JP2847976B2 - Exhaust gas purification device for internal combustion engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for internal combustion engine

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JP2847976B2
JP2847976B2 JP3021078A JP2107891A JP2847976B2 JP 2847976 B2 JP2847976 B2 JP 2847976B2 JP 3021078 A JP3021078 A JP 3021078A JP 2107891 A JP2107891 A JP 2107891A JP 2847976 B2 JP2847976 B2 JP 2847976B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に設けられる排
気浄化装置に関し、特にディーゼル機関より排出される
ディーゼルパティキュレートを捕集するパティキュレー
トフィルタを備えた排気浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device provided in an internal combustion engine, and more particularly to an exhaust gas purification device provided with a particulate filter for collecting diesel particulates discharged from a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばディーゼル機関の排気中には排気
微粒子、即ちパティキュレートが含まれているため、機
関の排気系にはこのパティキュレートを捕集するための
パティキュレートフィルタ(以下、フィルタとも呼ぶ)
が装着されている。
2. Description of the Related Art For example, since the exhaust gas of a diesel engine contains exhaust particulates, that is, particulates, a particulate filter (hereinafter also referred to as a filter) for trapping the particulates is provided in an exhaust system of the engine. )
Is installed.

【0003】ところでパティキュレートフィルタは一般
に通気性の良い、例えばセラミック材から形成されてお
り、排気ガスがこのフィルタを通過するときパティキュ
レートがフィルタ隔壁に捕集される構造になっている。
従ってフィルタは使用するにつれパティキュレート捕集
量が増加すると通気性が次第に損なわれ背圧が上昇する
ことになるため、定期的に再生されなければならない。
[0003] The particulate filter is generally formed of, for example, a ceramic material having good air permeability, and has a structure in which the particulates are collected in the filter partition wall when the exhaust gas passes through the filter.
Therefore, the filter must be regenerated periodically, as the amount of particulates collected increases as the filter is used, resulting in a gradual loss of air permeability and an increase in back pressure.

【0004】そしてこのフィルタ再生にあたっては、例
えばフィルタ端部に電気ヒータを配置すると共に、フィ
ルタに再生用ガス(2次空気)を供給する電動ポンプを
フィルタ外部に設け、フィルタ再生時、電気ヒータに通
電することによりパティキュレートに着火し、その火炎
を電動ポンプから供給される再生用ガス(2次空気)で
もってフィルタ下流側へと伝播させ、以てフィルタ全域
に亙ってパティキュレートを焼却する排気浄化装置が既
に知られている(実開昭63−138417号公報参照)。
When the filter is regenerated, for example, an electric heater is arranged at the end of the filter, and an electric pump for supplying a regeneration gas (secondary air) to the filter is provided outside the filter. When the power is supplied, the particulates are ignited, and the flame is propagated to the downstream side of the filter by the regeneration gas (secondary air) supplied from the electric pump, thereby burning the particulates over the entire area of the filter. An exhaust emission control device is already known (see Japanese Utility Model Laid-Open No. 63-138417).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところで上述した電気
ヒータや電動ポンプへの供給電力は、通常、車両に搭載
されるバッテリによって賄われることになるが、このバ
ッテリ電圧は一般に車両の運転条件(例えばエンジン回
転数)の変化によって変動している。そして上述したよ
うな従来装置においては、電気ヒータや電動ポンプに対
してそのままバッテリ電圧を印加する構成となっている
ために、供給電力が変動してヒータの発熱量や再生用ガ
スの吐出量がフィルタ再生毎に変動し、例えば供給電力
過大時においてヒータ線が溶断したり、火炎が吹き消え
たりする恐れがあった。又、供給電力過小時にはパティ
キュレート着火困難となったり火炎が充分伝播しなかっ
たりしてフィルタ再生不良となるような恐れがあり、フ
ィルタの再生条件が一定しない。
The electric power supplied to the electric heater and the electric pump described above is usually supplied by a battery mounted on the vehicle, and the battery voltage generally depends on the operating conditions of the vehicle (for example, Engine speed). In the conventional apparatus as described above, since the battery voltage is directly applied to the electric heater and the electric pump, the supply power fluctuates, and the heat generation amount of the heater and the discharge amount of the regeneration gas are reduced. It fluctuates every time the filter is regenerated. For example, when the supply power is excessive, the heater wire may be blown or the flame may blow out. In addition, when the supplied power is too small, there is a possibility that particulate ignition becomes difficult or the flame does not sufficiently propagate, resulting in filter regeneration failure, and the filter regeneration conditions are not constant.

