JP4276525B2 - Exhaust purification equipment - Google Patents

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Description

本発明は、排気管の途中に触媒再生型のパティキュレートフィルタを装備した排気浄化装置に関するものである。   The present invention relates to an exhaust gas purification apparatus equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of an exhaust pipe.

ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。   Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot made of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) made of high-boiling hydrocarbon components. The composition contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, a particulate filter is installed in the middle of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows. It has been done conventionally.

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

そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ないため、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウム等の希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的に担持させた触媒再生型のパティキュレートフィルタの実用化が進められている。   Then, the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, so that the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. It is necessary to regenerate, but in normal diesel engine operating conditions, there are few opportunities to obtain exhaust temperatures that are high enough for the particulates to self-combust. For example, an appropriate amount for alumina loaded with platinum A catalyst regeneration type particulate filter in which an oxidation catalyst formed by adding a rare earth element such as cerium is integrally supported is being put to practical use.

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

ただし、この種のパティキュレートフィルタにおいては、排気温度の低いアイドリング状態が長く継続した場合に触媒床温度が低下して活性が下がり、排気ガス中に含まれる未燃燃料の炭化水素がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化処理しきれずに徐々に溜まってしまうので、長時間のアイドリング状態を経た後に車両が走行を開始して排気温度が上昇した際に、パティキュレートフィルタに溜まった炭化水素が急激に酸化反応を起こして白煙を生じる虞れがあることが懸念されている。   However, in this type of particulate filter, when the idling state where the exhaust temperature is low continues for a long time, the catalyst bed temperature is lowered and the activity is lowered, and the hydrocarbon of unburned fuel contained in the exhaust gas is removed. As the exhaust gas temperature rises after the vehicle has started running after a long period of idling, hydrocarbons accumulated in the particulate filter suddenly accumulate. There is a concern that white smoke may be generated due to an oxidation reaction.

因みに、このようにアイドリング状態が長く継続してしまうような事態としては、例えば、長距離輸送トラックが高速道路等のパーキングでエンジンをかけたまま休憩(仮眠)している場合(冷房等の空調を作動させ続けたい場合)等が想定される。   Incidentally, the situation where the idling state continues for a long time is, for example, when a long-distance transport truck is resting (nap) with the engine running in a parking lot such as an expressway (air conditioning such as cooling) If you want to keep operating

そして、前述した如きアイドリング状態が長く継続した後の走行開始時における排気ガスの白煙化の対策としては、所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認された時に、パティキュレートフィルタより上流側で排気ガスを所定温度以上に昇温する排気昇温手段を作動させ、アイドリング状態が長く継続して大量の炭化水素がパティキュレートフィルタに溜まる前に炭化水素を酸化処理してしまうという昇温制御を用いたものが既に提案されている(例えば先行出願1「特願2002−88508号明細書」、先行出願2「特願2002−296173号明細書」参照)。   And as a countermeasure against exhaust gas whitening at the start of running after the idling state as described above continues for a long time, when it is confirmed that the idling state continues for a predetermined time or longer, the exhaust gas is exhausted upstream from the particulate filter. The exhaust temperature raising means that raises the gas to a predetermined temperature or more is activated, and the temperature rise control is used so that the hydrocarbon is oxidized before the idling state continues for a long time and a large amount of hydrocarbon accumulates in the particulate filter. (See, for example, prior application 1 “Japanese Patent Application No. 2002-88508”, prior application 2 “Japanese Patent Application 2002-296173”).

しかしながら、所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認された時に排気昇温手段が作動されるものとした場合、あと少しのアイドリング状態の継続で排気昇温手段が作動されるという段階でエンジン停止が成されてしまうと、次のエンジン再始動時にアイドリング状態の継続時間がリセットされて零から計時し直されてしまうので、このような排気昇温手段が作動する直前でのエンジン停止が繰り返された場合には、排気昇温手段が作動しないうちに大量の炭化水素がパティキュレートフィルタに溜まってしまいかねないという問題があった。   However, if it is assumed that the exhaust temperature raising means is activated when it is confirmed that the idling state continues for a predetermined time or longer, the engine is stopped at a stage where the exhaust temperature raising means is activated when the idling state continues for a while. If this is done, the duration of the idling state is reset at the next engine restart, and the time is restarted from zero. Therefore, the engine stop immediately before the exhaust temperature raising means operates is repeated. In such a case, there has been a problem that a large amount of hydrocarbons may accumulate in the particulate filter before the exhaust gas temperature raising means does not operate.

