JP4377574B2

JP4377574B2 - Exhaust purification equipment

Info

Publication number: JP4377574B2
Application number: JP2002295171A
Authority: JP
Inventors: 仁一南川; 隆治清水; 知之菅谷
Original assignee: Hino Motors Ltd
Current assignee: Hino Motors Ltd
Priority date: 2002-10-08
Filing date: 2002-10-08
Publication date: 2009-12-02
Anticipated expiration: 2022-10-08
Also published as: JP2004132202A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気浄化装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
ただし、斯かる触媒再生型のパティキュレートフィルタを採用した場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうことになり、このような低い排気温度での運転状態が続いた場合に、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに目詰まりが起こる虞れは依然として残っているので、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタより上流側の排気ガス中に燃料を添加してパティキュレートフィルタを強制再生することが検討されている。
【０００７】
つまり、パティキュレートフィルタより上流側で燃料を添加すれば、その添加された燃料がパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上げられてパティキュレートが燃やし尽くされ、パティキュレートフィルタの再生化が図られることになる（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−４２３２６号公報
【特許文献２】
特開２００２−３０９１９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述した如き再生制御を実施するに際し、例えば、車両が長距離輸送トラックであるような場合、運転者が高速道路のサービスエリア等で空調をかけたままアイドリング状態で休息したり、アイドリング状態のまま車両から離れたりする状況が想定されるが、このように運転者が周辺の安全を確認できない状況下で燃料添加手段による燃料添加が自動的に実行されてしまうと、高温の排気ガスが車外に排出されて排気口周辺を通る歩行者等にあたる虞れがある。
【００１０】
本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、パティキュレートフィルタの再生制御で発生する高温の排気ガスについての安全性を高めた排気浄化装置を提供することを目的としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、内燃機関からの排気ガスが流通する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すると共に、内燃機関の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置を燃料添加手段として採用し、捕集済みパティキュレートを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生じた際に前記燃料噴射装置の燃料噴射制御を通常モードから再生モードに切り替えて圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行わしめる制御装置を備えた排気浄化装置において、車両がアイドリング状態にあることを判定するアイドリング判定手段を設け、該アイドリング判定手段により所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認されている条件下では燃料噴射制御を通常モードから再生モードへ切り替えず且つ所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認される前の段階で既に再生モードに入っていればそのまま再生制御を継続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。
【００１２】
而して、このようにすれば、アイドリング判定手段により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、燃料噴射装置の燃料噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わらなくなるので、運転者がアイドリング状態で休息している場合や、アイドリング状態のまま車両から離れている場合等といった運転者が周辺の安全を確認できない状況下で、燃料噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わって高温の排気ガスが車外に排出されてしまう事態が起こらなくなり、排気口周辺を通る歩行者等に高温の排気ガスがあたる虞れが未然に回避されることになる。
【００１３】
また、本発明において、アイドリング判定手段は、エンジンの回転数を検出する回転センサと、エンジンの負荷を検出する負荷センサ，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，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，車速を検出する車速センサのうちの何れか一つ以上との組み合わせにより構成することが可能である。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
【００１６】
図１及び図２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。
【００１７】
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。
【００１８】
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がフィルタケース１３に抱持されて装備されており、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。
【００１９】
そして、フィルタケース１３の出口部分には、パティキュレートフィルタ１２を通過した排気ガス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。
【００２０】
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て、この燃料噴射信号１８ａに出力に際し、ディーゼルエンジン１の運転状態が制御装置１５に常時把握されるようになっている。
【００２１】
