量を積算することでパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を推定し過捕集状態を判定したりして、走行中に自動的にパティキュレートフィルタの強制再生を行う設計思想が主流となっている。 Meanwhile, conventionally, for example, to determine the over-collecting state by obtaining the differential pressure between the inlet side and the outlet side by disposing the pressure sensor before and after sandwiching the particulate filter, or the engine speed to the load based estimates the accumulation amount of particulates in the particulate filter by calculating the particulate emissions integrating the particulate emissions at the time of generation amount map of particulates or determined over collecting state Te, automatically design concept to carry out the forced regeneration of the particulate filter during the running has become mainstream.

しかしながら、走行中は負荷変動が激しく、パティキュレートフィルタの強制再生を実行する上で不安定な要素が多くなっており、特に、都心の渋滞路線を運行するバスや、配送先が密集した地域で宅配業務を行うトラック等の車両では、走行中に自動的にパティキュレートフィルタの強制再生がかかっても、必ずしも再生が完了しない場合が起こり得るため、このような強制再生を実行する走行条件が容易に整わない運行形態の車両については、パティキュレートフィルタの再生を完了するのに時間がかかってしまい、その分、パティキュレートフィルタより上流側で添加される燃料が増え、燃費が悪くなってしまうことが懸念されていた。 However, during the traveling severe load fluctuations, it has become over the unstable elements are much in to perform the forced regeneration of the particulate filter, in particular, bus and which runs a downtown congestion routes, in areas where the destination is dense in vehicles such as a truck performing courier business, it is automatically takes forced regeneration of the particulate filter during running, since necessarily can occur when the reproduction is not completed, driving conditions to perform such forced regeneration easily About the vehicle operation form not Seiwa, it takes time to complete the regeneration of the particulate filter, correspondingly, increasing fuel added upstream of the particulate filter, the fuel efficiency is deteriorated There had been concern.

本発明は、斯かる実情に鑑み、パティキュレートフィルタの再生に適した時期を運転者に伝えることにより、運転者がその時点での車両の運転状況を判断した上で任意にパティキュレートフィルタを強制再生し得、パティキュレートフィルタの再生効率向上を図ることができ、燃費向上につながる排気浄化装置を提供しようとするものである。 In view of the such circumstances, by transmitting the timing suitable for the regeneration of the particulate filter to the driver, optionally enforce the particulate filter on the driver determines the driving condition of the vehicle at that time reproduced obtained, it is possible to play efficiency of the particulate filter, it is intended to provide an exhaust gas purification device that lead to improved fuel efficiency.

本発明は、エンジンからの排気ガスが流通する排気管の途中にパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置において、 The present invention, in the exhaust purification apparatus equipped with a particulate filter in an exhaust pipe in which exhaust gas from an engine flows,
エンジン回転数と負荷に基づきパティキュレートの発生量マップからその時点でのパティキュレート排出量を算出し該パティキュレート排出量を積算することでパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段と、 Deposit amount estimation for estimating the amount of particulates accumulated in the particulate filter by accumulating the particulates emissions calculated the particulate emissions at the time of generation amount map of particulates based on the load and engine speed and means,
パティキュレートフィルタの温度を検出する温度検出手段と、 A temperature detecting means for detecting the temperature of the particulate filter,
前記堆積量推定手段で推定されたパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上で且つ前記温度検出手段で検出されたパティキュレートフィルタの温度が再生開始適合温度以上である場合に運転者に対してパティキュレートフィルタの再生を促す再生時期の到来伝達手段と、 If the temperature of the particulate filter detected by and said temperature detecting means at the threshold or more deposition amount of particulates in the accumulation amount estimating means particulate filter estimated in requires reproduction is reproduction start adapted temperature or higher an arrival transmission means regeneration timing to promote regeneration of the particulate filter to the driver,
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強制的に燃焼除去してパティキュレートフィルタを再生する強制再生手段と、 A forced regeneration means for reproducing the particulate filter by forcibly burn off particulates captured in the particulate filter,
前記再生時期の到来伝達手段によりパティキュレートフィルタの再生が促された際に運転者が前記強制再生手段を作動させ得るよう運転席に設けられた操作手段と を備えたことを特徴とする排気浄化装置にかかるものである。 Exhaust gas purification, characterized in that an operating means for the driver is provided on the driver's seat so capable of actuating the forced regeneration means when the regeneration of the particulate filter has prompted the advent transmission means of said regeneration timing it relates to the apparatus.