本発明は、上述の実情に鑑みてなされたものであり、アイドリング状態でのエンジン停止が繰り返されたとしても、走行開始時に白煙を発生しかねないほどの量の炭化水素が溜まらないように適切なタイミングで昇温制御を実行し得るようにした排気浄化装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above-described circumstances so that even if the engine is repeatedly stopped in an idling state, an amount of hydrocarbons that may generate white smoke at the start of traveling is not accumulated. An object of the present invention is to provide an exhaust emission control device capable of executing temperature rise control at an appropriate timing.

本発明は、排気管の途中に装備された触媒再生型のパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタより上流側で排気ガスを所定温度以上に昇温する排気昇温手段と、アイドリング状態の継続が所定の待機時間以上続いた時に前記排気昇温手段を作動せしめる制御装置とを備えた排気浄化装置であって、待機時間を超えないうちにエンジン停止によりアイドリング状態が中断された時に該エンジン停止までのアイドリング状態の継続時間を記憶し且つエンジン再始動時に前記記憶した継続時間から続けて待機時間を計時するように前記制御装置を構成すると共に、該制御装置の記憶領域に異常が発生した時に仮の継続時間を設定し且つエンジン再開時に前記仮の継続時間から続けて待機時間を計時するように前記制御装置を構成したことを特徴とするものである。 The present invention relates to a catalyst regeneration type particulate filter installed in the middle of an exhaust pipe, an exhaust temperature raising means for raising the exhaust gas temperature to a predetermined temperature or more upstream of the particulate filter, and a continuation of an idling state. An exhaust purification device comprising a control device that activates the exhaust gas temperature raising means when it continues for a predetermined waiting time, and when the idling state is interrupted by stopping the engine before the waiting time is exceeded, the engine is stopped. The control device is configured to store the idling state continuation time of the engine and to measure the standby time continuously from the stored continuation time when the engine is restarted, and when an abnormality occurs in the storage area of the control device. continuing from the temporary duration constitute the control device to count the wait time when the continued set the time and the engine restart It is characterized in.

而して、このようにすれば、待機時間を超えないうちにエンジン停止によりアイドリング状態が中断されてしまっても、そのエンジン停止までのアイドリング状態の継続時間が制御装置にて記憶され、次のエンジン再始動時に前記制御装置に記憶されている継続時間から続けて待機時間が計時されるので、その累積時間が所定の待機時間に達した時に制御装置により排気昇温手段が作動されることになり、走行開始時に白煙を発生しかねないほどの量の炭化水素が溜まらないように適切なタイミングで昇温制御が実行される。   Thus, in this way, even if the idling state is interrupted by stopping the engine before the standby time is exceeded, the duration of the idling state until the engine is stopped is stored in the control device, and the next time Since the waiting time is counted from the continuation time stored in the control device when the engine is restarted, the exhaust temperature raising means is operated by the control device when the accumulated time reaches a predetermined waiting time. Thus, the temperature increase control is executed at an appropriate timing so that a quantity of hydrocarbons that may generate white smoke does not accumulate at the start of traveling.

また、制御装置の記憶領域に万一異常が発生してしまったとしても、制御系に仮の継続時間が設定され、次のエンジン再始動時に前記仮の継続時間から続けて待機時間が計時されるので、その仮の継続時間からの延べ時間が所定の待機時間に達した時に制御装置により排気昇温手段が作動されることになり、エンジン再始動時の度に待機時間を零から計時し直す場合よりも確実に走行開始時の白煙発生を回避することが可能となる。 Further, even if the event abnormality in the storage area of the control apparatus had occurred, the duration of provisional set in the control system, the waiting time is timed to continue from the temporary duration at the next engine restart Therefore, when the total time from the temporary duration reaches a predetermined standby time, the exhaust temperature raising means is activated by the control device, and the standby time is counted from zero each time the engine is restarted. It is possible to avoid the generation of white smoke at the start of traveling more reliably than when correcting.

更に、本発明をより具体的に実施するに際しては、例えば、エンジンの各気筒に対し燃料を噴射する燃料噴射装置を排気昇温手段として採用し、該燃料噴射装置に対し通常のアイドリング時より回転数を上げるべくメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加し且つ該メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加する燃料噴射指令が昇温制御指令として制御装置から出力されるように構成することが可能である。   Furthermore, when the present invention is implemented more specifically, for example, a fuel injection device that injects fuel into each cylinder of the engine is adopted as an exhaust temperature raising means, and the fuel injection device rotates from the normal idling time. A fuel injection command for increasing the injection amount per main injection to increase the number and adding after injection at a combustible timing immediately after the main injection is output from the control device as a temperature increase control command Is possible.

