JP7003675B2 - Exhaust gas purification device - Google Patents

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Description

本発明は、排気ガス浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust gas purification device.

自動車等の車両において、エンジンから排出される排気ガスには、カーボン等の粒子状物質（ＰＭ：Particulate Matter）が含まれている。この粒子状物質を捕集し、排気を浄化するために一般的にはパティキュレートフィルタと呼ばれるフィルタが排気通路に設けられている。 In vehicles such as automobiles, the exhaust gas discharged from the engine contains particulate matter (PM: Particulate Matter) such as carbon. In order to collect this particulate matter and purify the exhaust gas, a filter generally called a particulate filter is provided in the exhaust passage.

パティキュレートフィルタを備える車両にあっては、パティキュレートフィルタが捕集した粒子状物質を定期的に燃焼により除去することによって、パティキュレートフィルタの捕集機能を維持するようになっている。 In a vehicle equipped with a particulate filter, the particulate matter collected by the particulate filter is periodically removed by combustion to maintain the collecting function of the particulate filter.

従来のこの種の技術として特許文献１に記載されたものが知られている。特許文献１に記載のものは、所定条件下でパティキュレートフィルタの出口と入口とを連通して、パティキュレートフィルタを含む閉回路を形成し、この閉回路中のガスをパティキュレートフィルタを通して循環流動させている。また、特許文献１に記載のものは、ヒータによりパティキュレートフィルタを過熱してパティキュレートフィルタに捕集された粒子状物質を除去している。 As a conventional technique of this kind, the one described in Patent Document 1 is known. In Patent Document 1, the outlet and the inlet of the particulate filter are communicated with each other under predetermined conditions to form a closed circuit including the particulate filter, and the gas in the closed circuit is circulated and flowed through the particulate filter. I'm letting you. Further, in Patent Document 1, the particulate filter is heated by a heater to remove particulate matter collected by the particulate filter.

特開平５－２４００２７号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-240027

ところで、エンジンの冷間運転時は、暖機完了後と比較して粒子状物質が多く発生する。このため、エンジンの冷間運転時に粒子状物質をより多く捕集でき、粒子状物質の排出量を抑制することが望まれている。しかしながら、特許文献１に記載のものにあっては、エンジンの冷間運転時に粒子状物質を捕集することを考慮しておらず、改善が望まれていた。 By the way, during cold operation of the engine, more particulate matter is generated than after the completion of warming up. Therefore, it is desired that more particulate matter can be collected during cold operation of the engine and the amount of particulate matter emitted can be suppressed. However, the one described in Patent Document 1 does not consider collecting particulate matter during cold operation of the engine, and improvement has been desired.

そこで、本発明は、エンジンの冷間運転時に粒子状物質を多く捕集でき、粒子状物質の排出量を抑制することができる排気ガス浄化装置を提供することを目的としている。 Therefore, an object of the present invention is to provide an exhaust gas purification device capable of collecting a large amount of particulate matter during cold operation of the engine and suppressing the amount of particulate matter emitted.

