JP2616075B2 - Engine exhaust purification device - Google Patents

Engine exhaust purification device

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JP2616075B2
JP2616075B2 JP33904289A JP33904289A JP2616075B2 JP 2616075 B2 JP2616075 B2 JP 2616075B2 JP 33904289 A JP33904289 A JP 33904289A JP 33904289 A JP33904289 A JP 33904289A JP 2616075 B2 JP2616075 B2 JP 2616075B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D2200/00Input parameters for engine control
    • F02D2200/02Input parameters for engine control the parameters being related to the engine
    • F02D2200/08Exhaust gas treatment apparatus parameters
    • F02D2200/0812Particle filter loading

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明はエンジンの排気浄化装置に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas purification device for an engine.

(従来の技術) 排気中に含まれるカーボン等の微粒子(パーティキュ
レート)を排気通路に備えたトラップで捕集するように
してあるエンジン(特にディーゼルエンジン)では、パ
ーティキュレートの堆積により排気圧力が過度に上昇
し、エンジンおよびエミッション性能を低下させるた
め、堆積されたパーティキュレートを所定の時期に燃焼
させトラップを再生する装置が設けられている(特開昭
58−51235号公報参照)。
(Prior Art) In an engine (particularly, a diesel engine) in which fine particles (particulates) such as carbon contained in exhaust gas are trapped by a trap provided in an exhaust passage, the exhaust pressure becomes excessive due to accumulation of the particulates. In order to reduce the engine and emission performance, a device for burning the accumulated particulates at a predetermined time to regenerate the trap is provided (Japanese Patent Application Laid-Open No.
58-51235).

これを第8図で説明すると、エンジン1から排出され
るパーティキュレートは排気通路2に介装される耐熱性
フィルタ構造のトラップ3にて捕集される。
Referring to FIG. 8, the particulates discharged from the engine 1 are collected by a trap 3 having a heat-resistant filter structure provided in the exhaust passage 2.

一方、吸気通路5に吸気流量を絞るバタフライ型絞り
弁6が設けられ、この絞り弁6には、一端部が絞り弁6
の弁軸に固定され他端部がロッド8dに回動自在に取り付
けられるレバー7を介して、ダイヤフラムアクチュエー
タ8が連結される。
On the other hand, a butterfly type throttle valve 6 for reducing the intake flow rate is provided in the intake passage 5, and one end of the throttle valve 6 has a throttle valve 6.
The diaphragm actuator 8 is connected via a lever 7 which is fixed to the valve shaft and is rotatably attached at the other end to a rod 8d.

このアクチュエータ8と、アクチュエータ8の圧力室
8bに導かれる制御負圧を制御装置15からのデューティ信
号に応じて変化させ得る電磁弁9とから絞り弁駆動装置
が構成される。たとえば、デューティ信号のデューティ
値(開弁時間割合)を増加させて、圧力室8bへの負圧を
強めると、ダイヤフラム8aがリターンスプリング8cに抗
してロッド8dを図で右方へと移動させるので、絞り弁6
が閉じていく。10は負圧ポンプである。
The actuator 8 and the pressure chamber of the actuator 8
An electromagnetic valve 9 that can change the control negative pressure guided to 8b according to the duty signal from the control device 15 constitutes a throttle valve driving device. For example, when the duty value (valve opening time ratio) of the duty signal is increased to increase the negative pressure to the pressure chamber 8b, the diaphragm 8a moves the rod 8d rightward in the figure against the return spring 8c. So throttle valve 6
Is closing. 10 is a negative pressure pump.

制御装置15には、燃焼噴射ポンプ11にそれぞれ設けら
れたエンジン1の負荷センサ12と回転数センサ13、絞り
弁6下流の吸気通路5に設けられた吸気圧センサ14等か
らの信号が入力され、制御装置15では以下の制御を行な
う。
Signals from a load sensor 12 and a rotation speed sensor 13 of the engine 1 provided in the combustion injection pump 11 and an intake pressure sensor 14 provided in the intake passage 5 downstream of the throttle valve 6 are input to the control device 15. The control device 15 performs the following control.

所定の走行距離や走行時間等からトラップ3の再生時
期にあると判断された場合に、そのときのエンジンの負
荷と回転数から定まる運転条件が、多量の余剰空気がエ
ンジン1に流入する運転状態にあるかどうかを判定す
る。この運転状態にあることが判定されると、絞り弁6
が所定の角度まで閉じられるように、デューティ信号を
出力し、かつ制御精度を高めるため吸気圧センサ14から
の信号に基づいて、絞り弁6下流の吸気負圧が略一定と
なるようにフィードバック制御する。
If it is determined that the trap 3 is to be regenerated from a predetermined traveling distance or traveling time, the operating condition determined from the engine load and the rotation speed at that time is determined as an operating condition in which a large amount of excess air flows into the engine 1. Is determined. If it is determined that the vehicle is in this operating state, the throttle valve 6
A feedback signal is output so that the intake negative pressure downstream of the throttle valve 6 becomes substantially constant based on a signal from the intake pressure sensor 14 in order to increase the control accuracy by outputting a duty signal so that the intake valve is closed to a predetermined angle. I do.