このようにすれば、メイン噴射の一回当たりの噴射量が増加されて回転数が上げられることによりエネルギー投入量が増えて排気温度の上昇が図られ、しかも、アフタ噴射による燃料が出力に転換され難いタイミングで燃焼することによりエンジンの熱効率が下がり、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増えて排気温度の上昇が図られることになる。   In this way, the injection amount per injection of the main injection is increased and the rotational speed is increased, so that the amount of energy input is increased and the exhaust temperature is increased, and the fuel by the after injection is converted into the output. By burning at a difficult timing, the thermal efficiency of the engine is lowered, and the amount of heat not used for power among the calorific value of the fuel is increased, so that the exhaust temperature is raised.

また、斯かる燃料噴射装置を排気昇温手段として採用した場合には、排気流量を適宜に絞り込む排気絞り手段を排気昇温手段として併用することが好ましく、このようにすれば、前述したエンジン側における回転数の上昇とアフタ噴射の追加に併せて排気絞り手段により排気流量が絞り込まれる結果、その上流側の排気ガスが昇温されることで排気温度が上昇されると共に、排気抵抗が高まることにより気筒内に比較的温度の低い吸気が流入し難くなって比較的温度の高い排気ガスの残留量が増加し、この比較的温度の高い排気ガスを多く含む気筒内の空気が次の圧縮行程で圧縮されて爆発行程を迎えることでも更なる排気温度の上昇が図られることになる。   Further, when such a fuel injection device is employed as the exhaust gas temperature raising means, it is preferable to use an exhaust throttle means for appropriately reducing the exhaust flow rate as the exhaust gas temperature raising means. As a result of the exhaust flow rate being throttled by the exhaust throttling means in conjunction with the increase in the rotation speed and the addition of after injection, the exhaust gas temperature is raised by raising the temperature of the exhaust gas upstream, and the exhaust resistance is increased. This makes it difficult for the intake air having a relatively low temperature to flow into the cylinder, and the residual amount of the exhaust gas having a relatively high temperature increases. The exhaust gas temperature can be further increased by being compressed at the end of the explosion stroke.

上記した本発明の排気浄化装置によれば、アイドリング状態でのエンジン停止が繰り返されたとしても、走行開始時に白煙を発生しかねないほどの量の炭化水素が溜まらないように適切なタイミングで昇温制御を実行することができるので、アイドリング状態が長く継続した後の走行開始時における排気ガスの白煙化を確実に防止することができるという優れた効果を奏し得る。   According to the above-described exhaust purification device of the present invention, even when the engine is repeatedly stopped in the idling state, at an appropriate timing so as not to accumulate a quantity of hydrocarbons that may generate white smoke at the start of traveling. Since the temperature rise control can be executed, it is possible to achieve an excellent effect that the exhaust gas can be reliably prevented from becoming white smoke at the start of traveling after the idling state continues for a long time.

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1〜図5は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図1中における1はターボチャージャ2を装備したディーゼルエンジンを示しており、エアクリーナ3から導かれた吸気4が吸気管5を通し前記ターボチャージャ2のコンプレッサ2aへと送られ、該コンプレッサ2aで加圧された吸気4がインタークーラ6へと送られて冷却され、該インタークーラ6から更に吸気マニホールド7へと吸気4が導かれてディーゼルエンジン1の各気筒8(図1では直列6気筒の場合を例示している)に分配されるようになっている。   1 to 5 show an example of an embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a diesel engine equipped with a turbocharger 2, and intake air 4 guided from an air cleaner 3 is an intake pipe 5. And the intake air 4 pressurized by the compressor 2a is sent to the intercooler 6 to be cooled, and the intake air 4 is further supplied from the intercooler 6 to the intake manifold 7. It is guided and distributed to each cylinder 8 of the diesel engine 1 (the case of in-line 6 cylinders is illustrated in FIG. 1).

更に、このディーゼルエンジン1の各気筒8から排出された排気ガス9は、排気マニホールド10を介しターボチャージャ2のタービン2bへと送られ、該タービン2bを駆動した排気ガス9が排気管11を介し車外へ排出されるようにしてある。   Further, the exhaust gas 9 discharged from each cylinder 8 of the diesel engine 1 is sent to the turbine 2b of the turbocharger 2 through the exhaust manifold 10, and the exhaust gas 9 that has driven the turbine 2b passes through the exhaust pipe 11. It is designed to be discharged outside the vehicle.