上記手段によれば、以下のような作用が得られる。 According to the above means, the following effects are obtained.

車両の運転時には、堆積量推定手段によってパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量が推定されると共に、温度検出手段によってパティキュレートフィルタの温度が検出され、前記堆積量推定手段で推定されたパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上で且つ前記温度検出手段で検出されたパティキュレートフィルタの温度が再生開始適合温度以上である場合には、再生時期の到来伝達手段により運転者に対してパティキュレートフィルタの再生が促され、ここで、運転者が操作手段を操作すると、強制再生手段が作動し、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が強制的に燃焼除去されてパティキュレートフィルタが再生される。 In operation of the vehicle, along with the amount of particulates accumulated in the particulate filter is estimated by the accumulation amount estimating means, the temperature of the particulate filter is detected by the temperature detecting means, a particulate filter estimated by the accumulation amount estimating means when the temperature of the particulate filter detected by and said temperature detecting means in particulate deposition amount is equal to or higher than the threshold that requires regeneration is reproduction start adaptation temperature above the driver with the advent transmission means regeneration timing regeneration of the particulate filter is promoted against, wherein, when the driver operates the operating means, the forced regeneration means is activated, the particulates trapped in the particulate filter is forcibly burned and removed particulates particulate filter is regenerated.

この結果、強制再生を実行する走行条件が容易に整わない運行形態の車両についても、パティキュレートフィルタの再生に適した時期を運転者に伝えることにより、運転者がその時点での車両の運転状況を判断した上でパティキュレートフィルタの再生を確実に且つ効率良く行うことが可能となり、パティキュレートフィルタより上流側で添加される燃料が少なくて済み、燃費も良くなる。 As a result, for the vehicle operation mode in which driving conditions for executing the forced regeneration is not easily Seiwa by transferring a timing suitable for the regeneration of the particulate filter to the driver, driving condition of a vehicle driver at the time it becomes possible to perform reliable and efficient regeneration of the particulate filter on which to determine, requires less fuel added upstream of the particulate filter, fuel efficiency becomes better. 又、再生時期の到来伝達手段により運転者に対してパティキュレートフィルタの再生が促された際に、運転者がすぐに操作手段を操作せず意図的に再生開始を先送りすることで、再生までのインターバルを長くし、燃費を更に良くすることも可能となる。 Further, when the regeneration of the particulate filter is prompted to the driver by the arrival transmission means regeneration timing, by postponing the driver immediately without operating the operation means intentionally reproduction start until reproduction the interval longer, you are possible to further improve the fuel economy.

前記排気浄化装置においては、再生時期の到来伝達手段を、運転者に対してパティキュレートフィルタの再生を促す際に制御装置から再生時期到来信号を受けて点滅する表示ランプとすることができる。 Wherein the exhaust purification device may be a display lamp that flashes the incoming transmission means regeneration timing, receives the timing arriving signal reproduced from the control device when prompting the regeneration of the particulate filter to the driver.

本発明の排気浄化装置によれば、パティキュレートフィルタの再生に適した時期を運転者に伝えることにより、運転者がその時点での車両の運転状況を判断した上で任意にパティキュレートフィルタを強制再生し得、パティキュレートフィルタの再生効率向上を図ることができ、燃費向上につながるという優れた効果を奏し得る。 According to the exhaust purification system of the present invention, by transmitting the timing suitable for the regeneration of the particulate filter to the driver, optionally enforce the particulate filter on the driver determines the driving condition of the vehicle at that time reproduced obtained, it is possible to play efficiency of the particulate filter, an excellent effect leads to improved fuel efficiency.

以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。 Hereinafter will be described an embodiment of the present invention with reference to the accompanying drawings.