【0006】本発明は以上の問題に鑑み提供されるもの
であって、常に一定したフィルタ再生状態が得られるよ
うな排気浄化装置を提出することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of always obtaining a constant filter regeneration state.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記目的のため本発明に
よれば、内燃機関の排気系に設けられパティキュレート
を捕集するフィルタを備えると共にフィルタ端部に電気
ヒータを配して、これを通電することによりフィルタに
捕集されたパティキュレートを焼却してフィルタ再生す
る排気浄化装置は、フィルタ再生時、上記電気ヒータに
電力を供給するバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧
検出手段と、検出された上記バッテリ電圧と予め定めら
れた所定ヒータ電圧とにより電気ヒータに供給される電
力のデューティ比を求めるデューティ比演算手段と、得
られたデューティ比により電気ヒータに供給されるバッ
テリ通電時間をデューティ制御して電気ヒータに一定電
力を供給する一定電力供給手段を有する。
According to the present invention, there is provided, in accordance with the present invention, a filter provided in an exhaust system of an internal combustion engine for collecting particulates, and an electric heater disposed at an end of the filter. An exhaust gas purifying apparatus that incinerates particulates trapped in a filter by energizing the filter to regenerate the filter includes a battery voltage detecting unit that detects a voltage of a battery that supplies power to the electric heater when the filter is regenerated. Duty ratio calculating means for calculating a duty ratio of electric power supplied to the electric heater based on the battery voltage and a predetermined heater voltage, and duty control of a battery energizing time supplied to the electric heater based on the obtained duty ratio. And a constant power supply means for supplying a constant power to the electric heater.

【0008】又、本発明ではフィルタ再生時にフィルタ
に再生用ガスを供給する電動ポンプを設けた排気浄化装
置は、フィルタ再生時、上記電動ポンプに電力を供給す
るバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、
検出された上記バッテリ電圧と予め定められた所定電動
ポンプ電圧とにより電動ポンプに供給される電力のデュ
ーティ比を求めるデューティ比演算手段と、得られたデ
ューティ比により電動ポンプに供給されるバッテリ通電
時間をデューティ制御して電動ポンプに一定電力を供給
する一定電力供給手段を有する排気浄化装置が提供され
る。
Further, in the present invention, an exhaust gas purifying apparatus provided with an electric pump for supplying a regeneration gas to a filter at the time of filter regeneration is provided with a battery voltage detection for detecting a voltage of a battery for supplying electric power to the electric pump at the time of filter regeneration. Means,
A duty ratio calculating means for calculating a duty ratio of electric power supplied to the electric pump based on the detected battery voltage and a predetermined electric pump voltage; and a battery energizing time supplied to the electric pump based on the obtained duty ratio. An exhaust gas purifying apparatus having constant power supply means for supplying constant electric power to the electric pump by duty control of the electric pump is provided.

【0009】[0009]

【作用】フィルタ再生時、バッテリと電気ヒータ或は電
動ポンプとの通電時間がバッテリ電圧から求められたデ
ューティ比によりデューティ制御されるため、供給電力
量はバッテリ電圧変動に関係なく一定化し、従って、ヒ
ータの発熱量や再生用ガス吐出量を一定することがで
き、フィルタ再生状態の変動を小さくすることができ
る。
When the filter is regenerated, the energization time between the battery and the electric heater or the electric pump is duty-controlled by the duty ratio obtained from the battery voltage, so that the supplied electric power is constant regardless of the battery voltage fluctuation. The amount of heat generated by the heater and the discharge amount of the regeneration gas can be kept constant, and fluctuations in the filter regeneration state can be reduced.

【0010】[0010]

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1は本発明の第1実施例として、フィルタに設けられ
る電気ヒータへの電力供給を定常化する排気浄化装置を
示している。図において、1a,1bは並列に配置され
その夫々がパティキュレートを捕集するように形成され
る2つのフィルタ、2はパティキュレート捕集時、図示
しないエンジン本体からの排気ガスをフィルタ1を介し
て最終的にマフラ3へと導く排気管である。
An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows, as a first embodiment of the present invention, an exhaust gas purifying apparatus that steadily supplies power to an electric heater provided in a filter. In the figure, reference numerals 1a and 1b denote two filters which are arranged in parallel and each of which is formed so as to collect particulates, and 2 filters exhaust gas from an engine body (not shown) through a filter 1 during particulate collection. The exhaust pipe finally leads to the muffler 3.