また、この排気管11の途中には、酸化触媒を一体的に担持して成る触媒再生型のパティキュレートフィルタ12が装備されており、図2に拡大して示す如く、このパティキュレートフィルタ12は、セラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路12aの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路12aについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路12aを区画する多孔質薄壁12bを透過した排気ガス9のみが下流側へ排出されるようにしてある。   Further, in the middle of the exhaust pipe 11, a catalyst regeneration type particulate filter 12 that integrally carries an oxidation catalyst is equipped. As shown in an enlarged view in FIG. In addition, the porous honeycomb structure made of ceramic is used, and the inlets of the flow paths 12a partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the outlets of the flow paths 12a that are not sealed are closed. Only the exhaust gas 9 that has passed through the porous thin wall 12b that partitions each flow path 12a is discharged to the downstream side.

更に、パティキュレートフィルタ12の直前位置には、該パティキュレートフィルタ12に捕集されるパティキュレートの燃焼除去を助勢するためのフロースルー型の酸化触媒13が配置されており、図3に拡大して示す如く、この酸化触媒13は、前後方向に開通する多数の流路13a(セル)がセル壁13bにより画定されたハニカム構造を有している。   Further, a flow-through type oxidation catalyst 13 for assisting combustion removal of the particulates collected by the particulate filter 12 is disposed immediately before the particulate filter 12, which is enlarged in FIG. As shown, the oxidation catalyst 13 has a honeycomb structure in which a large number of flow paths 13a (cells) opened in the front-rear direction are defined by cell walls 13b.

そして、この前段の酸化触媒13とパティキュレートフィルタ12との間には、前段の酸化触媒13を通過してパティキュレートフィルタ12に入る排気ガス9の温度を触媒床温度の代用値として計測する温度センサ14が装備されており、該温度センサ14の温度信号14aがエンジン制御コンピュータ(ECU:Electronic Control Unit)を成す制御装置15に対し入力されるようになっている。   Between the upstream oxidation catalyst 13 and the particulate filter 12, a temperature at which the temperature of the exhaust gas 9 passing through the upstream oxidation catalyst 13 and entering the particulate filter 12 is measured as a substitute value of the catalyst bed temperature. A sensor 14 is provided, and a temperature signal 14a of the temperature sensor 14 is input to a control device 15 constituting an engine control computer (ECU: Electronic Control Unit).

この制御装置15は、エンジン制御コンピュータを兼ねていることから燃料の噴射に関する制御も担うようになっており、より具体的には、アクセル開度をディーゼルエンジン1の負荷として検出するアクセルセンサ16(負荷センサ)からのアクセル開度信号16aと、ディーゼルエンジン1の機関回転数を検出する回転センサ17からの回転数信号17aとに基づき、ディーゼルエンジン1の各気筒8に燃料を噴射する燃料噴射装置18に向け燃料噴射信号18aが出力されるようになっている。   Since this control device 15 also serves as an engine control computer, it is also responsible for control related to fuel injection. More specifically, the control device 15 detects an accelerator opening as a load of the diesel engine 1 ( A fuel injection device that injects fuel into each cylinder 8 of the diesel engine 1 based on an accelerator opening signal 16a from the load sensor) and a rotation speed signal 17a from the rotation sensor 17 that detects the engine rotation speed of the diesel engine 1. A fuel injection signal 18 a is output to the engine 18.

ここで、前記燃料噴射装置18は、各気筒8毎に装備される複数のインジェクタ19により構成されており、これら各インジェクタ19の電磁弁が前記燃料噴射信号18aにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング及び噴射量が適切に制御されるようになっている。   Here, the fuel injection device 18 is composed of a plurality of injectors 19 provided for each cylinder 8, and the electromagnetic valves of these injectors 19 are appropriately controlled to open by the fuel injection signal 18a. The injection timing and the injection amount are appropriately controlled.

また、吸気管5におけるエアクリーナ3とコンプレッサ2aとの間には、吸気4の温度を外気温度として計測する温度センサ20が装備されており、該温度センサ20の検出信号20aも前記制御装置15に対し入力されるようになっている。   Further, a temperature sensor 20 for measuring the temperature of the intake air 4 as an outside air temperature is provided between the air cleaner 3 and the compressor 2a in the intake pipe 5, and a detection signal 20a of the temperature sensor 20 is also sent to the control device 15. In contrast, it is input.