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（開弁時期）及び噴射量（開弁時間）が適切に制御されるようになっている。
【００２２】
他方、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に基づき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、パティキュレートフィルタ１２の再生制御を行う必要が生じた際に、通常モードから再生モードに切り替わり、圧縮上死点（クランク角０゜）付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うような噴射パターンの燃料噴射信号１８ａが決定されるようになっている。
【００２３】
つまり、このようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス９中に未燃の燃料（主としてＨＣ：炭化水素）が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ１２表面の酸化触媒上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ１２内のパティキュレートが燃焼除去されることになる。
【００２４】
また、この制御装置１５においては、回転センサ１７からの回転数信号１７ａに基づきディーゼルエンジン１の回転数を抽出すると共に、アクセルセンサ１６からのアクセル開度信号１６ａに基づく燃料噴射信号１８ａの決定時に判明している燃料の噴射量を抽出し、これら回転数と噴射量とによるパティキュレートの発生量マップからディーゼルエンジン１の現在の運転状態に基づくパティキュレートの基本的な発生量を推定し、この基本的な発生量に対しパティキュレートの発生にかかわる各種の条件を考慮した補正係数を掛け且つ現在の運転状態におけるパティキュレートの処理量を減算して最終的な発生量を求め、この最終的な発生量を時々刻々積算してパティキュレートの堆積量を推定するようになっている。
【００２５】
尚、このようなパティキュレートの堆積量を推定する方法には各種の考え方があり、ここに例示した推定方法以外の手法を用いてパティキュレートの堆積量を推定することも勿論可能である。
【００２６】
更に、前記制御装置１５でパティキュレートの堆積量が所定の目標値に達したものと推定された後、温度センサ１４からの温度信号１４ａに基づきパティキュレートフィルタ１２の出口排気温度が所定温度以上の条件となるのを待って燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、パティキュレートフィルタ１２の上流側の排気ガス９中に燃料が添加されるようになっている。
【００２７】
そして、以上に述べた如きパティキュレートフィルタ１２の上流側の排気ガス９中に燃料を添加し得るようにした排気浄化装置に関し、本形態例においては、先に説明したアクセルセンサ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２０、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２１、車速を検出する車速センサ２２の夫々からの検出信号２０ａ，２１ａ及び車速信号２２ａも制御装置１５に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前記制御装置１５にて判定されるようになっている。
【００２８】
即ち、前記制御装置１５においては、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２０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２１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２２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判定し、そのアイドリング状態の継続時間をカウントするようになっている。
【００２９】
尚、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２０，サイドブレーキスイッチ２１，車速センサ２２の何れか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。
【００３０】
そして、前記制御装置１５では、所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認されている条件下で新たな燃料添加指令が出力されないようにインターロックがかかるようになっており、より具体的には、所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認されている条件下で燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わらないようになっている。
【００３１】
ただし、所定時間以上のアイドリング状態が確認される前の段階で既に再生モードに入っていた場合には、車両が所定時間以上のアイドリング状態となっても再生モードをそのまま継続してパティキュレートフィルタ１２の再生制御を完了してしまうようにしてある。
【００３２】
而して、このように排気浄化装置を構成すれば、所定時間以上のアイドリング状態の継続が確認されていない条件下で前記制御装置１５にてパティキュレートの堆積量が所定の目標値に達したものと推定されると、温度センサ１４からの温度信号１４ａに基づきパティキュレートフィルタ１２の出口排気温度が所定温度以上の条件となるのを待って燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、メイン噴射に続くポスト噴射により排気ガス９中に未燃のまま添加された燃料がパティキュレートフィルタ１２の酸化触媒上で酸化反応して反応熱を生じ、この反応熱により触媒床温度が大幅に上昇してパティキュレートが良好に燃焼除去され、パティキュレートフィルタ１２の再生が図られることになる。
【００３３】
他方、回転センサ１７，アクセルセンサ１６，ニュートラルスイッチ２０，サイドブレーキスイッチ２１，車速センサ２２から成るアイドリング判定手段により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は、制御装置１５から燃料噴射装置１８に向けた新たな燃料添加指令の出力が阻止され、燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わらないので、運転者がアイドリング状態で休息している場合や、アイドリング状態のまま車両から離れている場合等といった運転者が周辺の安全を確認できない状況下で、燃料噴射装置１８のポスト噴射による燃料添加が実行されて高温の排気ガス９が車外に排出されてしまう事態が起こらなくなり、排気口周辺を通る歩行者等に高温の排気ガスがあたる虞れが未然に回避されることになる。
【００３４】
従って、上記形態例によれば、パティキュレートフィルタ１２の上流側で排気ガス９中に燃料を添加し、該燃料をパティキュレートフィルタ１２の酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱により触媒床温度を上げて積極的に捕集済みパティキュレートを燃焼除去させる再生制御を実施するにあたり、その再生制御で発生する高温の排気ガス９についての安全性を大幅に向上することができる。
