JP2630000B2 - Exhaust treatment device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust treatment device for internal combustion engine

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JP2630000B2
JP2630000B2 JP2904290A JP2904290A JP2630000B2 JP 2630000 B2 JP2630000 B2 JP 2630000B2 JP 2904290 A JP2904290 A JP 2904290A JP 2904290 A JP2904290 A JP 2904290A JP 2630000 B2 JP2630000 B2 JP 2630000B2
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exhaust trap
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は内燃機関の排気微粒子を排気トラップで捕集
して処理する装置に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an apparatus for collecting and treating exhaust particulates of an internal combustion engine with an exhaust trap.

(従来の技術) ディーゼル機関の排気中に含まれるカーボン等の微粒
子(パーティキュレイト)を捕集するために、排気通路
に排気トラップを設置することはよく知られている(特
公昭58−51235合公報等)。
(Prior Art) It is well known to install an exhaust trap in an exhaust passage in order to collect fine particles (particulates) such as carbon contained in exhaust gas of a diesel engine (Japanese Patent Publication No. Sho 58-5235). Gazette etc.).

排気トラップに捕集されたパーティキュレイトは、機
関の運転状態によって、たとえば排気温度が高くなる高
負荷時などには自動的に燃焼するが、通常の運転領域で
は次第に堆積していき、これが排気抵抗となって排気圧
力(排圧)の上昇を招き、機関性能に悪影響を及ぼす要
因となる。
The particulate matter trapped in the exhaust trap automatically burns depending on the operating state of the engine, for example, at a high load when the exhaust gas temperature rises, but gradually accumulates in a normal operating region, and this is accumulated. This causes resistance to increase the exhaust pressure (exhaust pressure), which is a factor that adversely affects engine performance.

そこで、捕集したパーティキュレイトを定期的に燃焼
させて排気トラップの再生を行うのであるが、このため
に、上記した公報では、吸気通路に吸気絞弁を設けてお
き、再生時にこの吸気絞り弁を閉じて吸入空気量を減ら
すことにより、燃料に関与しない余剰空気を減少させ、
排気温度を上昇させてパーティキュレイトを着火、燃焼
させるようにしている。
Therefore, the exhaust trap is regenerated by periodically burning the collected particulates. For this purpose, in the above-mentioned publication, an intake throttle is provided in the intake passage, and the exhaust throttle is provided during regeneration. By closing the valve and reducing the amount of intake air, excess air not involved in fuel is reduced,
The exhaust temperature is raised to ignite and burn the particulates.

また、機関の減速時など排気温度が低下するときは、
排気トラップをバイパスする通路に介装したバイパス弁
を開き、比較的定温の排気が排気トラップに流れこむこ
とのないようにして、排気トラップの過冷却を防いでい
る。
Also, when the exhaust temperature decreases, such as when the engine decelerates,
The bypass valve interposed in the passage that bypasses the exhaust trap is opened to prevent the exhaust gas at a relatively constant temperature from flowing into the exhaust trap, thereby preventing the exhaust trap from being excessively cooled.

(発明が解決しようとする課題) ところで、排気トラップの直前に電気ヒータを設置し
ておき、再生時に電気ヒータに通電して再生能力を高め
る場合(たとえば特開昭59−101520合公報)、バッテリ
の負荷が一時的に増加するため、ヒータ通電時にはアイ
ドル回転数を高めてバッテリの放電を防止する必要があ
る。
(Problems to be Solved by the Invention) By the way, when an electric heater is installed immediately before the exhaust trap and the electric heater is energized at the time of regeneration to increase the regeneration capability (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-101520), a battery Therefore, when the heater is energized, the idling speed must be increased to prevent the battery from discharging.

しかし、再生時に事前のバッテリ充電量が不十分であ
ると、再生中だけアイドル回転数を上げてもバッテリ上
がりを誘発しやすいという傾向があった。
However, if the battery charge in advance at the time of regeneration is insufficient, there is a tendency that even when the idle speed is increased only during the regeneration, the battery is likely to be depleted.

本発明はこのような問題を解決することを目的とす
る。
An object of the present invention is to solve such a problem.

(課題を解決するための手段) そこで本発明は、第1図に示すように、排気通路100
に介装した排気微粒子を捕集する排気トラップ101と、
排気温度を上昇させて排気トラップ101の堆積微粒子を
燃焼させる再生加熱手段102と、少なくとも運転状態を
検出する手段103と、運転状態に基づいて微粒子の捕集
堆積量を推定して排気トラップ101の再生時期を判定す
る手段104と、再生時期がきたら前記再生加熱手段に通
電して排気トラップ101の再生を行う制御手段105と、前
記判定結果から排気トラップのパーティキュレイト堆積
量が再生時期値よりも所定量少ないときに機関107のア
イドル回転数を第1の設定値まで上昇させ、かつ再生時
にはこの第1の設定値よりも高い第2の設定値まで上昇
させるアイドルアップ手段106とを備える。
(Means for Solving the Problems) Accordingly, the present invention, as shown in FIG.
An exhaust trap 101 for collecting exhaust particulates interposed in the
The regeneration heating means 102 for raising the exhaust temperature to burn the accumulated particulates in the exhaust trap 101, the means 103 for detecting at least the operating state, and the exhaust trap 101 Means 104 for judging the regeneration timing, control means 105 for energizing the regeneration heating means to regenerate the exhaust trap 101 when the regeneration timing comes, and the particulate accumulation amount of the exhaust trap from the judgment result indicates that the regeneration timing value And idle-up means 106 for increasing the idle speed of the engine 107 to a first set value when the engine speed is smaller by a predetermined amount, and increasing the idle speed to a second set value higher than the first set value during regeneration.