このようにして、エンジン1への空気導入量を減少さ
せると、排気温度が上昇するので、温度上昇した排気の
熱でトラップ3に捕集されたパーティキュレートが再燃
焼され、トラップ3が再生される。
As described above, when the amount of air introduced into the engine 1 is reduced, the exhaust gas temperature rises. Therefore, the particulates collected in the trap 3 are reburned by the heat of the heated exhaust gas, and the trap 3 is regenerated. You.

(発明が解決しようとする課題) ところで、このような装置では、所定の時間を再生時
間にあて、その時間が終了すればトラップが完全に再生
されたものとみなしている。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, in such an apparatus, a predetermined time is set as a reproduction time, and when the time ends, it is considered that the trap has been completely reproduced.

しかしながら、再生時間を過ぎても、捕集量の一部が
燃え残ることがある。また、この燃え残り量は運転条件
の相違により変動する。
However, even after the regeneration time, a part of the collected amount may remain unburned. In addition, the unburned amount fluctuates due to a difference in operating conditions.

このため、捕集量履歴により再生時期を判断するよう
にしているものでは、この燃え残り分だけの誤差を生
じ、再生を行う時期が遅すぎる場合が生ずる。この結
果、捕集量の限界をこえ、再生を行ったときには急激に
パーティキュレートが燃焼することによりトラップが溶
損したりする不都合を招く。
For this reason, in the case where the regeneration timing is determined based on the collection amount history, an error corresponding to the remaining combustion occurs, and the regeneration timing may be too late. As a result, the trapping amount exceeds the limit, and when the regeneration is performed, the particulates burn rapidly and the trap is disadvantageously melted.

この発明はこのような従来の課題に着目してなされた
もので、トラップに捕集されたパーティキュレートが燃
焼しても、その燃焼熱でトラップが溶損しない捕集量で
の差圧を限界差圧として予め定めておき、再生直後のト
ラップの前後差圧とこの限界差圧との比率から燃え残り
捕集量を把握することにより、捕集量履歴による再生時
期判断に誤差を生じないようにした装置を提供すること
を目的とする。
The present invention has been made in view of such conventional problems, and limits the differential pressure at a trapping amount at which traps do not melt due to combustion heat even if the trapped particulates burn. By determining the differential pressure in advance and grasping the amount of unburned trapped amount from the ratio between the differential pressure before and after the trap immediately after regeneration and the limit differential pressure, an error does not occur in the regeneration timing determination based on the collected amount history. It is an object of the present invention to provide a device which has been described.

(課題を解決するための手段) この発明は、第1図で示すように、排気中のパーティ
キュレートを捕集する一方で再生温度以上になると捕集
したパーティキュレートを再燃焼させるトラップ53と、
このトラップ53を昇温させる装置54と、エンジンの負荷
Qと回転数Neをそれぞれ検出するセンサ55,56と、これ
らの検出値に応じて単位時間当たりのパーティキュレー
ト捕集量ΔPCTを計算する手段57と、この捕集量ΔPCTを
所定時間ごとに積算する手段58と、この積算値SUMより
再生時期にあるかどうかを判定する手段59と、この再生
時期になると前記昇温装置54を作動させる手段60と、前
記トラップ53の前後差圧ΔPを検出するセンサ61と、再
生直後にあるかどうかを判定する手段62と、再生直後に
あることが判定された場合に前記前後差圧の検出値と予
め定めた限界差圧ΔPmaxの比率を計算する手段63と、こ
の比率に応じて再生直後の燃え残り捕集量ZANを計算す
る手段64と、この燃え残り捕集量ZANを前記積算値SUMの
初期値として設定する手段65とを設けた。
(Means for Solving the Problems) As shown in FIG. 1, the present invention comprises a trap 53 for collecting particulates in exhaust gas and reburning the collected particulates when the temperature exceeds a regeneration temperature.
A device 54 for raising the temperature of the trap 53, sensors 55 and 56 for detecting the load Q and the rotational speed Ne of the engine, and a means for calculating the amount of collected particulates ΔPCT per unit time according to the detected values. 57, means 58 for accumulating the trapped amount ΔPCT at predetermined time intervals, means 59 for judging whether or not the regeneration time is reached based on the accumulated value SUM, and when the regeneration time comes, the temperature raising device 54 is operated. Means 60, a sensor 61 for detecting the pressure difference ΔP before and after the trap 53, means 62 for judging whether or not immediately after the regeneration, and a detection value for the pressure difference between before and after when it is determined that it is immediately after the regeneration. Means 63 for calculating the ratio of the predetermined limit differential pressure ΔPmax, means 64 for calculating the unburned trapped amount ZAN immediately after regeneration according to this ratio, and the integrated value SUM And means 65 for setting the initial value of.