そして、前記制御装置15では、アクセル開度信号16a及び回転数信号17aに基づいて通常モードの燃料噴射信号18aが決定されるようになっている一方、後述するアイドリング判定手段によりアイドリング状態が確認されている条件下において、前記温度センサ20の検出温度に基づき待機時間A(図4参照:1〜2時間程度)を決定すると共に、前記温度センサ14の検出温度に基づき作動時間B(図4参照)を決定して間欠的に通常モードから昇温モードへの切り替えを行い、この昇温モードに切り替わった際には、図4に示す如く、通常のアイドリング時(約450rpm程度)より回転数を上げる制御(1000rpm程度)を実行するべく圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われていたメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加すると共に、該メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加するような噴射パターンの燃料噴射信号18a(燃料噴射指令)が出力されるようになっている。   In the control device 15, the fuel injection signal 18a in the normal mode is determined based on the accelerator opening signal 16a and the rotation speed signal 17a, while the idling state is confirmed by the idling determination means described later. The standby time A (see FIG. 4: about 1 to 2 hours) is determined based on the temperature detected by the temperature sensor 20 and the operating time B (see FIG. 4) based on the temperature detected by the temperature sensor 14. ) Is intermittently switched from the normal mode to the temperature raising mode, and when switching to this temperature raising mode, as shown in FIG. 4, the rotational speed is increased from the normal idling time (about 450 rpm). Injection per main injection that was performed near the compression top dead center (crank angle 0 °) in order to execute the control to increase (approximately 1000 rpm) With increasing fuel injection signal 18a of the injection pattern to add after injection with combustible timing just after the main injection (fuel injection command) are outputted.

ただし、この制御装置15では、待機時間Aを超えないうちに運転者がキー操作によりエンジン停止(イグニッションOFF)を行い、これによりアイドリング状態が中断された時に、エンジン停止までのアイドリング状態の継続時間が記憶され、エンジン再始動(イグニッションON)時に、前記記憶した継続時間から続けて待機時間が計時されるようにしてある。   However, in this control device 15, when the driver stops the engine by operating the key (ignition OFF) before the standby time A is exceeded, and the idling state is interrupted by this, the duration of the idling state until the engine stops. Is stored, and when the engine is restarted (ignition is ON), the standby time is counted continuously from the stored duration.

しかも、前記制御装置15の記憶領域に万一異常が発生した時には、仮の継続時間が設定されるようになっており、エンジン再開時に前記仮の継続時間から続けて待機時間が計時されるようにもなっている。   Moreover, in the unlikely event that an abnormality occurs in the storage area of the control device 15, a temporary duration is set, and when the engine is restarted, the standby time is counted continuously from the temporary duration. It is also.

更に、パティキュレートフィルタ12より上流側の適宜位置には、排気管11の流路を適宜な開度に絞り込む開度調整可能な排気ブレーキ21が装備されており、該排気ブレーキ21は、制御装置15からの開度指令信号21aにより開度制御されるようになっているが、本形態例においては、制御装置15にて昇温モードが選択された際に、排気ブレーキ21に対し本来の作動から独立した別の作動を指令し、後述する如き排気温度を上げるための排気絞り手段として排気ブレーキ21を活用できるようにしてある。   Furthermore, an exhaust brake 21 whose opening degree can be adjusted to restrict the flow path of the exhaust pipe 11 to an appropriate opening degree is provided at an appropriate position upstream of the particulate filter 12, and the exhaust brake 21 is provided with a control device. 15, the opening degree is controlled by an opening degree command signal 21 a from 15, but in this embodiment, when the temperature raising mode is selected by the control device 15, the original operation with respect to the exhaust brake 21 is performed. The exhaust brake 21 can be used as an exhaust throttle means for raising the exhaust temperature as will be described later.

ここで、前述した制御装置15には、先に説明した各温度センサ14,20、アクセルセンサ16、回転センサ17のほか、ギヤ位置がニュートラルポジションにあることを検出するニュートラルスイッチ22、サイドブレーキが引かれていることを検出するサイドブレーキスイッチ23、車速を検出する車速センサ24の夫々からの検出信号22a,23a及び車速信号24aが入力されるようになっており、これらの信号に基づき車両がアイドリング状態にあるか否かが判定され、アイドリング状態が前記待機時間Aを超えたことが確認された時に間欠的に通常モードから昇温モードへの切り替わりが実行されるようになっている。   Here, in addition to the temperature sensors 14 and 20, the accelerator sensor 16, and the rotation sensor 17 described above, the control device 15 described above includes a neutral switch 22 that detects that the gear position is in the neutral position, and a side brake. Detection signals 22a and 23a and a vehicle speed signal 24a are input from the side brake switch 23 for detecting the pulling and the vehicle speed sensor 24 for detecting the vehicle speed, and the vehicle is operated based on these signals. It is determined whether or not the vehicle is in the idling state, and when it is confirmed that the idling state has exceeded the waiting time A, the switching from the normal mode to the temperature raising mode is executed intermittently.