上記課題を解決する排気ガス浄化装置の発明の一態様は、エンジンと、前記エンジンから排出された排気ガスが通過する排気通路と、前記排気通路に設けられ、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの下流部と上流部とに連通し、前記下流部を通過する前記排気ガスの一部を前記上流部に戻して前記パティキュレートフィルタに再導入する再導入通路と、を備える車両に搭載される排気ガス浄化装置であって、前記再導入通路には、排気ガスの通過量を連続的に調整する２方弁からなる第１バルブと、排気ガスと空気の各通過量を連続的に調整する３方弁からなる第２バルブとが設けられ、空気を外部から前記第２バルブを介して前記再導入通路に取入れ、前記排気ガスとともに前記上流部に供給する空気供給部と、前記エンジンの暖機完了前の冷間運転時に前記再導入通路に前記排気ガスを通過させ、前記エンジンの暖機完了後に前記パティキュレートフィルタの再生を行う場合、前記エンジンの運転を継続したまま、前記再導入通路に前記排気ガスを通過させ、かつ、前記空気供給部により前記上流部に前記空気を供給させる再導入実行部と、を備えたことを特徴とする。 One aspect of the invention of the exhaust gas purification device that solves the above-mentioned problems is an engine, an exhaust passage through which the exhaust gas discharged from the engine passes, and a particulate substance provided in the exhaust passage and contained in the exhaust gas. The particulate filter that collects and communicates with the downstream portion and the upstream portion of the particulate filter in the exhaust passage, and returns a part of the exhaust gas that passes through the downstream portion to the upstream portion. An exhaust gas purification device mounted on a vehicle equipped with a reintroduction passage for reintroduction, and the reintroduction passage is a first valve composed of a two-way valve that continuously adjusts the amount of exhaust gas passing through. And a second valve composed of a three-way valve that continuously adjusts the amount of exhaust gas and each passage of air is provided, and air is taken in from the outside through the second valve into the reintroduction passage, and the exhaust gas is taken in. At the same time, the exhaust gas is passed through the air supply unit supplied to the upstream portion and the reintroduction passage during the cold operation before the warm-up of the engine is completed, and the particulate filter is regenerated after the warm-up of the engine is completed. In this case, the exhaust gas is passed through the reintroduction passage while the engine is being operated, and the reintroduction execution unit is provided so that the air supply unit supplies the air to the upstream portion. It is characterized by.

このように本発明によれば、エンジンの冷間運転時に粒子状物質を多く捕集でき、粒子状物質の排出量を抑制することができる。 As described above, according to the present invention, a large amount of particulate matter can be collected during cold operation of the engine, and the amount of particulate matter discharged can be suppressed.

図１は、本発明の一実施例に係る排気ガス浄化装置を搭載する車両の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a vehicle equipped with an exhaust gas purification device according to an embodiment of the present invention. 図２は、本発明の一実施例に係る排気ガス浄化装置の動作を説明するフローチャートである。FIG. 2 is a flowchart illustrating the operation of the exhaust gas purification device according to the embodiment of the present invention.

本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化装置は、エンジンと、エンジンから排出された排気ガスが通過する排気通路と、排気通路に設けられ、排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、を備える車両に搭載される排気ガス浄化装置であって、排気通路におけるパティキュレートフィルタの下流部と上流部とに連通し、下流部を通過する排気ガスの一部を上流部に戻してパティキュレートフィルタに再導入する再導入通路と、エンジンの暖機完了前の冷間運転時に再導入通路に排気ガスを通過させる再導入実行部と、を備えたことを特徴とする。これにより、本発明の一実施の形態に係る排気ガス浄化装置は、エンジンの冷間運転時に粒子状物質を多く捕集でき、粒子状物質の排出量を抑制することができる。 The exhaust gas purification device according to the embodiment of the present invention is provided in the engine, the exhaust passage through which the exhaust gas discharged from the engine passes, and the exhaust passage, and is a patty that collects particulate matter in the exhaust gas. An exhaust gas purification device mounted on a vehicle equipped with a curate filter, which communicates with the downstream portion and the upstream portion of the particulate filter in the exhaust passage, and a part of the exhaust gas passing through the downstream portion is transferred to the upstream portion. It is characterized by having a reintroduction passage that is returned and reintroduced into the particulate filter, and a reintroduction execution unit that allows exhaust gas to pass through the reintroduction passage during cold operation before the completion of warming up of the engine. Thereby, the exhaust gas purifying device according to the embodiment of the present invention can collect a large amount of particulate matter during the cold operation of the engine and can suppress the emission amount of the particulate matter.