(作用) 再生直後のトラップ前後差圧ΔPと限界差圧ΔPmaxの
比率は再生の効率の対応するものであり、これが大きい
ことは、再生直後に燃え残る捕集量も多いことを意味す
る。したがって、これまでと同じに捕集量がたまるとす
れば、次の再生時期は早めにしなければならない。
(Operation) The ratio between the trapping differential pressure ΔP and the critical differential pressure ΔPmax immediately after the regeneration corresponds to the regeneration efficiency, and a large ratio means that the trapped amount that remains unburned immediately after the regeneration is large. Therefore, if the amount of collection is the same as before, the next regeneration time must be advanced.

この発明では、燃え残り捕集量ZANが積算値SUMの初期
値とされることから、次の再生時期が早く訪れる。燃え
残る捕集量が多いほど再生時期も早い。
In the present invention, since the unburned trapped amount ZAN is set as the initial value of the integrated value SUM, the next regeneration time comes earlier. The greater the amount of unburned trapped, the earlier the regeneration time.

(実施例) 第2図はこの発明の一実施例のシステム図である。図
において、6は吸気通路5に設けられる常開のバタフラ
イ型絞り弁で、この吸気絞り弁8にはダイヤフラムアク
チュエータ8が連結される。
(Embodiment) FIG. 2 is a system diagram of one embodiment of the present invention. In the drawing, reference numeral 6 denotes a normally-open butterfly type throttle valve provided in the intake passage 5, and a diaphragm actuator 8 is connected to the intake throttle valve 8.

このアクチュエータ8の圧力室と負圧源(たとえば負
圧ポンプ)とを連通する通路には三方電磁弁19が介装さ
れ、この電磁弁19をOFFからONにすると、アクチュエー
タ8の圧力室に大気圧に代えて一定圧の負圧が導入さ
れ、吸気絞り弁6が一定角度まで閉じられる。アクチュ
エータ8と電磁弁19は吸気絞り弁駆動装置を構成するも
のである。
A three-way solenoid valve 19 is interposed in a passage communicating the pressure chamber of the actuator 8 with a negative pressure source (for example, a negative pressure pump). A constant negative pressure is introduced instead of the atmospheric pressure, and the intake throttle valve 6 is closed to a certain angle. The actuator 8 and the solenoid valve 19 constitute an intake throttle valve driving device.

同様にして、トラップ3上流の排気通路2に常開のバ
タフライ型絞り弁21が、排気絞り弁21の上流よりこの絞
り弁21とトラップ3をバイパスする通路24に常閉のバタ
フライ型バイパス弁25がそれぞれ設けられる。排気絞り
弁21に連結されるダイヤフラムアクチュエータ22と三方
電磁弁23とから排気絞り弁駆動装置が、またバイパス弁
25に連結されるダイヤフラムアクチュエータ26と三方電
磁弁27からバイパス弁駆動装置が構成される。
Similarly, a normally-open butterfly-type throttle valve 21 is provided in the exhaust passage 2 upstream of the trap 3, and a normally-closed butterfly-type bypass valve 25 is provided in a passage 24 that bypasses the throttle valve 21 and the trap 3 from upstream of the exhaust throttle valve 21. Are respectively provided. An exhaust throttle valve driving device includes a diaphragm actuator 22 connected to the exhaust throttle valve 21 and a three-way solenoid valve 23, and a bypass valve.
A diaphragm actuator 26 connected to 25 and a three-way solenoid valve 27 constitute a bypass valve driving device.

トラップ3の上流側にはこれに近接してヒータ29が設
けられ、コントロールユニット41からの通信信号を受け
るとトラップ3を加熱する。
A heater 29 is provided near the upstream of the trap 3 and is heated when receiving a communication signal from the control unit 41.

31は半導体式圧力センサで、トラップ3の前後差圧Δ
Pを検出する。32は熱電対からなる温度センサで、トラ
ップ3の入口温度TINを検出する。34はエンジン1の回
転数Neを検出するセンサ(クランク角センサ)、35はポ
テンショメータから構成されアクセルレバー開度(エン
ジン負荷)Qを検出するセンサ、36は冷却水温Twを検出
するセンサである。
31 is a semiconductor type pressure sensor which is a differential pressure Δ
Detect P. Reference numeral 32 denotes a temperature sensor composed of a thermocouple, which detects an inlet temperature T IN of the trap 3. Reference numeral 34 denotes a sensor (crank angle sensor) for detecting the rotation speed Ne of the engine 1, reference numeral 35 denotes a sensor composed of a potentiometer for detecting the accelerator lever opening (engine load) Q, and reference numeral 36 denotes a sensor for detecting the cooling water temperature Tw.