より具体的には、回転センサ17により比較的低い所定の回転数域であることが確認され、アクセルセンサ16によりアクセルオフ(負荷が零)が確認され、ニュートラルスイッチ22によりギヤ位置がニュートラルポジションにあることが確認され、サイドブレーキスイッチ23によりサイドブレーキが引かれていることが確認され、車速センサ24により車速が零であることが確認された時に現在の運転状態がアイドリング状態にあると制御装置15で判定されるようになっている。   More specifically, the rotation sensor 17 confirms that the engine speed is within a relatively low predetermined rotational speed range, the accelerator sensor 16 confirms that the accelerator is off (load is zero), and the neutral switch 22 changes the gear position to the neutral position. If it is confirmed that there is a side brake applied by the side brake switch 23 and the vehicle speed sensor 24 confirms that the vehicle speed is zero, the control device determines that the current driving state is in the idling state. 15 is determined.

ここで、アイドリング状態の判定にあたっては、これらのセンサ類やスイッチ類からの信号を必ずしも全て必要とするわけではなく、少なくとも回転センサ17と、アクセルセンサ16,ニュートラルスイッチ22,サイドブレーキスイッチ23,車速センサ24の何れか一つ以上との組み合わせによりアイドリング判定手段を構成することが可能である。   Here, the determination of the idling state does not necessarily require all signals from these sensors and switches, but at least the rotation sensor 17, the accelerator sensor 16, the neutral switch 22, the side brake switch 23, the vehicle speed. It is possible to configure the idling determination means by combining with any one or more of the sensors 24.

而して、このような制御装置15により本形態例の運転制御を行えば、回転センサ17,アクセルセンサ16,ニュートラルスイッチ22,サイドブレーキスイッチ23,車速センサ24から成るアイドリング判定手段によりアイドリング状態が確認されている条件下で、前記温度センサ20の検出温度に基づいて決定された待機時間Aで制御装置15が通常モードから昇温モードへ切り替わり、制御装置15から燃料噴射装置18に向けメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加し且つ該メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加するような噴射パターンの燃料噴射信号18a(燃料噴射指令)が、前記温度センサ14の検出温度に基づいて決定された作動時間Bに亘り出力され続けることになる。   Thus, when the operation control of this embodiment is performed by such a control device 15, the idling state is determined by the idling determination means comprising the rotation sensor 17, the accelerator sensor 16, the neutral switch 22, the side brake switch 23, and the vehicle speed sensor 24. Under the confirmed conditions, the control device 15 switches from the normal mode to the temperature raising mode at the standby time A determined based on the temperature detected by the temperature sensor 20, and main injection from the control device 15 to the fuel injection device 18 is performed. A fuel injection signal 18a (fuel injection command) of an injection pattern that increases the injection amount per time and adds after injection at a combustible timing immediately after the main injection becomes the detected temperature of the temperature sensor 14. The output continues for the operation time B determined on the basis thereof.

この結果、メイン噴射の一回当たりの噴射量が増加されることによりエネルギー投入量が増えて排気温度の上昇が図られ、しかも、アフタ噴射による燃料が出力に転換され難いタイミングで燃焼することによりディーゼルエンジン1の熱効率が下がり、燃料の発熱量のうちの動力に利用されない熱量が増えて排気温度の上昇が図られることになる。   As a result, by increasing the injection amount per main injection, the amount of energy input increases, the exhaust temperature rises, and the fuel from after injection burns at a timing that is difficult to convert to output. The thermal efficiency of the diesel engine 1 decreases, the amount of heat not used for power out of the calorific value of the fuel increases, and the exhaust temperature increases.