【００３５】
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、先の形態例においては、アイドリング状態の判定にあたっては、より確実な判定を行う目的でクラッチ信号等の更なる別の信号を考慮するようにしても良いこと、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。
【００３６】
【発明の効果】
上記した本発明の排気浄化装置によれば、パティキュレートフィルタの上流側で排気ガス中に燃料を添加し、該燃料をパティキュレートフィルタの酸化触媒上で酸化反応させ、その反応熱により触媒床温度を上げて積極的に捕集済みパティキュレートを燃焼除去させる再生制御を実施するにあたり、車両が所定時間以上のアイドリング状態となっている時に新たに再生制御が開始されてしまう事態を未然に回避することができるので、運転者がアイドリング状態で休息している場合や、アイドリング状態のまま車両から離れている場合等といった運転者が周辺の安全を確認できない状況下にて新たに再生制御が開始されて高温の排気ガスが排気口周辺の歩行者等にあたるといった事態を未然に回避することができ、パティキュレートフィルタの再生制御で発生する高温の排気ガスについての安全性を大幅に向上することができるという優れた効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。
【図２】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。
【符号の説明】
１ディーゼルエンジン（内燃機関）
８気筒
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
１６アクセルセンサ（アイドリング判定手段）
１７回転センサ（アイドリング判定手段）
１８燃料噴射装置（燃料添加手段）
２０ニュートラルスイッチ（アイドリング判定手段）
２１サイドブレーキスイッチ（アイドリング判定手段）
２２車速センサ（アイドリング判定手段）[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an exhaust emission control device.
[0002]
[Prior art]
Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot composed of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) composed 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.
[0003]
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.
[0004]
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 rare earth elements such as cerium is integrally supported is being put to practical use.
[0005]
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.
[0006]
However, even when such a catalyst regeneration type particulate filter is adopted, in the operation region where the exhaust gas temperature is low, the trapping amount will exceed the processing amount of particulates. If the exhaust filter continues to operate at a low exhaust temperature, there is still a possibility that the particulate filter will not regenerate well and clogging may still occur. It has been studied to forcibly regenerate the particulate filter by adding fuel to the exhaust gas upstream of the filter.
[0007]
In other words, if fuel is added upstream from the particulate filter, the added fuel undergoes an oxidation reaction on the oxidation catalyst of the particulate filter, and the heat of the reaction raises the catalyst bed temperature to burn out the particulate. Thus, regeneration of the particulate filter is achieved (for example, see Patent Document 1 and Patent Document 2).
[0008]
[Patent Document 1]
JP-A-8-42326 [Patent Document 2]
Japanese Patent Laid-Open No. 2002-30919
[Problems to be solved by the invention]
However, when carrying out the regeneration control as described above, for example, when the vehicle is a long-distance transportation truck, the driver rests in the idling state while being air-conditioned in the service area of the highway, or in the idling state. However, if fuel addition by the fuel addition means is automatically executed in such a situation where the driver cannot confirm the safety of the surrounding area, the high-temperature exhaust gas is generated. There is a risk of being discharged outside the vehicle and hitting a pedestrian or the like passing around the exhaust port.