これらセンサからの信号は、マイクロコンピュータか
らなるコントロールユニット41に入力され、コントロー
ルユニット41では第3図に示すところにしたがって、3
つの三方電磁弁19,23,27にON,OFF信号を、ヒータ29に通
電信号をそれぞれ出力する。
Signals from these sensors are input to a control unit 41 composed of a microcomputer.
An ON / OFF signal is output to the three three-way solenoid valves 19, 23 and 27, and an energization signal is output to the heater 29, respectively.

第3図はトラップを再生させるためのルーチンであ
る。
FIG. 3 shows a routine for reproducing a trap.

S1ではエンジン回転数Ne,エンジン負荷Q,冷却水温Tw,
トラップ入口温度TIN,トラップの前後差圧ΔPおよび
積算計からの走行距離KMを読み込む。
In S1, the engine speed Ne, engine load Q, cooling water temperature Tw,
The trap inlet temperature T IN , the differential pressure ΔP before and after the trap, and the travel distance KM from the integrator are read.

S2は後述するS7,S8とともに第1図の再生時期判定手
段59の機能を果たす部分である。S2では再生時期である
かどうかをみて、再生時期にないと判定すればS3に進
む。この場合、フラグF1の値にて再生時期を判断するよ
うにしてあり、再生時期にない場合はF1=0となってい
る。
S2 is a part that performs the function of the reproduction timing determination means 59 in FIG. 1 together with S7 and S8 described later. In S2, it is checked whether or not it is the regeneration time, and if it is determined that it is not the regeneration time, the process proceeds to S3. In this case, the reproduction time is determined based on the value of the flag F1, and F1 = 0 when the reproduction time is not reached.

S3は後述するS18,S26とともに第1図の再生直後判定
手段62の機能を果たす部分である。S3では再生直後にあ
るかどうかみて、再生直後になければS4に進む。ここで
も、フラグF2の値にて再生直後を判断するようにしてあ
り、再生直後にない場合はF2=0となっている。
S3 is a part that fulfills the function of the immediately after reproduction determination means 62 in FIG. 1 together with S18 and S26 to be described later. In S3, it is determined whether or not it is immediately after the reproduction. If not, the process proceeds to S4. Here, the value immediately after the reproduction is determined based on the value of the flag F2, and F2 = 0 when the reproduction is not immediately after.

S4ではパーティキュレート捕集量の積算時期かどうか
みて、積算時期であればS5に進む。この場合、積算時期
は一定の時間間隔ΔT1(たとえば数秒)で訪れる。
In S4, it is determined whether or not it is time to accumulate the particulate collection amount. In this case, the integration time comes at a fixed time interval ΔT 1 (for example, several seconds).

S5は第1図の捕集量計算手段57の機能を果たす部分
で、ここではΔT1当たり(単位時間当たり)のパーテ
ィキュレート捕集量ΔPCTをマップ検索を行うことによ
り求める。
S5, in sections that act trapping amount calculating means 57 of FIG. 1, where is obtained by performing a map search for particulate collection amount ΔPCT of [Delta] T 1 per (per unit time).

S6では次式により単位時間ごとにΔPCTを積算する。 In S6, ΔPCT is integrated for each unit time by the following equation.

SUM=SUM+ΔPCT … つまり、積算時期ごとにΔPCTがSUMに加算されていく
のであり、SUMはΔPCTの積算値を表す。このS6とS4は第
1図の捕集量積算手段58の機能を果たす部分である。
SUM = SUM + ΔPCT... That is, ΔPCT is added to SUM at each integration time, and SUM represents the integrated value of ΔPCT. Steps S6 and S4 are parts that fulfill the function of the trapping amount integrating means 58 in FIG.

なお、SUMの初期値は零ではなく、後述するS25にて設
定される値である。
Note that the initial value of SUM is not zero, but a value set in S25 described later.

ΔPCTのマップの内容を第4図に示すと、低負荷低回
転域で正の最大であり、高負荷高回転域では負の値とし
ている。負の値としているのは、マップ値が負の領域は
自己再生領域であり、この領域では排気温度が高いた
め、捕集されたパーティキュレートの一部が燃焼してな
くなるので、捕集量の積算値として減算する必要がある
からである。
FIG. 4 shows the contents of the map of ΔPCT, which is a positive maximum in a low-load low-speed range and a negative value in a high-load high-speed range. The reason for setting the negative value is that the region where the map value is negative is the self-regeneration region, and since the exhaust temperature is high in this region, part of the collected particulates will not be burned, so the amount of the collected amount will be reduced. This is because it is necessary to subtract as an integrated value.