(作用) したがって、排気トラップのパーティキュレイトの堆
積量が、再生時期値よりも少ない、所定量に達すると、
まず第1の設定値までアイドル回転数が高められる。こ
れにより、バッテリに対する予備的な充電が開始され
る。
(Operation) Therefore, when the accumulation amount of the particulates in the exhaust trap reaches a predetermined amount that is smaller than the regeneration time value,
First, the idle speed is increased to the first set value. Thereby, preliminary charging of the battery is started.

ついで、排気トラップのパーティキュレイト堆積量が
所定の再生時期値に達すると、この第1の設定値よりも
高い第2の設定値までアイドル回転数が高められる。
Next, when the amount of particulates accumulated in the exhaust trap reaches a predetermined regeneration timing value, the idle speed is increased to a second set value higher than the first set value.

したがって、再生直前のバッテリ消費電力が大きいと
きでも、予備的な充電が行なわれていること、また再生
中にはアイドル回転数がさらに上昇することから、大消
費量の再生加熱手段へ通電されてもバッテリは十分に対
応でき、安定した再生動作が行える。
Therefore, even when the battery power consumption immediately before the regeneration is large, the preliminary charging is performed, and the idle speed further increases during the regeneration. Also, the battery can sufficiently cope with it and a stable reproduction operation can be performed.

(実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第2図において、1はディーゼル機関本体、2は吸気
通路、3は排気通路を示す。排気通路3には排気中のパ
ーティキュレイトを捕集するための排気トラップ4が設
けられる。なお、排気トラップ4には排気中の未燃焼成
分を酸化させる触媒が通気性のあるセラミック担体の表
面にコーティングされている。
In FIG. 2, 1 indicates a diesel engine main body, 2 indicates an intake passage, and 3 indicates an exhaust passage. The exhaust passage 3 is provided with an exhaust trap 4 for collecting particulates in the exhaust. The exhaust trap 4 is coated with a catalyst that oxidizes unburned components in the exhaust gas on the surface of a permeable ceramic carrier.

排気トラップ4に捕集堆積したパーティキュレイトを
定期的に燃焼させるために排気温度を上昇させて再生を
行う加熱手段として、まず、前記吸気通路2には吸気絞
り弁5が設けられており、負圧アクチュエータ(ダイヤ
フラム装置)6によって開度が絞り込まれると、燃焼に
関与しない余剰空気が減少して排気温度が上昇する。負
圧アクチュエータ6にはソレノイド弁(三方電磁弁)SO
L3を介して図示しないバキュームポンプ等からの負圧が
導入される。
In order to periodically burn the particulates collected and deposited in the exhaust trap 4, the exhaust gas is raised and the heating means for performing regeneration is provided with an intake throttle valve 5 in the intake passage 2. When the opening degree is narrowed by the negative pressure actuator (diaphragm device) 6, excess air not involved in combustion decreases and the exhaust gas temperature rises. The negative pressure actuator 6 has a solenoid valve (three-way solenoid valve) SO
A negative pressure from a vacuum pump or the like (not shown) is introduced via L3.

排気通路3には排気絞り弁7が設けられ、同じく負圧
アクチュエータ8を介して開度が絞られると、排圧の上
昇による機関負荷の上昇で、燃料噴射ポンプ10から供給
される燃料噴射量が増加して排気温度を上昇させられ
る。この負圧アクチュエータ8に対する負圧は、ソレノ
イド弁SOL1により制御される。
An exhaust throttle valve 7 is provided in the exhaust passage 3. Similarly, when the opening degree is reduced via the negative pressure actuator 8, the fuel injection amount supplied from the fuel injection pump 10 is increased due to an increase in the engine load due to an increase in the exhaust pressure. And the exhaust temperature can be raised. The negative pressure applied to the negative pressure actuator 8 is controlled by a solenoid valve SOL1.

さらに、排気トラップ4の直前には電気ヒータ11が設
置され、これへの通電によりトラップ前面温度を上昇さ
せることができる。
Further, an electric heater 11 is provided immediately before the exhaust trap 4, and by energizing the electric heater 11, the temperature of the trap front surface can be raised.