図1〜図4は本発明を実施する形態の一例であって、図1中における1はターボチャージャ2を搭載し且つ自動変速機(図示せず)を備えた車両のディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ3から導いた吸気4を吸気管5を通し前記ターボチャージャ2のコンプレッサ2aへ導いて加圧し、その加圧された吸気4をインタークーラ6を介しディーゼルエンジン1の各気筒に分配して導入するようにしてある。 1 to 4 is an example of the mode of implementing the present invention, 1 denotes a diesel engine of a vehicle equipped with a equipped with a turbocharger 2 and an automatic transmission (not shown) in FIG. 1 , pressurized led intake 4 led from the air cleaner 3 to the turbocharger 2 compressor 2a through an intake pipe 5, and distributes the pressurized intake 4 into the cylinders of the diesel engine 1 via an intercooler 6 It is to be introduced.

更に、このディーゼルエンジン1の各気筒から排気マニホールド7を介し排出された排気ガス8は、ターボチャージャ2のタービン2bへと送られ、該タービン2bを駆動した排気ガス8が排気管9を介し車外へ排出されるようにしてある。 Furthermore, the exhaust gas 8 discharged through the exhaust manifold 7 from the cylinders of the diesel engine 1 is sent to the turbocharger 2 turbine 2b, the exhaust gas 8 having driven the turbine 2b is outside through the exhaust pipe 9 It is to be discharged to.

そして、この排気管9の途中には、フィルタケース10が介装されており、該フィルタケース10内における後段には、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ11が収容されており、図2に拡大して示す如く、このパティキュレートフィルタ11は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路11aの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路11aについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路11aを区画する多孔質薄壁11bを透過した排気ガス8のみが下流側へ排出されるようにしてある。 Then, in the middle of the exhaust pipe 9, and the filter case 10 is interposed, in a subsequent stage in the filter casing 10, the catalyst regeneration type particulate filter 11 formed by integrally carrying an oxidation catalyst is housed, as shown enlarged in FIG. 2, the particulate filter 11, the eye has a porous honeycomb structure made of ceramic, the inlet of each flow path 11a which is partitioned in a grid pattern are alternately is sealed, for passage 11a which inlet is not sealed, being adapted to the outlet is sealed, only the exhaust gas 8 having passed through the porous thin walls 11b for partitioning the respective passage 11a downstream It is to be discharged to the side.

又、フィルタケース10内におけるパティキュレートフィルタ11の直前位置には、図3に拡大して示す如きハニカム構造を有するフロースルー型の酸化触媒12が収容されている。 Also, the position immediately before the particulate filter 11 in the filter case 10, the oxidation catalyst 12 of the flow-through having such honeycomb structure shown enlarged in FIG. 3 is accommodated.

そして、図示していない運転席のアクセルには、アクセル開度をディーゼルエンジン1の負荷として検出するアクセルセンサ16(負荷センサ)が備えられていると共に、ディーゼルエンジン1の適宜位置には、その回転数を検出する回転センサ17が装備されており、これらアクセルセンサ16及び回転センサ17からのアクセル開度信号16a及び回転数信号17aがエンジン制御コンピュータ(ECU:Electronic Control Unit)を成す制御装置14に対し入力されるようになっており、この制御装置14においては、回転センサ17で検出されるエンジン回転数とアクセルセンサ16で検出されるアクセル開度(負荷)に基づきパティキュレートの発生量マップ(エンジン定常状態でのマップ)からその時点でのパティキュレート排出量を Then, the accelerator of the driver's seat, not shown, together with an accelerator sensor 16 for detecting (load sensor) is provided with an accelerator opening as a load of the diesel engine 1, an appropriate position of the diesel engine 1, the rotation is equipped with a rotation sensor 17 for detecting the number, the accelerator opening signal 16a and the rotational speed signal 17a is an engine control computer from these accelerator sensor 16 and the rotation sensor 17: the control unit 14 constituting the (ECU Electronic control unit) It is adapted to be inputted hand, in the controller 14, based on the accelerator opening (load) detected by the engine speed and the accelerator sensor 16 detected by the rotation sensor 17 generation amount map of particulates ( the particulate emissions at the time the map) in the engine steady state 出し該パティキュレート排出量を積算することでパティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量を推定するようになっており、これにより、パティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段が構成され、更に、前記制御装置14においては、パティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上であるか否かが判断されるようになっている。 Out being adapted to estimate the amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 by accumulating the particulate emissions, thereby, deposit amount estimating means for estimating the amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 There is constituted, furthermore, in the control device 14 is adapted to whether the amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 is equal to or higher than the threshold that requires regeneration is determined.