なお、総走行距離が長くなるほどエンジンの耐久劣化
によりΔPCTが大きくなるので、これを考慮するため、S
5でΔPCTに対して走行距離補正を行うようにしても構わ
ない。
Note that ΔPCT increases due to engine durability deterioration as the total mileage becomes longer.
The travel distance correction may be performed on ΔPCT in step 5.

S7では積算値SUMと予め定めた基準値(一定値)との
比較により、SUM≧基準値であれば再生時期にあると判
断し、S8に進む。
In S7, by comparing the integrated value SUM with a predetermined reference value (constant value), if SUM ≧ reference value, it is determined that it is time to reproduce, and the process proceeds to S8.

S8では再生時期フラグF1を立てる(F1=1とする)。
つまり、F1=1は再生時期にあることを意味する。
At S8, a reproduction timing flag F1 is set (F1 = 1).
That is, F1 = 1 means that it is in the reproduction time.

S9では、排気と吸気の各絞り弁21,6、バイパス弁25、
ヒータ29を何もしない状態にしておく 一方、S2でF1=1であれば再生時期になったと判断し
て、S10〜S18に進み、ここでトラップが再生されるよう
に、三方電磁弁19,23,27とヒータ29に指示を与える。つ
まり、S10〜S18は第1図の作動手段60の機能を果たす部
分である。
In S9, the exhaust and intake throttle valves 21 and 6, the bypass valve 25,
On the other hand, if F1 = 1 in S2, it is determined that the regeneration time has come, and the process proceeds to S10 to S18, where the three-way solenoid valve 19, Instructions are given to 23, 27 and heater 29. In other words, S10 to S18 are portions that fulfill the function of the operating means 60 in FIG.

S10ではトラップ入口温度(排気温度)TINが再生温度
に等しい値T1(たとえば400℃)以上かどうかみて、TIN
≧T1であれば何もしなくともトラップ3が再生されるの
でS12に進む。
At S10, it is determined whether the trap inlet temperature (exhaust gas temperature) T IN is equal to or higher than the regeneration temperature T 1 (for example, 400 ° C.), and T IN
Without having to do anything if ≧ T 1, the process proceeds to S12 because the trap 3 is played.

この逆にTIN<T1であればS11に進み、冷却水温Twが所
定値(たとえば50℃)以上あるかどうかみて、そうであ
ればS13に進む。
Conversely, if T IN <T 1 , the process proceeds to S11, and it is determined whether the cooling water temperature Tw is equal to or higher than a predetermined value (for example, 50 ° C.). If so, the process proceeds to S13.

S13では排気と吸気の両方を絞り、かつヒータ29をON
にする。これらの作動により、排気温度が再生温度まで
高められ、トラップ3の再生が行なわれる。
In S13, both exhaust and intake are throttled and heater 29 is turned on
To With these operations, the exhaust gas temperature is raised to the regeneration temperature, and the regeneration of the trap 3 is performed.

S11でTwが所定値より低い場合はS14に進み、両絞り弁
21,6、バイパス弁25ともすべて開く。両絞り弁21,6とも
開く理由は、暖機前の低水温時は排気温度も暖機完了後
に比べて低いためトラップの再生を行うことはできない
し、吸気絞りや排気絞りを行うと、もともと燃焼が安定
しない低水温時にあってはエンジンが失火して運転性が
悪くなり、かつ失火によりパーティキュレートも増大す
るからである。また、バイパス弁25を開くのは、冷たい
排気によりトラップ3が冷やされ過ぎないようにするた
めである。
If Tw is lower than the predetermined value in S11, the process proceeds to S14, where both throttle valves
Open all 21, 21 and bypass valve 25. The reason that both throttle valves 21 and 6 are open is that when the water temperature is low before warm-up, the exhaust temperature is lower than after the warm-up is completed, so it is not possible to regenerate the trap. This is because, at a low water temperature where combustion is not stable, the engine is misfired, the operability is deteriorated, and the particulate matter increases due to the misfire. The reason why the bypass valve 25 is opened is to prevent the trap 3 from being excessively cooled by cold exhaust.

S15とS16では再生時間をカウントし、S17に進む。S17
では、カウントした再生時間を所定時間(たとえば10
分)と比較し、所定時間経過すれば、再生を終了したと
判断してS18に進む。
In S15 and S16, the reproduction time is counted, and the process proceeds to S17. S17
Then, the counted playback time is set to a predetermined time (for example, 10
If the predetermined time has elapsed, it is determined that the reproduction has been completed, and the process proceeds to S18.

S18では再生直後を示すフラグF2を立て(F2=1とす
る)、S19では再生時期の判断のために用いたデータを
消去する。
In S18, the flag F2 indicating immediately after the reproduction is set (F2 = 1), and in S19, the data used for judging the reproduction time is deleted.

このフラグF2が立つと、S3よりS20以降へ進む。 When the flag F2 is set, the process proceeds from S3 to S20 and thereafter.