排気トラップ4と並列に排気バイパス通路12が設けら
れ、このバイパス通路12には負圧アクチュエータ14を介
して開閉するバイパス弁13が介装され、排気温度の低い
機関減速時などにバイパス弁13を開くことにより、排気
トラップ4をバイパスして定温の排気を流し、排気トラ
ップ4の温度低下を防ぐ。なお負圧アクチュエータ14に
はソレノイド弁SOL2を介して負圧の導入が制御される。
An exhaust bypass passage 12 is provided in parallel with the exhaust trap 4, and a bypass valve 13 that opens and closes via a negative pressure actuator 14 is provided in the bypass passage 12. By opening the exhaust trap 4, the exhaust gas at a constant temperature is bypassed and the exhaust trap 4 is prevented from lowering in temperature. The introduction of a negative pressure to the negative pressure actuator 14 is controlled via a solenoid valve SOL2.

また、燃料噴射ポンプ10のコントロールレバー15を操
作してアイドル回転数を上昇させる負圧アクチュエータ
16を設け、排気トラップ4の再生時等にアイドル回転数
を高めてバッテリの充電を行う。負圧アクチュエータ16
に対する導入負圧はソレノイド弁SOL4とSOL5によって制
御され、ソレノイド弁SOL4がオンしているときはアイド
ル回転数が第1の設定値まで上昇し、さらにもう1つの
ソレノイド弁SOL5がオンすると導入負圧が強まって第1
の設定値よりも高い第2の設定値まで上昇する。
Also, a negative pressure actuator that operates the control lever 15 of the fuel injection pump 10 to increase the idle speed.
16 is provided to charge the battery by increasing the idle speed during regeneration of the exhaust trap 4 or the like. Negative pressure actuator 16
Is controlled by the solenoid valves SOL4 and SOL5. When the solenoid valve SOL4 is on, the idle speed rises to the first set value, and when the other solenoid valve SOL5 turns on, the negative pressure Has become the first
Rise to a second set value higher than the set value.

次にコントロールユニット20は、これらソレノイド弁
SOL1〜5や電気ヒータ11の作動を制御して排気トラップ
4の再生を行い、また、同時にバッテリの充電のために
アイドル回転数を上昇制御する。
Next, the control unit 20 controls these solenoid valves.
The exhaust trap 4 is regenerated by controlling the operations of the SOLs 1 to 5 and the electric heater 11, and at the same time, the idle speed is controlled to increase for charging the battery.

すなわち、コントロールユニット20は機関運転状態を
検出する手段としての、機関回転数センサ21a、燃料噴
射量センサ21b、機関冷却温度センサ21c等からの各検出
信号Ne,Q,Twにもとづき機関の運転条件をみながら、か
つ、排気トラップ4の上流をと下流の圧力差ΔPを検出
する圧力センサ22の出力に基づいて、排気トラップ4に
捕集されるパーティキュレイトの堆積量を推定してその
再生時期を判定し、また、そのときの運転条件と排気温
度センサ23a,23bが検出する排気トラップ4の上流と下
流の排気温度に基づいて、前記各再生手段を選択的に作
動させて効率よく排気トラップ4の再生操作を行い、さ
らに、再生操作の前にアイドル回転数を第1の設定値ま
で上昇させてバッテリの予備的な充電を行い、再生時に
はこれよりも高い第2の設定値までアイドル回転数を高
め、また、再生直後にも一定時間だけ第1の設定値でア
イドル回転数を維持することにより、バッテリの放電を
防ぎ、安定した再生動作を補償する。
That is, the control unit 20 detects the operating condition of the engine based on the detection signals Ne, Q, and Tw from the engine speed sensor 21a, the fuel injection amount sensor 21b, the engine cooling temperature sensor 21c, and the like as means for detecting the engine operating state. And, based on the output of the pressure sensor 22 for detecting the pressure difference ΔP between the upstream and downstream of the exhaust trap 4, estimate the amount of particulates collected in the exhaust trap 4 and regenerate it. The timing is determined, and based on the operating conditions at that time and the exhaust temperatures upstream and downstream of the exhaust trap 4 detected by the exhaust temperature sensors 23a and 23b, the respective regeneration means are selectively operated to efficiently exhaust the exhaust gas. The regeneration operation of the trap 4 is performed, and before the regeneration operation, the idle speed is increased to the first set value to perform preliminary charging of the battery, and during regeneration, the idle rotation speed is increased to the second set value higher than this. It increased idle speed, also by maintaining the number of idling rotation in a first set value by a predetermined time even just after regeneration, prevent discharge of the battery, to compensate for the stable reproduction operation.

マイクロコンピュータ等により構成されるコントロー
ルユニット20における上記した制御動作を、第3図〜第
6図によって具体的に説明する。
The above control operation in the control unit 20 constituted by a microcomputer or the like will be specifically described with reference to FIGS.

第3図は制御動作のメインフローを示すもので、 まず機関回転数Neを読込み、機関が完全に自立運転し
ているかどうかを回転数Neから判断する(ステップ1,2
ただし以下の表示では単に「S1,2」のようにあらわ
す)。
FIG. 3 shows the main flow of the control operation. First, the engine speed Ne is read, and it is determined from the engine speed Ne whether the engine is operating completely independently (steps 1 and 2).
However, in the following display, it is simply expressed as "S1,2").