又、前記フィルタケース10における酸化触媒12とパティキュレートフィルタ11との間には、排気ガス8の温度をパティキュレートフィルタ11のフィルタ床温度の代用値として計測する温度検出手段としての温度センサ13が装備され、この温度センサ13の検出信号13aが前記制御装置14に対し入力されるようになっており、他方、この制御装置14においては、ディーゼルエンジン1の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置15に向け燃料の噴射タイミング及び噴射量を指令する燃料噴射信号15aが出力されるようになっている。 Further, between the oxidation catalyst 12 and particulate filter 11 in the filter case 10, a temperature sensor 13 as a temperature detecting means for measuring the temperature of the exhaust gas 8 as a substitute value of the filter bed temperature of the particulate filter 11 is equipped, being adapted to detect signal 13a of the temperature sensor 13 is input to the controller 14, while in the control device 14, a fuel injection device for injecting fuel into each cylinder of the diesel engine 1 fuel injection signal 15a is adapted to be outputted to the command injection timing and injection quantity of the fuel toward the 15.

ここで、前記燃料噴射装置15は、各気筒毎に装備される図示しない複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記燃料噴射信号15aにより開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量(開弁時間)が適切に制御されるようになっている。 Here, the fuel injection device 15, the injection timing of which is composed of a plurality of injectors (not shown) is installed in each cylinder, the solenoid valves of the injectors is the valve opening control by the fuel injection signal 15a Fuel and injection amount (valve opening time) is adapted to be suitably controlled.

更に、前記運転席におけるインストルメントパネル等には、前記制御装置14でパティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上であると判断され且つ前記温度センサ13で検出されたパティキュレートフィルタ11の温度が再生開始適合温度以上であると判断された場合に前記制御装置14から再生時期到来信号19aを受けて点滅することにより運転者に対してパティキュレートフィルタ11の再生を促す再生時期の到来伝達手段としての表示ランプ19と、後述する強制再生手段を任意に作動させるための操作手段としての再生スイッチ20とが夫々設けられている。 Further, wherein the instrument panel or the like in the driver's seat, the amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 is detected by the by and the temperature sensor 13 determined to be equal to or larger than a threshold that requires reproduced by the control device 14 encourage regeneration of the particulate filter 11 to the driver by the temperature of the particulate filter 11 will flash undergoing regeneration timing incoming signal 19a from the controller 14 when it is determined that the reproduction start adapted temperature or higher and indicators 19 as the arrival transmission means regeneration timing, and the regeneration switch 20 Togaotto s provided as an operation means for arbitrarily operating the forced regeneration means described later.

そして、前記制御装置14では、アクセル開度信号16a及び回転数信号17aに基づき通常モードの燃料噴射信号15aが決定されるようになっている一方、運転者により再生スイッチ20が操作されて再生指令信号20aが入力された際に通常モードから強制再生モードに切り替わり、圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料の主噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射を行うような燃料噴射信号15aが決定されるようになっている。 Then, in the controller 14, while the fuel injection signal 15a for normal mode on the basis of the accelerator opening signal 16a and the rotational speed signal 17a is adapted to be determined, the reproduction command play switch 20 by the driver is operated switches when the signal 20a is inputted from the normal mode to the forced regeneration mode, the post-injection at the compression top dead center is not slower ignited from (crank angle 0 °) the compression top dead center following the main injection of fuel performed in the vicinity of the timing fuel injection signal 15a is adapted to be determined such as to perform. 尚、運転者により再生スイッチ20が操作されて通常モードから強制再生モードに切り替わった際には、表示ランプ19は点滅状態から点灯状態に切り替わるようになっている。 Incidentally, when the driver reproduction switch 20 is switched to forced regeneration mode is operated from the normal mode is adapted indicator lamp 19 is switched lights steadily state.