[0010]
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide an exhaust emission control device with improved safety for high-temperature exhaust gas generated by regeneration control of a particulate filter.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The present invention employs a fuel injection device that is equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of an exhaust pipe through which exhaust gas from an internal combustion engine flows, and that injects fuel into each cylinder of the internal combustion engine as fuel addition means. When the collected particulates need to be burned and removed and the particulate filter needs to be regenerated, the fuel injection control of the fuel injection device is switched from the normal mode to the regenerative mode and is performed near the compression top dead center. In an exhaust emission control device having a control device that performs post-injection at a non-ignition timing later than the compression top dead center following main injection of the engine, idling determination means for determining that the vehicle is in an idling state is provided, and the idling Under conditions where the determination means has confirmed that the idling state continues for a predetermined time or longer, the fuel injection control is set to the normal mode. From de and characterized by being configured the controller to continue as reproduction control if already in the playback mode at the stage before continuing idling over and a predetermined time without switching to the reproduction mode is confirmed To do.
[0012]
Thus, when the idling determination means confirms that the idling state continues for a predetermined time or longer, the fuel injection control of the fuel injection device does not switch from the normal mode to the regeneration mode. The fuel injection control switches from normal mode to regeneration mode when the driver cannot confirm the safety of the surroundings, such as when the vehicle is resting in a state of being idle or away from the vehicle while idling. Will not be discharged to the outside of the vehicle, and the possibility of high-temperature exhaust gas hitting a pedestrian or the like passing around the exhaust port is avoided.
[0013]
In the present invention, the idling determination means includes a rotation sensor for detecting the engine speed, a load sensor for detecting the engine load, a neutral switch for detecting that the gear position is in the neutral position, and a side brake. It can be configured by a combination with any one or more of a side brake switch for detecting the vehicle speed and a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed.
[0015]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
[0016]
FIG. 1 and FIG. 2 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 further flows 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).
[0017]
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.
[0018]
Further, in the middle of the exhaust pipe 11, a catalyst regeneration type particulate filter 12 integrally carrying an oxidation catalyst is mounted and mounted on a filter case 13, and is shown in an enlarged view in FIG. As described above, the particulate filter 12 has a porous honeycomb structure made of ceramic, and the inlets of the respective channels 12a partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the channels are not sealed. About 12a, the exit is sealed, and only the exhaust gas 9 which permeate | transmitted the porous thin wall 12b which divides each flow path 12a is discharged | emitted downstream.
[0019]
A temperature sensor 14 that measures the temperature of the exhaust gas 9 that has passed through the particulate filter 12 as a substitute value for the catalyst bed temperature is provided at the outlet of the filter case 13, and a temperature signal 14 a of the temperature sensor 14 is provided. Is input to a control device 15 constituting an engine control computer (ECU: Electronic Control Unit).
[0020]
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. The fuel injection signal 18a is output toward the engine 18, and the operation state of the diesel engine 1 is always grasped by the control device 15 when the fuel injection signal 18a is output.
[0021]
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 (valve opening timing) and the injection amount (valve opening time) are appropriately controlled.
[0022]
On the other hand, in the control device 15, the fuel injection signal 18a in the normal mode is determined on the basis of the accelerator opening signal 16a and the rotation speed signal 17a. On the other hand, it is necessary to perform regeneration control of the particulate filter 12. In this case, the normal mode is switched to the regeneration mode, and the post-injection is performed at the non-ignition timing later than the compression top dead center following the main injection of fuel performed near the compression top dead center (crank angle 0 °). The fuel injection signal 18a of the injection pattern is determined.
[0023]
That is, when post-injection is performed at a non-ignition timing later than the compression top dead center following main injection, unburned fuel (mainly HC: hydrocarbon) is added to the exhaust gas 9 by this post-injection. As a result, the unburned fuel undergoes an oxidation reaction on the oxidation catalyst on the surface of the particulate filter 12, the catalyst bed temperature rises due to the reaction heat, and the particulates in the particulate filter 12 are burned and removed. It will be.