S20ではΔPのサンプル条件かどうか判定し、この条
件が満たされた場合はS21に進む。この場合、サンプル
条件とはエンジンの負荷Qと回転数Neがそれぞれ所定値
以上あり、かつ前回のサンプルからのインターバルが所
定値(たとえば20秒)を越えることの総てを満たす場合
である。
In S20, it is determined whether the sample condition is ΔP, and if this condition is satisfied, the process proceeds to S21. In this case, the sample condition is a case where the engine load Q and the rotational speed Ne are each equal to or more than a predetermined value, and all the intervals from the previous sample exceed a predetermined value (for example, 20 seconds).

S21ではΔPをメモリに格納し、さらに次式により温
度補正を行う。
In S21, ΔP is stored in the memory, and the temperature is corrected by the following equation.

ΔP=ΔP×KTW … 式において、KTWは水温補正係数である。このKTW
マップを第5図に示す。これは、冷機状態では排気温度
が低いためΔPが小さくなるので、低温時にはΔPを大
き目にみつもる必要があるからである。これにてΔPの
測定精度が向上する。なお、冷却水温Twの代わりに、排
気温度に応じて補正するようにしても構わない。
ΔP = ΔP × K TW In the equation, K TW is a water temperature correction coefficient. The map of this K TW is shown in FIG. This is because ΔP becomes small in a cold state because the exhaust gas temperature is low, so that it is necessary to consider ΔP large at low temperatures. This improves the measurement accuracy of ΔP. Note that the correction may be made according to the exhaust gas temperature instead of the cooling water temperature Tw.

S22は第1図の比率計算手段63と燃え残り捕集量計算
手段64の機能を果たす部分で、ここではΔPと限界差圧
ΔPmaxの比率を計算し、この比率ΔP/ΔPmaxから再生直
後の燃え残り捕集量ZANをマップ検索をすることにより
求める。第7図にZANのマップ特性を示す。比率が大き
いほど燃え残りも多いと判断されるので、比率が大きく
なるほどZANの値を多くしている。求めたZANはメモリに
格納する。
S22 is a part which performs the functions of the ratio calculating means 63 and the unburned trapped amount calculating means 64 in FIG. 1. Here, the ratio between ΔP and the limit differential pressure ΔPmax is calculated, and from this ratio ΔP / ΔPmax, The remaining collection amount ZAN is obtained by searching the map. FIG. 7 shows the map characteristics of ZAN. It is determined that the higher the ratio, the more unburned, the higher the ratio, the higher the ZAN value. The obtained ZAN is stored in the memory.

なお、ΔPmaxはトラップに捕集されたパーティキュレ
ートが燃焼しても、その燃焼熱でトラップが溶損しない
捕集量での差圧のことで、再生時にトラップが溶損しな
いように予め設定している。
Note that ΔPmax is a differential pressure at a trapping amount at which the trap does not melt due to the heat of combustion even if the particulate matter trapped in the trap burns, and is set in advance so that the trap does not melt during regeneration. ing.

具体的にはΔPmaxは運転条件に応じて相違するので、
第6図のマップを検索することにより求める。たとえ
ば、第6図において回転数Neが高くなるほどΔPmaxを大
きくしている。これは次の理由からである。パーティキ
ュレートの捕集量が一定でも、トラップを通過する排気
の流量が増加すれば差圧が増大する。つまり回転数が高
くなることは排気の流量が増加することを意味するた
め、回転数が高くなるほどΔPmaxを大きく設定するので
ある。
Specifically, ΔPmax differs depending on the operating conditions,
It is determined by searching the map shown in FIG. For example, in FIG. 6, ΔPmax increases as the rotation speed Ne increases. This is for the following reason. Even if the trapped amount of particulates is constant, the differential pressure increases as the flow rate of exhaust gas passing through the trap increases. That is, an increase in the number of revolutions means an increase in the flow rate of the exhaust gas. Therefore, ΔPmax is set to be larger as the number of revolutions increases.

また、第6図においてエンジン負荷Qに応じてもΔPm
axを変化させている。これは次の理由からである。負荷
が大きくなることは、エンジンに供給する燃料の量が増
えることを意味する。燃料の量が増えると排気の温度も
高くなる。ディーゼルエンジンでは負荷の大小でエンジ
ンに吸入される空気量の変化は非常に少ないが、負荷が
高いと排気温度が高くなるため排気流量が見かけ上増加
し、差圧が増大する。したがって、負荷が大きくなるほ
どΔPmaxを大きくするのである。
In FIG. 6, ΔPm
ax is changing. This is for the following reason. An increase in load means an increase in the amount of fuel supplied to the engine. As the amount of fuel increases, the temperature of the exhaust also increases. In a diesel engine, the change in the amount of air taken into the engine is very small depending on the load, but when the load is high, the exhaust gas temperature becomes high, so that the exhaust flow rate apparently increases and the differential pressure increases. Therefore, ΔPmax increases as the load increases.