つまり、本図示例においては、制御装置14と燃料噴射装置15とによりパティキュレートフィルタ11の強制再生手段が構成されるようになっており、前述した如く、主噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス8中に未燃の燃料(主としてHC:炭化水素)が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ11表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱によりフィルタ床温度が上昇してパティキュレートフィルタ11内のパティキュレートが燃焼除去されることになる。 That is, in this illustrated embodiment, are adapted to forced regeneration means of the particulate filter 11 is constituted by a control unit 14 and the fuel injection device 15, as described above, the compression top dead center following the main injection If slow ignited without post-injection timing is performed, the post injection by unburned fuel in the exhaust gas 8 (mainly HC: hydrocarbon) will be is added, the fuel of the unburned particulate filter 11 oxidation reaction on the oxidation catalyst surface, the filter bed temperature is so that the particulates in the particulate filter 11 is burned and removed by increasing the heat of reaction.

そして、前記制御装置14における具体的な制御手順については、図4のフローチャートに示す如く、前提条件として、再生スイッチ20を走行時に操作許可し且つ自動的に強制再生を行わないよう設定した状態で、先ず、ステップS1でディーゼルエンジン1がストップしているか否かの判断を行い、ディーゼルエンジン1がストップしている場合には、ステップS2で表示ランプ19を消灯状態に保持する一方、前記ディーゼルエンジン1がストップしていない場合には、ステップS3でパティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上であるか否かの判断を行うようになっている。 Then, a specific control procedure in the controller 14, as shown in the flowchart of FIG. 4, as a precondition, in a state of setting not to perform operation permission to and automatically forced regeneration during traveling regeneration switch 20 first, it is determined whether the diesel engine 1 is stopped in step S1, when the diesel engine 1 is stopped, while retaining the indicator lamp 19 to the off state in step S2, the diesel engine If the 1 is not stopped, the amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 is adapted to perform the determination whether or not more than a threshold that requires regeneration in step S3.

前記パティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上でない場合には、ステップS2で表示ランプ19を消灯状態に保持する一方、前記パティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上である場合には、ステップS4でディーゼルエンジン1の故障によりパティキュレートフィルタ11の再生が禁止状態にあるか否かの判断を行うようになっている。 When the deposition amount of the particulates in the particulate filter 11 is less than the threshold that requires regeneration, while retaining the unlit state the display lamp 19 in step S2, the amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 is If it is above the threshold that requires regeneration, regeneration of the particulate filter 11 is adapted to determines whether there the disabled state due to a failure of the diesel engine 1 in step S4.

前記パティキュレートフィルタ11の再生が禁止状態にある場合には、ステップS2で表示ランプ19を消灯状態に保持する一方、前記パティキュレートフィルタ11の再生が禁止状態にない場合には、ステップS5で再生スイッチ20がONとなっているか否かの判断を行うようになっている。 When the reproduction of the particulate filter 11 is in a disabled state, while retaining the indicator lamp 19 turned off in step S2, when the reproduction of the particulate filter 11 is not in the disabled state, reproduction in step S5 switch 20 is adapted to determines whether or not has been turned oN.

前記再生スイッチ20がONとなっている場合には、ステップS6で表示ランプ19を点灯させる一方、前記再生スイッチ20がONとなっていない場合には、ステップS7でパティキュレートフィルタ11の温度が再生開始適合温度以上であるか否かの判断を行うようになっている。 Wherein when the reproduction switch 20 is ON, while turning on the display lamp 19 in step S6, when said reproduction switch 20 is not turned ON, the temperature of the particulate filter 11 is reproduced in step S7 it is adapted to perform whether it starts adapted temperature or higher judgment.

前記パティキュレートフィルタ11の温度が再生開始適合温度以上である場合には、ステップS8で表示ランプ19を点滅させ、運転者に対してパティキュレートフィルタ11の再生を促す一方、パティキュレートフィルタ11の温度が再生開始適合温度以上でない場合には、ステップS2で表示ランプ19を消灯状態に保持するようになっている。 When the temperature of the particulate filter 11 is reproduced starting adapted temperature or more, flashes the display lamp 19 in step S8, while prompting the regeneration of the particulate filter 11 to the driver, the temperature of the particulate filter 11 but if not reproduction start adaptation temperature above is adapted to hold the off state display lamp 19 in step S2.