[0024]
Further, the control device 15 extracts the rotational speed of the diesel engine 1 based on the rotational speed signal 17a from the rotational sensor 17, and at the time of determining the fuel injection signal 18a based on the accelerator opening signal 16a from the accelerator sensor 16. The known fuel injection amount is extracted, and the basic generation amount of the particulates based on the current operation state of the diesel engine 1 is estimated from the particulate generation map based on the rotation speed and the injection amount. Multiply the basic generation amount by a correction coefficient considering various conditions related to the generation of particulates, and subtract the particulate processing amount in the current operating state to obtain the final generation amount. The amount of particulates accumulated is estimated from time to time to estimate the amount of particulates deposited.
[0025]
Note that there are various ways of estimating the amount of particulate deposition, and it is of course possible to estimate the amount of particulate deposition using a method other than the estimation method exemplified here.
[0026]
Further, after the control device 15 estimates that the amount of accumulated particulates has reached a predetermined target value, the outlet exhaust temperature of the particulate filter 12 is equal to or higher than the predetermined temperature based on the temperature signal 14a from the temperature sensor 14. After waiting for the condition, the combustion injection control is switched from the normal mode to the regeneration mode, and fuel is added to the exhaust gas 9 on the upstream side of the particulate filter 12.
[0027]
In the present embodiment, the accelerator sensor 16 and the rotation sensor 17 described above relate to the exhaust gas purification apparatus in which fuel can be added to the exhaust gas 9 upstream of the particulate filter 12 as described above. In addition to the above, detection signals 20a and 21a from a neutral switch 20 for detecting that the gear position is in the neutral position, a side brake switch 21 for detecting that the side brake is applied, and a vehicle speed sensor 22 for detecting the vehicle speed, respectively. The vehicle speed signal 22a is also input to the control device 15. Based on these signals, the control device 15 determines whether or not the vehicle is in an idling state.
[0028]
That is, in the control device 15, it is confirmed by the rotation sensor 17 that the rotation speed is within a relatively low predetermined rotation speed range, the accelerator sensor 16 confirms that the accelerator is off (load is zero), and the neutral switch 20 sets the gear position. When it is confirmed that the vehicle is in the neutral position, it is confirmed that the side brake is being pulled by the side brake switch 21, and the vehicle speed is confirmed to be zero by the vehicle speed sensor 22, the current driving state is in the idling state. And the duration of the idling state is counted.
[0029]
Note that not all signals from these sensors and switches are necessarily required to determine the idling state, and at least the rotation sensor 17, the accelerator sensor 16, the neutral switch 20, the side brake switch 21, and the vehicle speed sensor. The idling determination means can be configured by a combination with any one of 22.
[0030]
In the control device 15, the interlock is applied so that a new fuel addition command is not output under the condition that the idling state continues for a predetermined time or more, and more specifically, The combustion injection control is not switched from the normal mode to the regeneration mode under the condition that the idling state continues for a predetermined time or longer.
[0031]
However, if the vehicle is already in the regeneration mode before the idling state for a predetermined time or more is confirmed, the particulate filter 12 continues the regeneration mode as it is even if the vehicle is in the idling state for the predetermined time or more. The playback control is completed.
[0032]
Thus, if the exhaust gas purification apparatus is configured in this way, the particulate matter accumulation amount has reached a predetermined target value in the control device 15 under the condition that the idling state has not been confirmed for a predetermined time or longer. If it is estimated, the combustion injection control is switched from the normal mode to the regeneration mode after waiting for the outlet exhaust temperature of the particulate filter 12 to be equal to or higher than a predetermined temperature based on the temperature signal 14a from the temperature sensor 14. The fuel added unburned in the exhaust gas 9 by post-injection following injection causes an oxidation reaction on the oxidation catalyst of the particulate filter 12 to generate reaction heat, and this reaction heat greatly increases the catalyst bed temperature. Thus, the particulates are burned and removed satisfactorily, and the particulate filter 12 is regenerated.