完爆していないときは、S3に移行して、吸気、排気絞
り弁5,7を開くと共にバイパス弁13を開き、かつ電気ヒ
ータ11をオフにする。
If the explosion has not been completed, the process proceeds to S3, in which the intake and exhaust throttle valves 5, 7 are opened, the bypass valve 13 is opened, and the electric heater 11 is turned off.

これに対して完爆したものと判断したときは、S4で燃
料噴射量Q、排気トラップ4の入口と出口温度TINとT
OUT、同じく上流と下流の圧力差ΔPを読込む。そし
て、S5で排気トラップ4に所定量のパーティキュレイト
が堆積した再生時期にきているかどうかを判断する。
On the other hand, when it is determined that the fuel has completely exploded, the fuel injection amount Q and the inlet and outlet temperatures TIN and TIN of the exhaust trap 4 are determined in S4.
OUT, also reads the upstream and downstream pressure difference ΔP. Then, in S5, it is determined whether or not it is time to regenerate when a predetermined amount of particulates has accumulated in the exhaust trap 4.

再生時期にあるときはS6の再生操作ルーチンに移行
し、この具体的な内容は第6図に示す通りであるが、機
関の運転状態によって再生条件が大きく変化するため、
運転性を損なうことなく効率のよい再生を行うための要
点を、第7図、第8図を参照しながら説明する。
When it is during the regeneration period, the process shifts to the regeneration operation routine of S6, the specific contents of which are as shown in FIG. 6, but since the regeneration conditions greatly change depending on the operating state of the engine,
The points for performing efficient regeneration without impairing drivability will be described with reference to FIGS. 7 and 8.

エンジンの負荷Qと回転数Neから定まる運転領域を、
第7図で示したようにAからDの4つの領域に区分けし
て、下記(i)〜(iv)のように、区分けされた運転領
域A〜Dに応じて制御内容を相違させる。
The operating range determined from the engine load Q and the rotational speed Ne
As shown in FIG. 7, the control is divided into four areas A to D, and the control contents are made different according to the divided operation areas A to D as shown in the following (i) to (iv).

(i)A領域;この領域では第8図で示すように、排気
温度が再生温度(400℃程度)TREGよりも高いので、何
もしなくとも排気トラップ4を再生することができ、し
たがってとくに再生手段を作動させない。
(I) Region A: In this region, as shown in FIG. 8, since the exhaust gas temperature is higher than the regeneration temperature (about 400 ° C.) TREG, it is possible to regenerate the exhaust trap 4 without doing anything. Do not activate the means.

なお、第8図は回転数一定条件下でのエンジン負荷に
対する排気温度特性を示す。
FIG. 8 shows the exhaust gas temperature characteristic with respect to the engine load under the condition of the constant rotation speed.

(ii)B領域;この領域では、多少排気温度を上昇させ
ないと、再生温度TREGに達しない。このため、吸気絞
り弁5で吸気を絞るか排気絞り弁7で排気を絞る必要が
ある。
(Ii) Region B: In this region, the regeneration temperature TREG will not be reached unless the exhaust gas temperature is raised somewhat. For this reason, it is necessary to restrict the intake with the intake throttle valve 5 or the exhaust with the exhaust throttle valve 7.

この場合、このB領域は負荷が比較的高く空気過剰率
が小さく、吸気を絞ったのではパーティキュレート(ス
モーク)が激増するので得策でないため、この領域では
排気だけを絞りかつ電気ヒータ11をONにする。
In this case, in the region B, the load is relatively high, the excess air ratio is small, and it is not advisable to restrict the intake air because the particulates (smoke) increase drastically. Therefore, only the exhaust is restricted and the electric heater 11 is turned on in this region. To

(iii)C領域;この領域では排気温度が低く、相当昇
温させないと、再生温度TREGに達しない。
(Iii) Region C: In this region, the exhaust temperature is low, and the temperature does not reach the regeneration temperature TREG unless the temperature is considerably increased.

なお、この領域では、空気過剰率が大きいため吸気を
絞ってもパーティキュレートが増加することはない。そ
して、吸気と排気を共に絞り、かつ電気ヒータ11をONに
する。
In this region, the excess air ratio is large, so that even if the intake air is restricted, the particulate does not increase. Then, both the intake and exhaust are throttled, and the electric heater 11 is turned on.

(iv)D領域;この領域での定常運転状態では、吸気と
排気をともに絞りかつ電気ヒータ11をONにしても、再生
温度TREGに達することはない。
(Iv) Region D: In the steady operation state in this region, the regeneration temperature TREG will not be reached even if both the intake and exhaust are throttled and the electric heater 11 is turned on.