次に、上記図示例の作用を説明する。 Next, the operation of the illustrated embodiment.

車両の運転時には、再生スイッチ20が走行時に操作許可され且つ自動的に強制再生が行われないようにされている前提のもと、図4におけるステップS1でディーゼルエンジン1がストップしていないと判断された場合、堆積量推定手段としての制御装置14において、回転センサ17で検出されるエンジン回転数とアクセルセンサ16で検出されるアクセル開度(負荷)に基づきパティキュレートの発生量マップ(エンジン定常状態でのマップ)からその時点でのパティキュレート排出量が算出され該パティキュレート排出量が積算されることでパティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が推定され、該パティキュレートフィルタ11におけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上であることが Determined that In operation of the vehicle, on the assumption that the reproduction switch 20 is operated permitted and automatically forced regeneration during running is prevented is performed, the diesel engine 1 in step S1 in FIG. 4 does not stop If it is, the control device 14 as a deposit amount estimating means, on the basis of the accelerator opening (load) detected by the engine speed and the accelerator sensor 16 detected by the rotation sensor 17 particulate generation amount map (engine steady amount of particulates accumulated in the particulate filter 11 by the particulate emissions particulate emission is calculated from the map) at that time in the state is accumulated is estimated, particulates in the particulate filter 11 that the amount of deposition is equal to or higher than the threshold that requires regeneration 4におけるステップS3で確認されると、ステップS4でディーゼルエンジン1の故障によりパティキュレートフィルタ11の再生が禁止状態にあるか否かの判断が行われ、パティキュレートフィルタ11の再生が禁止状態にない場合には、ステップS5で再生スイッチ20がONとなっているか否かの判断が行われる。 If is confirmed at step S3 in 4, regeneration of the particulate filter 11 due to a failure of the diesel engine 1 in step S4 is performed is determined whether in disabled state, regeneration of the particulate filter 11 is not in the prohibition state in this case, playback switch 20 is determined whether is oN is performed at step S5.

ここで、再生スイッチ20がONとなっていれば、ステップS6で表示ランプ19は点灯されるが、再生スイッチ20がONとなっていない場合には、温度検出手段としての温度センサ13で検出されたパティキュレートフィルタ11の温度が再生開始適合温度以上であるか否かの判断がステップS7で行われ、該パティキュレートフィルタ11の温度が再生開始適合温度以上である場合には、制御装置14から出力される再生時期到来信号19aによって再生時期の到来伝達手段としての表示ランプ19が図4のステップS8で示されるように点滅することにより運転者に対してパティキュレートフィルタ11の再生が促される。 Here, if the playback switch 20 is turned ON, the display lamp 19 in step S6, but is turned on, when the reproduction switch 20 is not turned ON is detected by the temperature sensor 13 as temperature detection means and it determines whether the temperature of the particulate filter 11 is reproduced starting adapted temperature or higher is performed in step S7, if the temperature of the particulate filter 11 is reproduced starting adapted temperature or higher, from the control unit 14 regeneration of the particulate filter 11 is prompted to the driver by display lamp 19 as the arrival transmission means regeneration timing flashes as indicated at step S8 in FIG. 4 by the regeneration timing incoming signal 19a outputted.

ここで、運転者が操作手段としての再生スイッチ20を操作すると、通常モードから強制再生モードに切り替わり、強制再生手段としての制御装置14から燃料噴射装置15へ出力される燃料噴射信号15aにより、圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料の主噴射に続いて圧縮上死点より遅い着火しないタイミングでポスト噴射が行われ、該ポスト噴射により排気ガス8中に未燃の燃料(主としてHC:炭化水素)が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ11表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱によりフィルタ床温度が上昇し、パティキュレートフィルタ11に捕集されたパティキュレートが強制的に燃焼除去されてパティキュレートフィルタ11が再生される。 Here, when the driver operates the regeneration switch 20 as an operation means, switch from the normal mode to the forced regeneration mode, the fuel injection signal 15a outputted from the control device 14 as a forced regeneration means to the fuel injection device 15, the compression TDC post injection at a timing that does not slow ignition from the compression top dead center following the main injection of fuel performed in (crank angle 0 °) around is performed, the fuel in the exhaust gas 8 of unburned by the post injection ( mainly HC: will be hydrocarbons) is added, the fuel of the unburned oxidation reaction on the oxidation catalyst of the particulate filter 11 surface, the filter bed temperature increases due to the reaction heat, the particulate filter 11 the particulate filter 11 is regenerated collected particulates are forcibly burned and removed.