[0033]
On the other hand, when the idling determination means including the rotation sensor 17, the accelerator sensor 16, the neutral switch 20, the side brake switch 21, and the vehicle speed sensor 22 confirms that the idling state continues for a predetermined time or more, the control device 15 sends the fuel injection device 18 to the fuel injection device 18. Since the output of the new fuel addition command for the vehicle is blocked and the combustion injection control does not switch from the normal mode to the regeneration mode, the driver is resting in the idling state or is away from the vehicle in the idling state In such a situation that the driver cannot confirm the safety of the surroundings, the fuel addition by the post-injection of the fuel injection device 18 is executed, and the situation where the high-temperature exhaust gas 9 is discharged outside the vehicle does not occur. The possibility of high-temperature exhaust gas hitting pedestrians passing through To become.
[0034]
Therefore, according to the above embodiment, the fuel is added to the exhaust gas 9 on the upstream side of the particulate filter 12, the fuel is oxidized on the oxidation catalyst of the particulate filter 12, and the heat of reaction causes the catalyst bed temperature. When the regeneration control for actively burning and removing the collected particulates is performed, the safety of the high-temperature exhaust gas 9 generated by the regeneration control can be greatly improved.
[0035]
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention is not limited to the above embodiments, in the previous embodiment, when the determination of the idle should state, such as a clutch signal for the purpose of performing a more reliable determination Of course, other signals may be taken into account, and various changes may be made without departing from the scope of the present invention.
[0036]
【The invention's effect】
According to the above-described exhaust gas purification apparatus of the present invention, fuel is added to the exhaust gas upstream of the particulate filter, the fuel is oxidized on the oxidation catalyst of the particulate filter, and the heat of reaction causes the catalyst bed temperature. In order to carry out regeneration control that actively burns and removes the collected particulates and avoids a situation where regeneration control is newly started when the vehicle is idling for a predetermined time or longer. Therefore, regeneration control is newly started when the driver cannot confirm the safety of the surrounding area, such as when the driver is resting in an idling state or when he is away from the vehicle while idling. The particulate filter can avoid the situation where hot exhaust gas hits pedestrians around the exhaust port. An excellent effect can be greatly improved the safety of the high-temperature exhaust gas generated in the regeneration control.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic view showing an example of an embodiment for carrying out the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing details of the particulate filter of FIG.
[Explanation of symbols]
1 Diesel engine (internal combustion engine)
8 Cylinder 9 Exhaust gas 11 Exhaust pipe 12 Particulate filter 15 Control device 16 Accelerator sensor (idling determination means)
17 Rotation sensor (idling determination means)
18 Fuel injector (fuel addition means)
20 Neutral switch (idling determination means)
21 Side brake switch (idling determination means)
22 Vehicle speed sensor (idling determination means)

Claims

Equipped with a catalyst regeneration type particulate filter in the middle of the exhaust pipe through which exhaust gas from the internal combustion engine flows, and a fuel injection device that injects fuel into each cylinder of the internal combustion engine as fuel addition means When it becomes necessary to regenerate the particulate filter by burning and removing the particulates, the fuel injection control of the fuel injection device is switched from the normal mode to the regeneration mode, and the main injection of fuel performed near the compression top dead center Subsequently, in an exhaust emission control device including a control device that performs post-injection at a timing of non-ignition later than the compression top dead center, an idling determination unit that determines whether the vehicle is in an idling state is provided, and the idling determination unit determines a predetermined value. Under conditions where it is confirmed that the idling state continues for more than an hour, the fuel injection control is resumed from the normal mode. Exhaust gas purification, characterized in that already constitute the controller to continue as reproduction control if entered the playback mode at the stage before and continuing idling of more than a predetermined time without switching to the mode is confirmed apparatus.

A rotation sensor that detects the engine speed, a load sensor that detects the engine load, a neutral switch that detects that the gear is in the neutral position, a side brake switch that detects that the side brake is being pulled, and a vehicle speed The exhaust emission control device according to claim 1, wherein the idling determination means is configured by a combination with any one or more of the vehicle speed sensors for detecting the engine.