しかしながら、高負荷高回転域から過渡的にこの領域
に移行してきたような場合は、排気トラップ4の余熱が
高いので、これを利用すれば再生を継続して行うことが
できる。そこで、この領域ではさらに排気トラップ入口
温度TINと出口温度TOUTに応じて、3つの領域(TIN
≧T1の領域D1、TIN<T1かつTOUT≧T2の領域D2、TIN
<T1かつTOUT<T2の領域D3)に区分けし、次によう
に、排気余熱を利用することができるときはこれを積極
的に利用する。ただし、T1は再生温度TREGに等しい400
℃、T2は300℃である。
However, in a case where the exhaust trap 4 transitions from the high-load high-speed region to this region transiently, the residual heat of the exhaust trap 4 is high, and if this is utilized, the regeneration can be continued. Therefore, in this region, three regions (TIN) are further set in accordance with the exhaust trap inlet temperature TIN and the outlet temperature TOUT.
Region D 1 of the ≧ T 1, TIN <T 1 and region D 2 of TOUT ≧ T 2, TIN
<T 1 and is divided into TOUT <region D 3 of the T 2), then as actively utilizes this when you can utilize exhaust waste heat. However, T 1 is equal to the regeneration temperature TREG 400
° C., T 2 is 300 ° C..

領域D1;この領域では排気温度が高いので、そのままで
も再生が継続されるが、電気ヒータ11をONにして補助さ
せる。
Region D 1 : Since the exhaust temperature is high in this region, the regeneration is continued as it is, but the electric heater 11 is turned on to assist.

領域D2;排気トラップ4の出口温度TOUTが入口温度TIN
より低いことから、排気トラップ4が排気により冷やさ
れていることがわかるので、排気トラップ4をバイパス
して流してやると、トラップ自体の温度が高く保たれ再
生温度を維持できる。
Region D 2 ; Outlet temperature TOUT of exhaust trap 4 is inlet temperature TIN
Since the temperature is lower, it can be seen that the exhaust trap 4 is cooled by the exhaust gas. Therefore, if the exhaust trap 4 is flown by bypassing the exhaust trap 4, the temperature of the trap itself is kept high and the regeneration temperature can be maintained.

そこで、この領域ではバイパス弁13を開き、かつ電気
ヒータ11をONとする。
Therefore, in this region, the bypass valve 13 is opened and the electric heater 11 is turned on.

領域D3;このような低温域ではどのようにしても再生温
度TREGにまで上昇させることができない。ただし、こ
のような低温域ではパーティキュレートの発生が少ない
ので、排気をバイパスして流しても問題はなく、バイパ
スすることにより排気圧力を下げることができる。そこ
で、この領域ではバイパス弁13を開く。なお、電気ヒー
タ11はOFFである。
Region D 3; can not be raised to such How even regeneration temperature TREG is in the low temperature range. However, since the generation of particulates is small in such a low temperature region, there is no problem even if the exhaust gas is bypassed, and the exhaust pressure can be reduced by bypassing the exhaust gas. Therefore, in this region, the bypass valve 13 is opened. Note that the electric heater 11 is off.

以上の動作は具体的には第6図のルーチンに示すよう
にして行なわれ、まず、S48で機関がアイドリング状態
かどうかを判断し、アイドリングならばアイドル上昇段
階Iフラグをオフ、レバー開度段階Iオン、レバー開度
段階IIオンとして、アイドル回転数を1,000rpmの第2の
設定値まで上昇させる。
The above operation is specifically performed as shown in the routine of FIG. 6. First, in S48, it is determined whether or not the engine is in an idling state. At I-on, lever opening stage II-on, the idling speed is increased to a second set value of 1,000 rpm.

アイドリングでないときは、レバー開度段階I,IIとも
にオフにし、かつアイドル上昇段階I,IIフラグをオフに
して、S51に進む。
If the engine is not idling, both the lever opening stages I and II are turned off, and the idle rising stages I and II flags are turned off, and the routine proceeds to S51.

S51では冷却水温Twが所定値(たとえば50℃)以上で
あるかどうかみて、所定値以上であれば、S52に進む。
In S51, it is determined whether or not the cooling water temperature Tw is equal to or higher than a predetermined value (for example, 50 ° C.).

まず、S53〜S55ではエンジン負荷Qと回転数Neから定
まるそのときの運転条件が、第7図で示したいずれの運
転領域A〜Dに属するかを判定する。この場合、第7図
の領域特性は予めマップにしてROMに記憶させておく。
First, in S53 to S55, it is determined which of the operating areas A to D shown in FIG. 7 the operating condition determined at that time from the engine load Q and the rotation speed Ne. In this case, the area characteristics shown in FIG. 7 are mapped in advance and stored in the ROM.

判定結果に応じ、領域AであればS58,領域Bであれば
S59,領域CであればS60,領域DであればS56にそれぞれ
進む。
According to the determination result, if the area A, S58, if the area B,
The process proceeds to S59 if it is in the area C and to S60 if it is in the area D.

また、S56,S57では3つの温度域D1〜D3のいずれに属
するかを判定し、領域D1であればS61,領域D2であればS6
2,領域D3であればS63に進む。
Further, S56, determines one to belong in S57 3 single temperature zone D 1 to D 3, if a region D 1 S61, if area D 2 S6
2, the process proceeds to S63 if area D 3.

S58は前述した領域Aでの操作内容にしたがって再生
を行い、またS59では領域Bの、S60では領域Cの再生を
行う。さらに、S61では領域D1の、またS62では領域D2
操作内容にしたがった再生を行い、S63では領域D3の内
容にしたがって排気をバイパスさせる。
In S58, reproduction is performed in accordance with the operation content in the area A described above, and in S59, the area B is reproduced, and in S60, the area C is reproduced. Furthermore, the region D 1 in S61, also performs a playback in accordance with the operation content of the S62 in the region D 2, thereby bypassing the exhaust according to the content of the area D 3 in S63.