この結果、強制再生を実行する走行条件が容易に整わない運行形態の車両についても、パティキュレートフィルタ11の再生に適した時期を運転者に伝えることにより、運転者がその時点での車両の運転状況を判断した上でパティキュレートフィルタ11の再生を確実に且つ効率良く行うことが可能となり、パティキュレートフィルタ11より上流側で添加される燃料が少なくて済み、燃費も良くなる。 As a result, for the vehicle operation mode in which driving conditions for executing the forced regeneration is not easily Seiwa by transferring a timing suitable for the regeneration of the particulate filter 11 to the driver, the driver the driver of the vehicle at that time it becomes possible to perform reliable and efficient regeneration of the particulate filter 11 after having determined the situation, it requires less fuel added from the particulate filter 11 on the upstream side, the fuel economy is also improved. 又、前記表示ランプ19の点滅により運転者に対してパティキュレートフィルタ11の再生が促された際に、運転者がすぐに再生スイッチ20を操作せず意図的に再生開始を先送りすることで、再生までのインターバルを長くし、燃費を更に良くすることも可能となる。 Also, the when the regeneration of the particulate filter 11 to the driver by flashing the display lamp 19 is prompted, driver By postponing intentionally reproduction start without operating the play immediately switch 20, a longer interval after regeneration, it is possible to further improve the fuel economy.

こうして、パティキュレートフィルタ11の再生に適した時期を運転者に伝えることにより、運転者がその時点での車両の運転状況を判断した上で任意にパティキュレートフィルタ11を強制再生し得、パティキュレートフィルタ11の再生効率向上を図ることができ、燃費向上につながる。 Thus, by transmitting the timing suitable for the regeneration of the particulate filter 11 to the driver, optionally obtained by forced regeneration particulate filter 11 on the driver determines the driving condition of the vehicle at that time, the particulates reproducing efficiency of the filter 11 can be achieved, leading to improved fuel efficiency.

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の図示例にのみ限定されるものではなく、再生時期の到来伝達手段として表示ランプ19を用いる代りに、運転に関する各種情報を多重表示可能なマルチインフォメーションディスプレイを用いたり、或いは音声案内を用いることにより、運転者に対してパティキュレートフィルタ11の再生を促すようにしても良いこと、又、パティキュレートフィルタ11の強制再生手段として、燃料噴射装置15の噴射パターンを制御装置14によりモード切り替えする手段を用いる代りに、例えば、排気マニホールド7から排気管9にかけての排気流路途中における何れかの場所に燃料添加用のインジェクタを別途配設し、このインジェクタにより燃料を排気ガス8中に添加する手段を採用するようにしたり、或い The exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not limited to the illustrated examples described above, instead of using the display lamp 19 as the arrival transmission means regeneration timing, multiple viewable multi-information display various types of information relating to the operating or used, or by using a voice guidance, it may be encourage regeneration of the particulate filter 11 to the driver, also as a forced regeneration means of the particulate filter 11, the injection of the fuel injection system 15 instead of using the means for mode switching by the control unit 14 a pattern, for example, separately disposed an injector for adding fuel to any place in the middle of the exhaust passage toward the exhaust pipe 9 from the exhaust manifold 7, this injector or to adopt the means for adding fuel to the exhaust gas 8, walk 電気ヒータ等の加熱装置をパティキュレートフィルタ11に付帯装着する手段を採用するようにしても良いこと等、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。 Such that the heating device such as an electric heater may be adopted a means of supplementary mounted on the particulate filter 11, the other, it is a matter of course that within the scope not departing from the gist of the present invention that various changes and modifications may be made.