【0011】図示するように排気管2はフィルタ1a,
1bに対応してフィルタ上流で分岐し、再度合流するよ
うになっている。またフィルタ1a,1bより排気上流
側の排気管2部分には、フィルタ再生時、エンジン本体
からの排気ガスをフィルタ1a,1bを介することなく
直接、マフラ3へと導くバイパス管4が接続され、その
途中には上述した排気ガス流れを達成するための第1制
御弁5が設けられる。
As shown in the figure, the exhaust pipe 2 has a filter 1a,
In accordance with 1b, the filter is branched upstream of the filter and merges again. Further, a bypass pipe 4 for guiding exhaust gas from the engine body directly to the muffler 3 without passing through the filters 1a and 1b at the time of filter regeneration is connected to a portion of the exhaust pipe 2 on the exhaust upstream side of the filters 1a and 1b. On the way, a first control valve 5 for achieving the above-mentioned exhaust gas flow is provided.

【0012】更に排気管2とバイパス管4の接続部(フ
ィルタ上流側)よりもフィルタ側には、フィルタ再生時
において、フィルタを経由した後の再生用ガス(本例の
場合、2次空気)を外部に放出するガス放出管6が接続
され、この接続部にも第2制御弁7が設けられる。
Further, on the filter side relative to the connection (upstream side of the filter) between the exhaust pipe 2 and the bypass pipe 4, during regeneration of the filter, the regeneration gas after passing through the filter (secondary air in this example). Is connected to a gas discharge pipe 6 for discharging the gas to the outside, and a second control valve 7 is also provided at this connection portion.

【0013】フィルタ1a,1bの排気下流側の端部に
は、フィルタ再生時捕集されたパティキュレートに着火
するための電気ヒータ8a,8bが設けられる。又、排
気ガスの合流部よりも排気下流側には、フィルタ再生時
において夫々のフィルタ1a,1bにパティキュレート
燃焼のための再生用ガス、即ち2次空気を供給する電動
ポンプ9が設けられる。従って本実施例では、フィルタ
再生時においては再生用ガスがパティキュレート捕集時
と異なりフィルタ1a,1b内を逆流することになり、
この再生用ガスの排気管2への吐出口より排気下流側に
は、再生用ガス流動を阻止する第3制御弁10が設けられ
る。
Electric heaters 8a and 8b for igniting the particulates collected at the time of filter regeneration are provided at the downstream ends of the filters 1a and 1b. Further, an electric pump 9 for supplying a regeneration gas for particulate combustion, that is, secondary air to each of the filters 1a and 1b at the time of filter regeneration, is provided downstream of the exhaust gas merging portion. Therefore, in the present embodiment, the regeneration gas flows back through the filters 1a and 1b during filter regeneration, unlike during particulate collection.
A third control valve 10 for preventing the flow of the regeneration gas is provided downstream of the discharge port of the regeneration gas to the exhaust pipe 2.

【0014】本実施例によれば図示した2つのフィルタ
1a,1bは、その再生にあたって、まず一方の電気ヒ
ータを通電して再生した後、残りの電気ヒータを通電し
て他方のフィルタを再生するというように、順に再生処
理される。従って、各フィルタ1a,1bの電気ヒータ
8a,8bより再生用ガス上流側(又は排気下流側)に
は、再生用ガスのフィルタ導入を制御するための第4制
御弁11及び第5制御弁12が設けられる。
According to the present embodiment, the two filters 1a and 1b shown in the drawings are regenerated by first energizing one electric heater and then regenerating the other filter by energizing the remaining electric heaters. Thus, the reproduction processing is performed in order. Accordingly, a fourth control valve 11 and a fifth control valve 12 for controlling the introduction of the regeneration gas filter upstream of (or downstream of) the regeneration gas from the electric heaters 8a, 8b of the filters 1a, 1b. Is provided.

【0015】上述したこれらの制御弁5,7,10,11及
び12は圧力応動型のアクチュエータによって駆動される
ようになっており、各アクチュエータへの圧力(負圧)
導入は、制御回路(ECU)13 によってオンオフされる負圧
切換弁(VSV)14, 15, 16 及び17によって制御される。
尚、図1に示した各制御弁に関し、夫々の実線位置はパ
ティキュレート捕集時の弁位置を示し、点線位置はフィ
ルタ1aの再生時の弁位置を示している(フィルタ1b
の再生時は第4・第5制御弁の位置は逆となる)。
The above-described control valves 5, 7, 10, 11 and 12 are driven by pressure-responsive actuators, and the pressure (negative pressure) applied to each actuator is controlled.
The introduction is controlled by negative pressure switching valves (VSV) 14, 15, 16 and 17 which are turned on and off by a control circuit (ECU) 13.
In each of the control valves shown in FIG. 1, the position of each solid line indicates the valve position during particulate collection, and the position of the dotted line indicates the valve position during regeneration of the filter 1a (filter 1b).
During the regeneration, the positions of the fourth and fifth control valves are reversed.)