また、特に本形態例では、排気流量を適宜に絞り込む排気絞り手段を成す排気ブレーキ21を排気昇温手段として併用しているので、前述したディーゼルエンジン1側における回転数の上昇とアフタ噴射の追加に合わせて排気ブレーキ21で排気流量が絞り込まれ、その上流側の排気ガス9が昇温されることで排気温度が上昇されると共に、排気抵抗が高まることにより気筒内に比較的温度の低い吸気が流入し難くなって比較的温度の高い排気ガス9の残留量が増加し、この比較的温度の高い排気ガス9を多く含む気筒内の空気が次の圧縮行程で圧縮されて爆発行程を迎えることでも更なる排気温度の上昇が図られることになる。   In particular, in the present embodiment, the exhaust brake 21 that constitutes an exhaust throttle means for appropriately reducing the exhaust flow rate is used in combination as the exhaust temperature raising means. Therefore, the increase in the rotational speed on the diesel engine 1 side and the addition of after-injection are performed. Accordingly, the exhaust gas flow rate is narrowed by the exhaust brake 21 and the exhaust gas 9 on the upstream side is heated to raise the exhaust gas temperature. And the residual amount of the exhaust gas 9 having a relatively high temperature increases, and the air in the cylinder containing a large amount of the exhaust gas 9 having a relatively high temperature is compressed in the next compression stroke to reach an explosion stroke. In this way, the exhaust gas temperature can be further increased.

ただし、待機時間Aを超えないうちにエンジン停止によりアイドリング状態が中断されてしまった際には、そのエンジン停止までのアイドリング状態の継続時間が制御装置15にて記憶され、図5にグラフの左側に例示している通り、次のエンジン再始動時に前記制御装置15に記憶されている継続時間から続けて待機時間Aが計時されるので、その累積時間が所定の待機時間Aに達した時に制御装置15が通常モードから昇温モードへ切り替わり、走行開始時に白煙を発生しかねないほどの量の炭化水素が溜まらないように適切なタイミングで昇温制御が実行される。   However, if the idling state is interrupted by stopping the engine before the waiting time A is exceeded, the duration of the idling state until the engine is stopped is stored in the control device 15 and the left side of the graph in FIG. As illustrated in FIG. 4, since the standby time A is counted from the continuation time stored in the control device 15 at the next engine restart, the control is performed when the accumulated time reaches the predetermined standby time A. The apparatus 15 is switched from the normal mode to the temperature raising mode, and the temperature raising control is executed at an appropriate timing so that an amount of hydrocarbons that may generate white smoke does not accumulate at the start of traveling.

また、制御装置15の記憶領域に万一異常が発生してしまった場合には、仮の継続時間が設定され、図5にグラフの右側に例示している通り、次のエンジン再始動時に前記仮の継続時間から続けて待機時間Aが計時されるので、その仮の継続時間からの延べ時間が所定の待機時間Aに達した時に制御装置15が通常モードから昇温モードへ切り替わり、エンジン再始動時の度に待機時間Aを零から計時し直す場合よりも確実に走行開始時の白煙発生を回避することが可能となる。   Further, in the unlikely event that an abnormality occurs in the storage area of the control device 15, a temporary duration is set, and as illustrated on the right side of the graph in FIG. Since the standby time A is counted from the temporary duration, when the total time from the temporary duration reaches the predetermined standby time A, the control device 15 switches from the normal mode to the temperature raising mode, and the engine is restarted. White smoke generation at the start of traveling can be avoided more reliably than when the standby time A is measured again from zero each time the engine is started.

尚、ここで説明しているところの仮の継続時間は、当該車両の運行形態に応じ適宜に変更して良いものであり、その運行形態からしてパティキュレートフィルタ12に炭化水素が溜り易い車両の場合には、仮の継続時間を少し長めに設定して走行開始時の白煙発生をより確実に回避し得るようにしておくと良い。   The temporary duration described here may be changed as appropriate according to the operation mode of the vehicle, and the vehicle in which hydrocarbons easily accumulate in the particulate filter 12 due to the operation mode. In this case, it is preferable to set the provisional duration time slightly longer so that the generation of white smoke at the start of traveling can be avoided more reliably.

従って、上記形態例によれば、アイドリング状態でのエンジン停止が繰り返されたとしても、走行開始時に白煙を発生しかねないほどの量の炭化水素が溜まらないように適切なタイミングで昇温制御を実行することができるので、アイドリング状態が長く継続した後の走行開始時における排気ガス9の白煙化を確実に防止することができる。   Therefore, according to the above embodiment, even when the engine is repeatedly stopped in the idling state, the temperature rise control is performed at an appropriate timing so that the amount of hydrocarbons that may cause white smoke does not accumulate at the start of traveling. Therefore, it is possible to reliably prevent the exhaust gas 9 from becoming white smoke at the start of traveling after the idling state continues for a long time.