本発明を実施する形態の一例の概略構成図である。 It is a schematic diagram of an example of the mode for carrying out the present invention. 図1のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。 It is a sectional view showing details of the particulate filter of Figure 1. 図1の酸化触媒の詳細を示す一部を切り欠いた斜視図である。 It is a perspective view, with parts cut away showing the details of the oxidation catalyst in FIG. 本発明を実施する形態の一例における具体的な制御手順を示すフローチャートである。 Is a flowchart showing a specific control procedure in an example of the mode for carrying out the present invention.

符号の説明 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1 ディーゼルエンジン(エンジン) 1 diesel engine (engine)
8 排気ガス 9 排気管 11 パティキュレートフィルタ 13 温度センサ(温度検出手段) 8 exhaust gas 9 the exhaust pipe 11 particulate filter 13 Temperature sensor (temperature detecting means)
13a 検出信号 14 制御装置(堆積量推定手段、強制再生手段) 13a detection signal 14 the control device (deposit amount estimating means, the forced regeneration means)
15 燃料噴射装置(強制再生手段) 15 fuel injection device (forced regeneration means)
15a 燃料噴射信号 16 アクセルセンサ(堆積量推定手段) 15a fuel injection signal 16 an accelerator sensor (accumulation amount estimating means)
16a アクセル開度信号 17 回転センサ(堆積量推定手段) 16a accelerator opening signal 17 rotation sensor (accumulation amount estimating means)
17a 回転数信号 19 表示ランプ(再生時期の到来伝達手段) 17a speed signal 19 indicating lamp (incoming transmission means of the reproduction timing)
19a 再生時期到来信号 20 再生スイッチ(操作手段) 19a regeneration timing incoming signal 20 regeneration switch (operating means)
20a 再生指令信号 20a playback command signal

Claims (2)

  1. エンジンからの排気ガスが流通する排気管の途中にパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置において、 In the exhaust purification apparatus equipped with a particulate filter in an exhaust pipe in which exhaust gas from an engine flows,
    エンジン回転数と負荷に基づきパティキュレートの発生量マップからその時点でのパティキュレート排出量を算出し該パティキュレート排出量を積算することでパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段と、 Deposit amount estimation for estimating the amount of particulates accumulated in the particulate filter by accumulating the particulates emissions calculated the particulate emissions at the time of generation amount map of particulates based on the load and engine speed and means,
    パティキュレートフィルタの温度を検出する温度検出手段と、 A temperature detecting means for detecting the temperature of the particulate filter,
    前記堆積量推定手段で推定されたパティキュレートフィルタにおけるパティキュレートの堆積量が再生を必要とする閾値以上で且つ前記温度検出手段で検出されたパティキュレートフィルタの温度が再生開始適合温度以上である場合に運転者に対してパティキュレートフィルタの再生を促す再生時期の到来伝達手段と、 If the temperature of the particulate filter detected by and said temperature detecting means at the threshold or more deposition amount of particulates in the accumulation amount estimating means particulate filter estimated in requires reproduction is reproduction start adapted temperature or higher an arrival transmission means regeneration timing to promote regeneration of the particulate filter to the driver,
    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強制的に燃焼除去してパティキュレートフィルタを再生する強制再生手段と、 A forced regeneration means for reproducing the particulate filter by forcibly burn off particulates captured in the particulate filter,
    前記再生時期の到来伝達手段によりパティキュレートフィルタの再生が促された際に運転者が前記強制再生手段を作動させ得るよう運転席に設けられた操作手段と を備えたことを特徴とする排気浄化装置。 Exhaust gas purification, characterized in that an operating means for the driver is provided on the driver's seat so capable of actuating the forced regeneration means when the regeneration of the particulate filter has prompted the advent transmission means of said regeneration timing apparatus.
  2. 再生時期の到来伝達手段を、運転者に対してパティキュレートフィルタの再生を促す際に制御装置から再生時期到来信号を受けて点滅する表示ランプとした請求項1記載の排気浄化装置。 The incoming transmission means regeneration timing, the driver exhaust purification device for a display lamp and claims 1, wherein a flashing receiving timing incoming signal reproduced from the control device when prompting the regeneration of the particulate filter to.
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