【0016】本実施例によれば各電気ヒータ8a,8b
は、リレー18と半導体リレー19を介してバッテリ20に接
続されており、リレー18はフィルタ再生時において、制
御回路13により駆動されて、いずれか一方の電気ヒータ
8a又は8bへの電力供給を決定する。又、半導体リレ
ー19は同様に制御回路13によって駆動され、後述するデ
ューティ比Dに基づいて電気ヒータ8a又は8bへのバ
ッテリ20通電時間をデユーティ制御し、電気ヒータ8
a,8bに対して予め定められた定常電力を供給するも
のである。
According to this embodiment, each electric heater 8a, 8b
Is connected to the battery 20 via the relay 18 and the semiconductor relay 19, and the relay 18 is driven by the control circuit 13 at the time of filter regeneration to determine power supply to one of the electric heaters 8a or 8b. I do. Similarly, the semiconductor relay 19 is driven by the control circuit 13 to perform a duty control of the energizing time of the battery 20 to the electric heater 8a or 8b based on a duty ratio D described later.
a and 8b are supplied with a predetermined steady-state power.

【0017】この他、制御回路13にはフィルタ再生時期
を検出するため、車両の運転状態を検出する各種センサ
(例えばエンジン回転数センサなど)21や図示しないが
排気圧センサ等が接続されており、制御回路13は予め定
められたフィルタ再生条件を満たした際、上述した各制
御弁5,7,10,11及び12の弁位置が図1点線位置を占
めるように各VSV14, 16(又は15)及び17に対して駆動信
号を出力し、同時に電動ポンプ9やリレー18、半導体リ
レー19に対しても駆動信号を出力する。
In addition, the control circuit 13 is connected to various sensors (for example, an engine speed sensor or the like) 21 for detecting the operation state of the vehicle and an exhaust pressure sensor (not shown) for detecting the filter regeneration time. When the predetermined filter regeneration condition is satisfied, the control circuit 13 controls the VSVs 14, 16 (or 15) so that the valve positions of the control valves 5, 7, 10, 11 and 12 occupy the positions indicated by the dotted lines in FIG. ) And 17, and at the same time, outputs a drive signal to the electric pump 9, the relay 18, and the semiconductor relay 19.

【0018】制御回路13はCPU、メモリ(RAM, RO
M)、入出力ポート、バスから成るマイクロコンピュー
タより構成されており、バッテリ20によって作動する。
又、その内部にはバッテリ電圧Vbを検出する供給電圧
検出部が設けられており、後述する排気浄化装置の作動
を制御する。
The control circuit 13 has a CPU, a memory (RAM, RO
M), a microcomputer comprising an input / output port and a bus, and is operated by the battery 20.
Further, a supply voltage detecting unit for detecting the battery voltage Vb is provided therein, and controls the operation of an exhaust gas purifying device described later.

【0019】図2はフィルタ再生に関する制御回路13の
作動例を説明するフローチャート図である。尚、このフ
ローチャートは、フィルタ1aの再生について説明する
ものであり、図示しないがフィルタ1aの再生が終了し
た後、同様なプログラムでフィルタ1bに対しても再生
処理される。又、このフローチャートは所定時間間隔毎
に実行される時間割り込みルーチンとする。
FIG. 2 is a flowchart for explaining an operation example of the control circuit 13 relating to filter regeneration. This flowchart describes the regeneration of the filter 1a. Although not shown, after the regeneration of the filter 1a is completed, the filter 1b is also subjected to a regeneration process by a similar program. This flowchart is a time interruption routine executed at predetermined time intervals.

【0020】図2に関し、ステップ31では現在フィルタ
再生処理フラグFaが0にリセットされているか否かが
判定され、再生中でない場合 (Yes)、ルーチンはそのま
まステップ32に進む。尚、このフラグFaはエンジンス
タート時点では0に初期化されている。
Referring to FIG. 2, in step 31, it is determined whether or not the filter regeneration processing flag Fa is currently reset to 0. If regeneration is not being performed (Yes), the routine proceeds to step 32 as it is. The flag Fa is initialized to 0 at the time of starting the engine.