以下、図面を参照して、本発明の実施例に係る排気ガス浄化装置について詳細に説明する。図１において、本発明の一実施例に係る排気ガス浄化装置を搭載した車両１は、エンジン２と、車両１を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）３とを含んで構成されている。 Hereinafter, the exhaust gas purifying device according to the embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In FIG. 1, a vehicle 1 equipped with an exhaust gas purifying device according to an embodiment of the present invention includes an engine 2 and an ECU (Electronic Control Unit) 3 for controlling the vehicle 1.

エンジン２は、ピストンが気筒内を２往復する間に吸気行程、圧縮行程、膨張行程及び排気行程からなる一連の４行程を行う４サイクルのガソリンエンジンによって構成されている。 The engine 2 is composed of a four-cycle gasoline engine that performs a series of four strokes including an intake stroke, a compression stroke, an expansion stroke, and an exhaust stroke while the piston makes two reciprocations in the cylinder.

各気筒に収納されたピストンは、コネクティングロッドを介してクランクシャフトに連結されている。コネクティングロッドは、ピストンの往復動をクランクシャフトの回転運動に変換するようになっている。 The piston housed in each cylinder is connected to the crankshaft via a connecting rod. The connecting rod is designed to convert the reciprocating motion of the piston into the rotational motion of the crankshaft.

したがって、エンジン２は、気筒内の燃焼室２５で燃料と空気との混合気を燃焼させることによりピストンを往復動させ、コネクティングロッドを介してクランクシャフトを回転させることにより、車両１を駆動させる駆動力を発生するようになっている。 Therefore, the engine 2 drives the vehicle 1 by reciprocating the piston by burning the air-fuel mixture in the combustion chamber 25 in the cylinder and rotating the crankshaft via the connecting rod. It is designed to generate force.

エンジン２にはインジェクタ２４が設けられており、インジェクタ２４は、図示しない燃料タンクから燃料ポンプにより圧送された燃料を各気筒の燃焼室２５に噴射する。 The engine 2 is provided with an injector 24, which injects fuel pumped by a fuel pump from a fuel tank (not shown) into the combustion chamber 25 of each cylinder.

エンジン２の吸気ポート３１には、空気を燃焼室２５に導入するための吸気マニホールド３２が接続されている。吸気マニホールド３２は、外気を吸入するための図示しない吸気管に接続されている。 An intake manifold 32 for introducing air into the combustion chamber 25 is connected to the intake port 31 of the engine 2. The intake manifold 32 is connected to an intake pipe (not shown) for sucking outside air.

エンジン２の排気ポート４１には、燃焼室２５において混合気の燃焼によって発生した排気ガスを車外に排出するための排気マニホールド４３が設けられている。排気マニホールド４３は、排気管４２に接続されている。排気通路４２Ａは、エンジン２から排出された排気ガスが通過する。 The exhaust port 41 of the engine 2 is provided with an exhaust manifold 43 for exhausting the exhaust gas generated by the combustion of the air-fuel mixture in the combustion chamber 25 to the outside of the vehicle. The exhaust manifold 43 is connected to the exhaust pipe 42. Exhaust gas discharged from the engine 2 passes through the exhaust passage 42A.

排気通路４２Ａには、排気ガスの通過方向に、触媒６１及びパティキュレートフィルタ６２が設けられている。パティキュレートフィルタ６２は触媒６１の下流側に配置されている。触媒６１とパティキュレートフィルタ６２とは、排気管４２の一部である接続管４４により接続されている。 The exhaust passage 42A is provided with a catalyst 61 and a particulate filter 62 in the direction of passage of the exhaust gas. The particulate filter 62 is arranged on the downstream side of the catalyst 61. The catalyst 61 and the particulate filter 62 are connected by a connecting pipe 44 which is a part of the exhaust pipe 42.