S23では、S20でのサンプル条件が満たされるごとに求
めたZANのデータ数が所定数(たとえば4個)になった
かどうかみて、なっていれば、S24に進む。
In S23, it is determined whether the number of ZAN data obtained every time the sample condition in S20 is satisfied has reached a predetermined number (for example, 4).

S24では所定数のZANのデータにつき統計処理を行う。
この場合の統計処理は加重平均であり、最初のデータZA
N1を次式により同じ名のメモリに格納する。
In S24, statistical processing is performed on data of a predetermined number of ZANs.
The statistical processing in this case is a weighted average and the first data ZA
N 1 is stored in the memory of the same name by the following equation.

ZAN1=ZAN1 … 次に、このメモリに格納されている値ZAN1と2番目の
データZAN2とから次式により加重平均値を求め、これを
同じ名のメモリに格納する。
ZAN 1 = ZAN 1 ... Next, a weighted average value is calculated from the value ZAN 1 stored in this memory and the second data ZAN 2 by the following equation, and this is stored in the memory having the same name.

ZAN2=(3ZAN1+ZAN2)/4 … 同様にして、次式により加重平均値を逐次求める。ZAN 2 = (3ZAN 1 + ZAN 2 ) / 4 In the same manner, a weighted average value is sequentially obtained by the following equation.

ZAN3=(3ZAN2+ZAN3)/4 … ZAN4=(3ZAN3+ZAN4)/4 … 最終的にZAN4というメモリに格納される値が求める値
である。
ZAN 3 = (3ZAN 2 + ZAN 3 ) / 4... ZAN 4 = (3ZAN 3 + ZAN 4 ) / 4... The value finally stored in the memory ZAN 4 is the value to be obtained.

S25は第1図の初期値設定手段65の機能を果たす部分
で、ここではZAN4の値をSUMの初期値として格納する。
S25 performs the function of the initial value setting means 65 in FIG. 1, and stores the value of ZAN 4 as the initial value of SUM.

S26では再生直後を示すフラグF2を消す(F2=0とす
る)。
In S26, the flag F2 indicating immediately after the reproduction is cleared (F2 = 0).

ここで、この例の作用を説明する。 Here, the operation of this example will be described.

この例では再生直後のトラップ前後差圧ΔPと限界差
圧ΔPmaxの比率から再生の効率が把握され、この再生効
率に応じて再生直後に燃え残る捕集量ZANが計算され
る。そして、この燃え残る捕集量ZANを積算SUMの初期値
として、次回に再生を行うべき時期が判断される。
In this example, the efficiency of regeneration is grasped from the ratio between the trapping differential pressure ΔP and the critical differential pressure ΔPmax immediately after regeneration, and the trapped amount ZAN that remains unburned immediately after regeneration is calculated according to the regeneration efficiency. Then, using this unburned collection amount ZAN as an initial value of the integrated SUM, it is determined when the next regeneration should be performed.

このため、再生時間経過後にパーティキュレートが燃
え残ると、再生時期が早く訪れる。しかも、燃え残る量
が多いほど再生時期は早くなっていく。つまり、燃え残
り量の多少に関係なく再生時期が適切となるのである。
Therefore, if the particulate remains unburned after the lapse of the reproduction time, the reproduction time comes earlier. Moreover, the regeneration time becomes earlier as the amount of unburned material increases. In other words, the regeneration time is appropriate regardless of the remaining amount of combustion.

この結果、再生時期が遅すぎて次の再生時に捕集量が
限界を越え、再生を行ったときには急激にパーティキュ
レートが燃焼しトラップが溶損するといった事態を防止
することができる。
As a result, it is possible to prevent a situation where the trapping amount exceeds the limit during the next regeneration due to the regeneration timing being too late and the particulates are rapidly burned and the trap is melted when the regeneration is performed.

また、圧力と運転履歴の併用で再生時期を判断するも
のに比べて制御が簡単である。
Further, the control is simpler than that in which the regeneration time is determined by using both the pressure and the operation history.

(発明の効果) この発明は、再生直後のトラップの前後差圧と限界差
圧との比率に応じて再生直後の燃え残り捕集量を計算す
ることにしたため、トラップに捕集されたパーティキュ
レートが再生直後に燃え残ることがあっても、その分再
生時期を早めることができ、これにてトラップの溶損防
止をはかることができる。
(Effects of the Invention) In the present invention, the amount of unburned residue immediately after regeneration is calculated according to the ratio between the differential pressure across the trap immediately after regeneration and the critical differential pressure, so that the particulates trapped in the trap are calculated. However, even if the garbage remains unburned immediately after the regeneration, the regeneration time can be advanced by that much, and the melting of the trap can be prevented.