【0021】ステップ32では運転状態を検出する各種セ
ンサ21や排気圧センサの信号を読み込み、現在フィルタ
再生時期か否かが判定される。そしてフィルタ再生時期
(Yes)と判定されたならば、ルーチンはステップ33へと
進み、フィルタ再生処理フラグFaを1にセットすると
共に、電動ポンプ9、電気ヒータ8a、各VSV14, 15,16
及び17への所定時間作動のためのタイマカウンタCa
をスタートさせる。尚、このステップ33でのフラグFa
セット後の処理ルーチンでは、フィルタ1aの再生処理
が終了するまでステップ31でNoと判定されることにな
り、この場合上述したステップ32及び33をスキップして
ステップ34へと進む。又、ステップ32でNo、即ち現在フ
ィルタ再生時期にあらずと判定された場合には、以下の
ステップをスキップして本ルーチンを終了する。
In step 32, the signals of the various sensors 21 and the exhaust pressure sensor for detecting the operation state are read, and it is determined whether or not it is the current filter regeneration time. And filter regeneration time
If determined to be (Yes), the routine proceeds to step 33, where the filter regeneration processing flag Fa is set to 1 and the electric pump 9, the electric heater 8a, the VSVs 14, 15, 16 and
And a timer counter Ca for operation for a predetermined time to 17
Start. Note that the flag Fa in this step 33
In the processing routine after the setting, No is determined in step 31 until the regeneration processing of the filter 1a is completed. In this case, the process skips steps 32 and 33 described above and proceeds to step 34. On the other hand, if No in step 32, that is, if it is determined that the current time is not the filter regeneration time, the following steps are skipped, and this routine is terminated.

【0022】ステップ34ではフィルタ1aの再生に関係
する各制御弁(第1制御弁5、第2制御弁7、第3制御
弁10及び第5制御弁12)を作動させるため、対応するVS
V14,16 及び17を作動する信号を出力すると共にリレー1
8を作動させ、バッテリ20からの電力が電気ヒータ8a
に導かれるようにし、更に再生用ガス供給のため電動ポ
ンプ9を作動開始させる信号を出力する。
In step 34, in order to operate the control valves (the first control valve 5, the second control valve 7, the third control valve 10, and the fifth control valve 12) related to the regeneration of the filter 1a, a corresponding VS is operated.
Outputs signals to activate V14, 16 and 17 and relay 1
8 and the electric power from the battery 20 is supplied to the electric heater 8a.
And outputs a signal for starting the operation of the electric pump 9 for supplying the regeneration gas.

【0023】次にステップ35では前述したように制御回
路13内の供給電圧検出部においてバッテリ電圧Vbを検
出する。そして続くステップ36では、図3に示すよう
に、検出されたバッテリ電圧Vbと、所定のヒータ電圧
Vh(一定値)とにより、現在のバッテリ電圧Vbに対
する所定ヒータ電圧Vhの割合、即ち電気ヒータ通電時
間をデューティ制御するためのデューティ比Dを決定す
る(D= 100×Vh/Vb)。
Next, at step 35, the battery voltage Vb is detected by the supply voltage detector in the control circuit 13 as described above. In the subsequent step 36, as shown in FIG. 3, the ratio of the predetermined heater voltage Vh to the current battery voltage Vb, that is, the electric heater energization, is determined based on the detected battery voltage Vb and the predetermined heater voltage Vh (constant value). A duty ratio D for duty control of time is determined (D = 100 × Vh / Vb).

【0024】次にステップ37では以上のようにして決定
されたデューティ比Dを以て半導体リレー19がオンオフ
作動するように駆動信号を出力する。この結果、実際に
バッテリ電圧Vbは変動しても、その変動に応じてデュ
ーティ比Dが刻々と変化し、電気ヒータ8aに対しては
1サイクル当たりの通電時間割合が変化するため(例え
ば、図3に示すようにバッテリ電圧が高い場合にはデュ
ーティ比Dが小さくなり1サイクル中の通電時間が短く
なる)、従って電気ヒータ8aには常時一定の電力が供
給されることになる。そして続くステップ38ではタイマ
カウンタCaの値をインクリメントし、ステップ39に進
むことになる。
Next, at step 37, a drive signal is output so that the semiconductor relay 19 is turned on and off with the duty ratio D determined as described above. As a result, even if the battery voltage Vb actually fluctuates, the duty ratio D changes every moment according to the fluctuation, and the energization time ratio per cycle changes for the electric heater 8a (see FIG. As shown in FIG. 3, when the battery voltage is high, the duty ratio D becomes small and the energization time during one cycle becomes short.) Therefore, constant electric power is always supplied to the electric heater 8a. In the following step 38, the value of the timer counter Ca is incremented, and the process proceeds to step 39.