尚、本発明の排気浄化装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、排気昇温手段には図示する例以外の構成を採用しても良いこと、更に、排気絞り手段を排気ブレーキとは別に設けても良いこと、また、吸気流量を適宜に絞り込む吸気絞り手段を排気絞り手段に替えて採用したり、排気絞り手段と併用したりしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The exhaust emission control device of the present invention is not limited to the above-described embodiment. The exhaust gas temperature raising means may employ a configuration other than the illustrated example, and the exhaust throttle means may be an exhaust gas. It may be provided separately from the brake, the intake throttle means for appropriately reducing the intake flow rate may be used instead of the exhaust throttle means, or may be used in combination with the exhaust throttle means. Of course, various changes can be made without departing from the scope of the invention.

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the form which implements this invention. 図1のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detail of the particulate filter of FIG. 図1の酸化触媒の詳細を一部を切り欠いて示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing the details of the oxidation catalyst of FIG. 図1の制御装置による回転数制御のパターンを示すグラフである。It is a graph which shows the pattern of the rotation speed control by the control apparatus of FIG. 図1の制御装置での待機時間の計時について説明するグラフである。It is a graph explaining time-measurement of the waiting time in the control apparatus of FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 ディーゼルエンジン(エンジン)
9 排気ガス
11 排気管
12 パティキュレートフィルタ
15 制御装置
18 燃料噴射装置(排気昇温手段)
21 排気ブレーキ(排気絞り手段:排気昇温手段)
1 Diesel engine (engine)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 9 Exhaust gas 11 Exhaust pipe 12 Particulate filter 15 Control apparatus 18 Fuel injection apparatus (exhaust temperature rising means)
21 Exhaust brake (exhaust throttle means: exhaust temperature raising means)

Claims (3)

排気管の途中に装備された触媒再生型のパティキュレートフィルタと、該パティキュレートフィルタより上流側で排気ガスを所定温度以上に昇温する排気昇温手段と、アイドリング状態の継続が所定の待機時間以上続いた時に前記排気昇温手段を作動せしめる制御装置とを備えた排気浄化装置であって、待機時間を超えないうちにエンジン停止によりアイドリング状態が中断された時に該エンジン停止までのアイドリング状態の継続時間を記憶し且つエンジン再始動時に前記記憶した継続時間から続けて待機時間を計時するように前記制御装置を構成すると共に、該制御装置の記憶領域に異常が発生した時に仮の継続時間を設定し且つエンジン再開時に前記仮の継続時間から続けて待機時間を計時するように前記制御装置を構成したことを特徴とする排気浄化装置。 A catalyst regeneration type particulate filter installed in the middle of the exhaust pipe, an exhaust gas temperature raising means for raising the exhaust gas temperature to a predetermined temperature or more upstream from the particulate filter, and a continuation of idling state for a predetermined standby time An exhaust emission control device comprising a control device that activates the exhaust gas temperature raising means when it continues as described above, when the idling state is interrupted by engine stop before the standby time is exceeded, The control device is configured to store a continuation time and count the standby time continuously from the stored continuation time when the engine is restarted, and to set a temporary continuation time when an abnormality occurs in the storage area of the control device. JP that constitute the controller to count the wait time continuing set and when the engine resumes from the temporary duration Exhaust gas purification device to. エンジンの各気筒に対し燃料を噴射する燃料噴射装置を排気昇温手段として採用し、該燃料噴射装置に対し通常のアイドリング時より回転数を上げるべくメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加し且つ該メイン噴射直後の燃焼可能なタイミングでアフタ噴射を追加する燃料噴射指令が昇温制御指令として制御装置から出力されるように構成したことを特徴とする請求項に記載の排気浄化装置。 A fuel injection device that injects fuel into each cylinder of the engine is adopted as an exhaust temperature raising means, and the injection amount per main injection is increased with respect to the fuel injection device in order to increase the number of revolutions from the time of normal idling. The exhaust emission control device according to claim 1 , wherein a fuel injection command for adding after-injection at a combustible timing immediately after the main injection is output from the control device as a temperature increase control command. 排気流量を適宜に絞り込む排気絞り手段を排気昇温手段として併用したことを特徴とする請求項に記載の排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 2 , wherein an exhaust throttle means for appropriately reducing an exhaust flow rate is used as an exhaust temperature raising means.
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