S64〜S67では再生時間をカウントし、その後S68に進
み、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S69に進む。
In S64 to S67, the reproduction time is counted, and then the process proceeds to S68, where the counted reproduction time is set to a predetermined time (for example, 10 minutes).
If the predetermined time has elapsed, it is determined that the reproduction has ended, and the flow proceeds to S69.

S69では、排気と吸気の各絞り弁5,7、バイパス弁13を
元の状態に戻し、電気ヒータ11をオフにし、再生直後フ
ラグをオンにすると共に再生時期フラグをオフにする。
In S69, the exhaust and intake throttle valves 5, 7 and the bypass valve 13 are returned to their original states, the electric heater 11 is turned off, the flag immediately after regeneration is turned on, and the regeneration timing flag is turned off.

一方、S51で冷却水温Twが所定値未満であれば、S70に
おいて排気トラップの入口温度TINがT1以上かどうかみ
て、TIN≧T1であれば、排気トラップ4で再生されるの
でS58に移行するが、そうでない場合はS71,72に進み、
再生動作は行わない。
On the other hand, if the cooling water temperature Tw is less than the predetermined value in S51, the migration inlet temperature TIN of the exhaust trap look whether above T 1 at S70, if the TIN ≧ T 1, in S58 since played in exhaust trap 4 If not, go to S71, 72,
No playback operation is performed.

このようにして再生時期に達すると、再生手段を操作
して排気トラップ4に堆積したパーティキュレイトを再
燃焼させるのであるが、そうでないときは、第3図にお
いて、S7のバイパス弁操作レーチンに移行する。
When the regeneration time is reached in this way, the regeneration means is operated to reburn the particulates accumulated in the exhaust trap 4. If not, however, in FIG. Transition.

再生時期に達しない通常の運転時には排気バイパス通
路12のバイパス弁13のみ運転状態に応じて作動させるの
であり、第4図に示すように、運動状態をマップ検索し
て減速状態にあるかどうかを判断し(S21,S22)、減速
時には排気出口温度TOUTが所定値Texよりも高いとき
は、バイパス弁13を閉じるが、そうでないときはバイパ
ス弁13を開いて、排気トラップ4をバイパスして排気を
流し、排気トラップ4が比較的低温の排気(減速時は排
気温度が低い)により過冷却されるのを防ぐ(S23〜S2
5)。
During normal operation that does not reach the regeneration time, only the bypass valve 13 of the exhaust bypass passage 12 is operated in accordance with the operation state. As shown in FIG. It is determined (S21, S22) that the bypass valve 13 is closed when the exhaust outlet temperature TOUT is higher than the predetermined value Tex during deceleration, but otherwise the bypass valve 13 is opened to bypass the exhaust trap 4 and exhaust gas. To prevent the exhaust trap 4 from being supercooled by relatively low-temperature exhaust (the exhaust temperature is low during deceleration) (S23 to S2).
Five).

出口温度が所定値よりも高いときに排気トラップ4を
バイパスして排気を流すと、排気トラップ4に適度な空
気が存在して、これにより捕集されていたパーティキュ
レイトがいっきに燃焼して排気トラップ4を焼損したり
するので、この場合には排気トラップ4に積極的に排気
を流すことにより、温度を下げ、焼損防止を図るのであ
る。
When the exhaust gas is bypassed when the outlet temperature is higher than a predetermined value and the exhaust trap 4 is bypassed, appropriate air exists in the exhaust trap 4, and the trapped particulates are burned at a time and the exhaust gas is exhausted. Since the trap 4 is burned, in this case, the exhaust gas is positively flown through the exhaust trap 4 to lower the temperature and prevent the burn.

次ぎに第3図に戻り、S8で再生時期の判断、つまり排
気トラップ4に所定量のパーティキュレイトが堆積して
いるかどうかをみる。
Next, returning to FIG. 3, it is determined in S8 whether or not the regeneration time has been reached, that is, whether or not a predetermined amount of particulates has accumulated in the exhaust trap 4.

具体的な内容は第5図に示す通りで、S31で再生直後
がどうかを判定し、そうでなければとS31からS39に進
み、排気トラップ4の前後差圧ΔPの設定値ΔPmaxを検
索し、S40でΔPとΔPmaxの大小を比較する。
The specific contents are as shown in FIG. 5. In S31, it is determined whether or not immediately after the regeneration, and if not, the process proceeds from S31 to S39, and the set value ΔPmax of the differential pressure ΔP of the exhaust trap 4 is searched, In S40, the magnitudes of ΔP and ΔPmax are compared.

ΔPmaxは排気トラップ4のパーティキュレイト堆積量
が所定値に達した再生を行うときの値に相当する。
ΔPmax corresponds to a value at the time of performing regeneration in which the amount of accumulated particulates in the exhaust trap 4 has reached a predetermined value.