【0025】ステップ39では以上のようにして更新され
たカウンタCaを見て、予め定められたフィルタ再生処
理時間が経過したか否か、即ちこの処理時間に相当する
所定カウントT以上となったか否かを判定する。そして
本ステップ39でYes と判定された場合、ルーチンはステ
ップ40に進み、各VSV14, 16 及び17、電動ポンプ9及び
半導体リレー19への信号出力を停止して、電気ヒータ8
aへの通電を停止し、同時にフィルタ再生処理フラグF
a、及びカウンタCaを0にリセットして本ルーチンを
終了する。他方、ステップ39でNoの場合にはフィルタ再
生処理がそのまま継続することになるため、ステップ40
をスキップして本ルーチンを終了することになる。
In step 39, looking at the counter Ca updated as described above, it is determined whether a predetermined filter regeneration processing time has elapsed, that is, whether a predetermined count T corresponding to this processing time has exceeded a predetermined count T. Is determined. If the determination in step 39 is affirmative, the routine proceeds to step 40, in which signal output to the VSVs 14, 16, and 17, the electric pump 9 and the semiconductor relay 19 is stopped, and the electric heater 8
is stopped, and at the same time, the filter regeneration processing flag F
a and the counter Ca are reset to 0, and this routine ends. On the other hand, in the case of No in step 39, the filter regeneration processing is continued as it is,
Is skipped and this routine ends.

【0026】以上フィルタ1aの再生処理に関する制御
回路13の一作動例を図2のフローチャートに基づいて説
明したが、当然フィルタ1bの電気ヒータ8bに対して
も引き続き同様なプログラムを以て、バッテリ電圧の変
動に拘わらず一定の電力が供給される。尚、上述したフ
ローチャートでは、説明の都合上、フィルタ再生時間を
電気ヒータへの電力供給時間に一致させ、予め定められ
た一定時間としたが、電気ヒータ電力供給停止時期をフ
ィルタ再生終了時期(即ち、制御弁や電動ポンプの作動
停止時期)よりも先行させ、再生終了時期を他の検出手
段(例えばパティキュレート火炎伝播終了を検出する温
度センサなど)で判定するようにしても良い。
An example of the operation of the control circuit 13 relating to the regeneration processing of the filter 1a has been described above with reference to the flowchart of FIG. 2. Naturally, however, the same program is applied to the electric heater 8b of the filter 1b in accordance with the variation of the battery voltage. Irrespective of this, constant power is supplied. In the above-described flowchart, for the sake of explanation, the filter regeneration time is set to a predetermined fixed time in accordance with the power supply time to the electric heater, but the electric heater power supply stop time is set to the filter regeneration end time (that is, the filter regeneration end time). Alternatively, the end of regeneration may be determined by other detection means (for example, a temperature sensor for detecting the end of particulate flame propagation) before the operation stop timing of the control valve or the electric pump.

【0027】以上説明したように本発明の第1実施例に
よれば、フィルタ再生時に電気ヒータ8a,8bに対し
て一定の電力が供給されるため、バッテリ電圧Vbの変
動に関係なく電気ヒータの発熱量を一定にすることがで
き、フィルタ1a,1bの再生状態の変動を従来の排気
浄化装置のそれに比べて少なくすることができる。尚、
図示した第1実施例は、電気ヒータをフィルタの排気下
流側に配し、電動ポンプより再生用2次空気を排気下流
側より逆流させる排気浄化装置を例にとったものである
が、本発明はこの実施例に限定されるものでなく、フィ
ルタを排気ガスの一部で再生したり、フィルタの排気上
流側より再生用ガスを送る順流再生方式の排気浄化装置
でも電気ヒータを備えるものであれば総て適用可能であ
る。又、当然ながらフィルタの数も第1実施例に限定さ
れるものではない。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, a constant power is supplied to the electric heaters 8a and 8b during the regeneration of the filter. The amount of heat generated can be kept constant, and fluctuations in the regeneration state of the filters 1a and 1b can be reduced as compared with those of the conventional exhaust gas purification device. still,
The illustrated first embodiment is an example of an exhaust purification device in which an electric heater is disposed downstream of the exhaust of a filter and secondary air for regeneration flows backward from an exhaust downstream of an electric pump. However, the present invention is not limited to this embodiment, and a forward-flow regeneration type exhaust gas purification apparatus that regenerates a filter with a part of exhaust gas or sends a regeneration gas from an exhaust gas upstream side of the filter also includes an electric heater. All are applicable. Also, the number of filters is not limited to the first embodiment.