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

第1図はこの発明のクレーム対応図、第2図は一実施例
のシステム図、第3図はこの実施例の制動動作を説明す
るための流れ図、第4図ないし第7図はそれぞれこの実
施例のΔPCT,KTW,ΔPmaxおよびZANの特性図、第8図は
従来例のシステム図である。 2…排気通路、5…吸気通路、6…吸気絞り弁、8…ダ
イヤフラムアクチュエータ、19…三方電磁弁、21…排気
絞り弁、22…ダイヤフラムアクチュエータ、23…三方電
磁弁、24…バイパス通路、25…バイパス弁、26…ダイヤ
フラムアクチュエータ、27…三方電磁弁、29…ヒータ、
31…圧力センサ、32…トラップ入口温度センサ、34…ク
ランク角センサ(エンジン回転数センサ)、35…アクセ
ルレバー開度センサ(エンジン負荷センサ)、41…コン
トロールユニット、53…トラップ、54…昇温装置、55…
エンジン負荷センサ、56…エンジン回転数センサ、57…
捕集量計算手段、58…捕集量積算手段、59…再生時期判
定手段、60…作動手段、61…差圧センサ、62…再生直後
判定手段、63…比率計算手段、64…燃え残り捕集量計算
手段、65…初期値設定手段。
FIG. 1 is a diagram corresponding to claims of the present invention, FIG. 2 is a system diagram of one embodiment, FIG. 3 is a flow chart for explaining a braking operation of this embodiment, and FIGS. FIG. 8 is a characteristic diagram of ΔPCT, K TW , ΔPmax and ZAN of the example, and FIG. 8 is a system diagram of a conventional example. 2 ... exhaust passage, 5 ... intake passage, 6 ... intake throttle valve, 8 ... diaphragm actuator, 19 ... three-way solenoid valve, 21 ... exhaust throttle valve, 22 ... diaphragm actuator, 23 ... three-way solenoid valve, 24 ... bypass passage, 25 ... bypass valve, 26 ... diaphragm actuator, 27 ... three-way solenoid valve, 29 ... heater,
31: pressure sensor, 32: trap inlet temperature sensor, 34: crank angle sensor (engine speed sensor), 35: accelerator lever opening sensor (engine load sensor), 41: control unit, 53: trap, 54: temperature rise Equipment, 55 ...
Engine load sensor, 56… Engine speed sensor, 57…
Collection amount calculation means, 58: Collection amount integration means, 59: Regeneration timing determination means, 60: Activation means, 61: Differential pressure sensor, 62: Regeneration immediately determination means, 63: Ratio calculation means, 64: Remaining unburned Collection amount calculation means, 65: Initial value setting means.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 兼先 伸和 神奈川県横浜市神奈川区宝町2番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−111013(JP,A) 特開 平1−163412(JP,A) 特開 平3−18614(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (72) Inventor Nobukazu Kanesa 2 Takaracho, Kanagawa-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Nissan Motor Co., Ltd. (56) References JP-A-60-111013 (JP, A) JP-A-1 163412 (JP, A) JP-A-3-18614 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】排気中のパーティキュレートを捕集する一
方で再生温度以上になると捕集したパーティキュレート
を再燃焼させるトラップと、 このトラップを昇温させる装置と、 エンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセンサと、 これらの検出値に応じて単位時間当たりのパーティキュ
レート捕集量を計算する手段と、 この捕集量を所定時間ごとに積算する手段と、 この積算値より再生時期にあるかどうかを判定する手段
と、 この再生時期になると前記昇温装置を作動させる手段
と、 前記トラップの前後差圧を検出するセンサと、 再生直後にあるかどうかを判定する手段と、 再生直後にあることが判定された場合に前記前後差圧の
検出値と予め定めた限界差圧の比率を計算する手段と、 この比率に応じて再生直後の燃え残り捕集量を計算する
手段と、 この燃え残り捕集量を前記積算値の初期値として設定す
る手段と を設けたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
1. A trap for collecting particulates in exhaust gas and reburning the collected particulates when the temperature exceeds a regeneration temperature, a device for raising the temperature of the trap, and a load and rotation speed of an engine. A sensor for detecting, a means for calculating a particulate collection amount per unit time according to the detected values, a means for integrating the collected amount at predetermined time intervals, and whether a regeneration time is determined based on the integrated value. Means for determining whether or not the regeneration time is reached, means for operating the temperature raising device, a sensor for detecting a differential pressure across the trap, means for determining whether or not immediately after regeneration, Means for calculating the ratio between the detected value of the front-rear differential pressure and a predetermined limit differential pressure, and determining the amount of unburned residue immediately after regeneration according to the ratio. An engine exhaust gas purification apparatus, comprising: means for calculating; and means for setting the unburned trapped amount as an initial value of the integrated value.
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