もし、これよりも小さいときは、S41でΔPmaxの80%
に達しているかどうかを判定する。
If smaller than this, 80% of ΔPmax in S41
Is determined.

そうでないときは、S44でレバー開度を共にオフにし
て通常のアイドル回転数(600rpm)にする一方、80%に
達しているときは、アイドリングかどうかをみて、アイ
ドリングならば、アイドル上昇段階Iフラグをオンにし
て、レバー開度段階Iをオン、つまり、ソレノイド弁SO
L4をオン、ソレノイド弁SOL5をオフにして、アイドル回
転数を第1の設定値である800rpmまで上昇させる(S42,
S45)。
If not, the lever opening is turned off at S44 to set the normal idle speed (600 rpm), while if it has reached 80%, it is checked whether the engine is idling. Turn on the flag to turn on the lever opening stage I, that is, the solenoid valve SO
L4 is turned on, the solenoid valve SOL5 is turned off, and the idle speed is increased to the first set value of 800 rpm (S42,
S45).

これに対して、差圧ΔPがΔPmaxよりも大きいとき
は、S43で再生時期フラグをオンにして、前記した再生
操作に移行する。なお、この再生操作ではS50(第6図
参照)において、レバー開度段階IIがオンとなり、ソレ
ノイド弁SOL4とSOL5が共にオンとなり、アイドル回転数
は第1の設定値よりも高い第2の設定値である1,000rpm
まで上昇させる。
On the other hand, when the differential pressure ΔP is larger than ΔPmax, the reproduction timing flag is turned on in S43, and the flow shifts to the above-described reproduction operation. In this regeneration operation, at S50 (see FIG. 6), the lever opening stage II is turned on, both the solenoid valves SOL4 and SOL5 are turned on, and the idle speed is set to the second setting higher than the first setting value. 1,000 rpm which is the value
Up to

一方、前記S31において、再生直後と判定されたとき
は、アイドリングのときにアイドル上昇段階Iフラグか
ら、第1の設定値でアイドルアップが継続しているかど
うかを判断し、そうでないときは、アイドル上昇段階I
フラグをオンし、レバー開度段階IIをオフ、レバー開度
段階Iをオンにして、アイドル回転数を第1の設定値で
ある800rpmまで上昇させる(S32〜S34)。
On the other hand, in S31, when it is determined that it is immediately after the reproduction, it is determined whether the idle-up is continued at the first set value from the idle rising stage I flag at the time of idling. Ascent phase I
The flag is turned on, the lever opening stage II is turned off, the lever opening stage I is turned on, and the idle speed is increased to the first set value of 800 rpm (S32 to S34).

つまり、再生直後にもアイドル回転数を高めて、バッ
テリの充電を行うのである。
That is, the battery is charged by increasing the idle speed immediately after the regeneration.

同時にタイマのカウントを開始するが、S33で継続中
のときはS36でカウントアップし、S35でタイマのカウン
ト値を設定値Time3と比較し、この設定値に達したらア
イドル上昇段階Iフラグと、再生直後フラグを共にオフ
にし、タイマのリセットを行う。
At the same time, the count of the timer is started, but if the count is continued in S33, the count is incremented in S36, and the count value of the timer is compared with the set value Time3 in S35. Immediately afterwards, both the flags are turned off and the timer is reset.

このようにして排気トラップ4の再生直後も一定時間
だけ、アイドル回転数を第1の設定値まで上昇させる。
In this way, the idle speed is increased to the first set value for a certain time immediately after the regeneration of the exhaust trap 4.

なお、再生時間の判定を行う場合、パーティキュレイ
ト堆積量は運転条件によってパーティキュレイトの発生
量が異なるので、排気トラップ4の前後差圧ΔPだけで
なく、機関負荷や回転数に基づいて、予め想定されるパ
ーティキュレイトの発生特性から演算して求めれば、な
お一層正確な判定が行える。
When the regeneration time is determined, the amount of particulates generated differs depending on the operating conditions. Therefore, based on not only the differential pressure ΔP across the exhaust trap 4 but also the engine load and the number of revolutions, A more accurate determination can be made by calculating from the assumed particle generation characteristics in advance.

第9図に再生前後におけるアイドル回転数の上昇値を
示すが、再生時間の堆積量の80%において、第1の設定
値までアイドル回転数が上昇させられ、バッテリに対し
て予備的に充電を行い、再生時にはそれよりも高い第2
の設定値までアイドル回転数を上昇させるので、再生直
前のバッテリ消費電力が大きくても、再生時に安定して
電気ヒータ11に電力を供給することができる。
FIG. 9 shows the increase values of the idle speed before and after the regeneration. At 80% of the accumulation amount during the regeneration time, the idle speed is increased to the first set value, and the battery is preliminarily charged. Yes, and a higher second
Since the idle speed is increased to the set value of, power can be supplied to the electric heater 11 stably during the regeneration even if the battery power consumption immediately before the regeneration is large.