【0028】図4に本発明の第2実施例を示す。尚、図
示した構成要素に関し、第1実施例(図1)と同一なる
要素は同一番号を付し、その作用の説明は省略する。
FIG. 4 shows a second embodiment of the present invention. Regarding the illustrated components, the same components as those in the first embodiment (FIG. 1) are denoted by the same reference numerals, and the description of the operation thereof will be omitted.

【0029】先の実施例が電気ヒータへの供給電力を一
定にする目的で提供されたのに対し、本実施例は電動ポ
ンプ9への供給電力を一定にするために提供される。即
ち、本実施例によれば電動ポンプ9への通電回路に半導
体リレー19が設けられ、制御回路13はフィルタ再生時、
検出されたバッテリ電圧Vbと予め定められた一定ポン
プ電圧Vpとによってデューティ比D′(D′= 100×
Vp/Vb)を求め、電動ポンプ9への供給電力が一定
になるように半導体リレー19をオンオフ作動させる(図
5参照)。
While the previous embodiment is provided for the purpose of keeping the power supplied to the electric heater constant, the present embodiment is provided for keeping the power supplied to the electric pump 9 constant. That is, according to the present embodiment, the semiconductor relay 19 is provided in the energizing circuit to the electric pump 9, and the control circuit 13
The duty ratio D ′ (D ′ = 100 ×) is obtained based on the detected battery voltage Vb and a predetermined constant pump voltage Vp.
Vp / Vb), and the semiconductor relay 19 is turned on and off so that the power supplied to the electric pump 9 is constant (see FIG. 5).

【0030】この結果、バッテリ電圧Vbの変動に関係
なくフィルタ再生時に一定の再生用ガスが電動ポンプ9
から供給されることになり、再生用ガス供給のバラツキ
に伴うヒータの冷却や火炎吹き消え現象(吐出量過多の
場合)や、或は火炎伝播不良(吐出量過少の場合)とい
う不具合は解消されることになる。
As a result, a constant amount of regeneration gas is supplied to the electric pump 9 at the time of filter regeneration regardless of fluctuations in the battery voltage Vb.
The problem of cooling of the heater and flame blow-out phenomenon (in case of excessive discharge amount) or flame propagation failure (in case of insufficient discharge amount) due to variation in supply of regeneration gas is solved. Will be.

【0031】尚、この実施例に関連して、電動ポンプ9
への供給電力のデューティ制御を含めたフィルタ再生時
の制御回路13の作動フローチャートは、図2フローチャ
ートとほぼ同様であるため、説明を省略する(異なるの
はステップ36におけるD,VhがD′,Vpに変わるの
みである)。
In connection with this embodiment, the electric pump 9
The operation flowchart of the control circuit 13 during the filter regeneration including the duty control of the power supplied to the filter is substantially the same as that of the flowchart of FIG. Vp).

【0032】以上本発明の実施例を、安定したフィルタ
再生状態を得るため、電気ヒータへの通電時間に対しデ
ューティ制御する場合と、電動ポンプへの通電時間に対
しデューティ制御する場合について説明したが、当然な
がら1つの排気浄化装置において、電気ヒータと電動ポ
ンプ、双方への通電に対し、デューティ比D,D′を演
算してデューティ制御するようにしても良い。この場
合、上述した排気浄化装置のフィルタ再生状態を更に安
定化することができ、フィルタ自体の耐久性、信頼性を
更に向上できる。
The embodiments of the present invention have been described with respect to the case where duty control is performed on the energizing time to the electric heater and the case where duty control is performed on the energizing time to the electric pump in order to obtain a stable filter regeneration state. Of course, in one exhaust gas purification apparatus, duty control may be performed by calculating the duty ratios D and D 'for energizing both the electric heater and the electric pump. In this case, the filter regeneration state of the exhaust gas purification device described above can be further stabilized, and the durability and reliability of the filter itself can be further improved.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上説明したように本発明によればバッ
テリからの電気ヒータ及び/又は電動ポンプへの供給電
力がデューティ制御によって一定化するため、実際のバ
ッテリ電圧の変動とは無関係にヒータの発熱量や再生用
ガス吐出量を一定することができ、フィルタ再生状態の
変動を小さくすることができ、又フィルタ再生効率を最
大限に高めることができる。
As described above, according to the present invention, the electric power supplied from the battery to the electric heater and / or the electric pump is made constant by the duty control, so that the electric power of the heater is independent of the actual fluctuation of the battery voltage. The amount of heat generated and the amount of discharged gas for regeneration can be kept constant, fluctuations in the filter regeneration state can be reduced, and filter regeneration efficiency can be maximized.

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

【図1】本発明の第1実施例である排気浄化装置の概略
的構成図である。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示すフィルタ1aに再生を実行する制御
回路の作動を説明するフローチャート図である。
FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of a control circuit that executes regeneration on a filter 1a shown in FIG. 1;

【図3】図1実施例に関し、バッテリ電圧Vbとヒータ
電圧Vhの経時変化例を示し、図2のフローチャートに
おいて算出されるデューティ比Dとの関係を示す図であ
る。
FIG. 3 is a diagram showing an example of a change with time of a battery voltage Vb and a heater voltage Vh with respect to the embodiment of FIG. 1, and showing a relationship between a duty ratio D calculated in the flowchart of FIG. 2;

【図4】本発明の第2実施例としての排気浄化装置の概
略的構成図である。
FIG. 4 is a schematic configuration diagram of an exhaust gas purification device as a second embodiment of the present invention.

【図5】第2実施例に関し、バッテリ電圧Vbとポンプ
電圧Vpの経時変化例を示し、デューティ比D′との関
係を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing an example of a change with time of a battery voltage Vb and a pump voltage Vp with respect to a second embodiment, and showing a relationship between the duty ratio D ′.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1a,1b…パティキュレートフィルタ 8a,8b…電気ヒータ 9…電動ポンプ 13…制御回路 19…半導体リレー 20…バッテリ 1a, 1b: Particulate filter 8a, 8b: Electric heater 9: Electric pump 13: Control circuit 19: Semiconductor relay 20: Battery

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F01N 3/02 341 F01N 9/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) F01N 3/02 341 F01N 9/00

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 内燃機関の排気系に設けられパティキュ
レートを捕集するフィルタを備えると共に該フィルタの
端部に電気ヒータを配して、これを通電することにより
フィルタに捕集されたパティキュレートを焼却してフィ
ルタ再生する内燃機関の排気浄化装置において、フィル
タ再生時、上記電気ヒータに電力を供給するバッテリの
電圧を検出するバッテリ電圧検出手段と、検出された上
記バッテリ電圧と予め定められた所定ヒータ電圧とによ
り電気ヒータに供給される電力のデューティ比を求める
デューティ比演算手段と、得られたデューティ比により
電気ヒータに供給されるバッテリ通電時間をデューティ
制御して電気ヒータに一定電力を供給する一定電力供給
手段を有する排気浄化装置。
1. A filter provided in an exhaust system of an internal combustion engine for collecting particulates, an electric heater disposed at an end of the filter, and energization of the heater, the particulates collected by the filter are provided. In an exhaust gas purifying apparatus for an internal combustion engine that regenerates a filter by burning incinerators, a battery voltage detecting unit that detects a voltage of a battery that supplies power to the electric heater during filter regeneration, and the detected battery voltage and a predetermined value A duty ratio calculating means for calculating a duty ratio of electric power supplied to the electric heater according to a predetermined heater voltage, and a constant electric power supplied to the electric heater by performing duty control of a battery energizing time supplied to the electric heater based on the obtained duty ratio. An exhaust gas purifying apparatus having a constant power supply means.
【請求項2】 内燃機関の排気系に設けられパティキュ
レートを捕集するフィルタを備えると共に、パティキュ
レートを焼却するフィルタ再生時にフィルタに再生用ガ
スを供給する電動ポンプを設けた内燃機関の排気浄化装
置において、フィルタ再生時、上記電動ポンプに電力を
供給するバッテリの電圧を検出するバッテリ電圧検出手
段と、検出された上記バッテリ電圧と予め定められた所
定電動ポンプ電圧とにより電動ポンプに供給される電力
のデューティ比を求めるデューティ比演算手段と、得ら
れたデューティ比により電動ポンプに供給されるバッテ
リ通電時間をデューティ制御して電動ポンプに一定電力
を供給する一定電力供給手段を有する排気浄化装置。
2. An exhaust gas purification system for an internal combustion engine, comprising: a filter provided in an exhaust system of the internal combustion engine for trapping particulates; and an electric pump for supplying a regeneration gas to the filter when the filter for burning the particulates is regenerated. In the apparatus, at the time of filter regeneration, a battery voltage detecting means for detecting a voltage of a battery for supplying electric power to the electric pump, and the electric power is supplied to the electric pump by the detected battery voltage and a predetermined electric pump voltage. An exhaust gas purifying apparatus comprising: a duty ratio calculating unit that calculates a duty ratio of electric power; and a constant power supply unit that supplies a constant power to the electric pump by duty-controlling a battery energizing time supplied to the electric pump based on the obtained duty ratio.
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