さらに、再生後の一定時間は第1の設定値までアイド
ル回転数を上昇させてバッテリの充電を行うので、その
後のバッテリ付加に対しても安定した性能を維持するこ
とができる。
Furthermore, since the battery is charged by increasing the idle speed to the first set value for a certain period of time after the regeneration, stable performance can be maintained even when the battery is added later.

なお、第10図はアイドル回転数とバッテリ(オルタネ
ータ)出力電流の特性を示すものであるが、通常のアイ
ドル回転数(600rpm)に比較して、第1、第2の設定回
転数(アイドル上昇段階I,II)では出力電流値が増大
し、バッテリの消費電力の増加に十分に対応できるので
ある。
FIG. 10 shows the characteristics of the idle speed and the output current of the battery (alternator). Compared with the normal idle speed (600 rpm), the first and second set speeds (idle rise In steps I and II), the output current value increases, and it is possible to sufficiently cope with the increase in the power consumption of the battery.

(発明の効果) 以上のように本発明によれば、少なくとも排気トラッ
プの再生直前にアイドル回転数を第1の設定値まで上昇
させ、かつ再生時にはこれよりも高い第2の設定値まで
アイドル回転数を上昇させるようにしたので、再生時に
電気ヒータ等の再生加熱手段への通電量が一時的に急増
しても、バッテリは予備的な充電により十分な対応で
き、安定した再生性能を維持することができる。
(Effect of the Invention) As described above, according to the present invention, the idle speed is increased to the first set value at least immediately before the regeneration of the exhaust trap, and the idle speed is increased to the second set value higher than this at the time of the regeneration. Since the number is increased, even if the amount of electricity to the regenerating heating means such as an electric heater temporarily increases suddenly during the regenerating, the battery can sufficiently cope with the preliminary charging and maintain a stable regenerating performance. be able to.

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

第1図は本発明の構成を示す構成図、第2図は本発明の
実施例の概略構成図、第3図から第6図はそれぞれ制御
動作を示すフローチャート、第7図は機関負荷と回転数
にもとに再生操作時の制御領域を示す説明図、第8図は
機関負荷と排気温度をもとに同じく制御領域を示す説明
図、第9図はアイドル回転上昇特性を示す説明図、第10
図は機関回転とバッテリ出力特性の関係を示す説明図で
ある。 1……機関本体、2……吸気通路、3……排気通路、4
……排気トラップ、5……吸気絞り弁、7……排気絞り
弁、10……燃料噴射ポンプ、11……電気ヒータ、12……
排気バイパス通路、13……バイパス弁、15……コントロ
ールレバー、20……コントロールユニット、21a……回
転数センサ、21b……燃料噴射量センサ、21c……冷却水
温センサ、22……差圧力センサ、23a,23b……温度セン
サ。
FIG. 1 is a block diagram showing the configuration of the present invention, FIG. 2 is a schematic block diagram of an embodiment of the present invention, FIGS. 3 to 6 are flowcharts each showing a control operation, and FIG. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a control region at the time of the regeneration operation, FIG. 8 is an explanatory diagram showing the same control region based on the engine load and the exhaust gas temperature, FIG. Tenth
The figure is an explanatory diagram showing the relationship between engine rotation and battery output characteristics. 1 ... engine body, 2 ... intake passage, 3 ... exhaust passage, 4
... exhaust trap, 5 ... intake throttle valve, 7 ... exhaust throttle valve, 10 ... fuel injection pump, 11 ... electric heater, 12 ...
Exhaust bypass passage, 13 Bypass valve, 15 Control lever, 20 Control unit, 21a Rotational speed sensor, 21b Fuel injection amount sensor, 21c Cooling water temperature sensor, 22 Differential pressure sensor , 23a, 23b ... temperature sensors.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】排気通路に介装した排気微粒子を捕集する
排気トラップと、排気温度を上昇させて排気トラップの
堆積微粒子を燃焼させる再生加熱手段と、少なくとも運
転状態を検出する手段と、運動状態に基づいて微粒子の
捕集堆積量を推定して排気トラップの再生時期を判定す
る手段と、再生時期がきたら前記再生加熱手段に通電し
て排気トラップの再生を行う制御手段と、前記判定結果
から排気トラップのパーティキュレイト堆積量が再生時
期値よりも所定量少ないときに機関アイドル回転数を第
1の設定値まで上昇させ、かつ再生時にはこの第1の設
定値よりも高い第2の設定値まで上昇させるアイドルア
ップ手段とを備えたことを特徴とする内燃機関の排気処
理装置。
An exhaust trap interposed in an exhaust passage for trapping exhaust particulates, a regeneration heating means for increasing the exhaust temperature to burn the deposited particulates of the exhaust trap, a means for detecting at least an operation state, and a motion Means for estimating the amount of trapped and accumulated fine particles based on the state to determine the regeneration time of the exhaust trap; control means for supplying electricity to the regeneration heating means to regenerate the exhaust trap when the regeneration time comes; When the amount of particulates accumulated in the exhaust trap is smaller than the regeneration timing value by a predetermined amount, the engine idle speed is increased to a first set value, and a second setting higher than the first set value during regeneration is performed. An exhaust treatment device for an internal combustion engine, comprising: an idle-up means for increasing the pressure to a value.
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