触媒６１は、エンジン２の燃焼室２５から排出された排気ガスを浄化するようになっている。本実施例では、触媒６１は三元触媒からなり、三元触媒は、炭化水素を水と二酸化炭素に酸化し、一酸化炭素を二酸化炭素に酸化し、窒素酸化物を窒素に還元することにより、排気ガスを浄化する。なお、エンジン２はディーゼルエンジンであってもよく、この場合、触媒６１は酸化触媒からなる。パティキュレートフィルタ６２は、排気ガス中の粒子状物質を捕集することにより、排気ガスから粒子状物質を濾過する。 The catalyst 61 purifies the exhaust gas discharged from the combustion chamber 25 of the engine 2. In this embodiment, the catalyst 61 is composed of a three-way catalyst, and the three-way catalyst oxidizes hydrocarbons to water and carbon dioxide, oxidizes carbon monoxide to carbon dioxide, and reduces nitrogen oxides to nitrogen. , Purify the exhaust gas. The engine 2 may be a diesel engine, in which case the catalyst 61 is made of an oxidation catalyst. The particulate filter 62 filters the particulate matter from the exhaust gas by collecting the particulate matter in the exhaust gas.

車両１は再導入管５０を備えており、再導入管５０の内部には再導入通路５０Ａが形成されている。再導入通路５０Ａは、排気通路４２Ａにおけるパティキュレートフィルタ６２の下流部４２Ｂと上流部４２Ｃとに連通している。再導入通路５０Ａは、排気通路４２Ａの下流部４２Ｂを通過する排気ガスの一部を、排気通路４２Ａの上流部４２Ｃに戻してパティキュレートフィルタ６２に再導入する。 The vehicle 1 includes a reintroduction pipe 50, and a reintroduction passage 50A is formed inside the reintroduction pipe 50. The reintroduction passage 50A communicates with the downstream portion 42B and the upstream portion 42C of the particulate filter 62 in the exhaust passage 42A. The reintroduction passage 50A returns a part of the exhaust gas passing through the downstream portion 42B of the exhaust passage 42A to the upstream portion 42C of the exhaust passage 42A and reintroduces it into the particulate filter 62.

再導入通路５０Ａには、排気ガスの通過方向（再導入方向）に、第２バルブ５４、ポンプ５５及び第１バルブ５３が設けられている。ポンプ５５は、電力により作動する電動ポンプからなり、下流部４２Ｂから再導入通路５０Ａに取り込まれた排気ガスを上流部４２Ｃに圧送する。ポンプ５５は、ＥＣＵ３に接続されており、ＥＣＵ３によって制御される。 The reintroduction passage 50A is provided with a second valve 54, a pump 55, and a first valve 53 in the exhaust gas passage direction (reintroduction direction). The pump 55 includes an electric pump operated by electric power, and pumps exhaust gas taken into the reintroduction passage 50A from the downstream portion 42B to the upstream portion 42C. The pump 55 is connected to the ECU 3 and is controlled by the ECU 3.

再導入通路５０Ａには、第２バルブ５４を介して空気供給通路５６Ａが連通しており、この空気供給通路５６Ａは、空気供給管５６により形成されている。空気供給通路５６Ａは、外部から空気を取り込んで再導入通路５０Ａに供給する。空気供給管５６にはエアフィルタ５７が設けられており、エアフィルタ５７は空気供給通路５６Ａを通過する空気を濾過する。 An air supply passage 56A communicates with the reintroduction passage 50A via a second valve 54, and the air supply passage 56A is formed by an air supply pipe 56. The air supply passage 56A takes in air from the outside and supplies it to the reintroduction passage 50A. The air supply pipe 56 is provided with an air filter 57, and the air filter 57 filters the air passing through the air supply passage 56A.

第２バルブ５４及び第１バルブ５３は、再導入通路５０Ａを通過する排気ガスの量を調整する。第２バルブ５４及び第１バルブ５３は、通電により生じる磁力により図示しない弁体を開閉する電磁バルブからなる。 The second valve 54 and the first valve 53 adjust the amount of exhaust gas passing through the reintroduction passage 50A. The second valve 54 and the first valve 53 are composed of solenoid valves that open and close a valve body (not shown) by a magnetic force generated by energization.

第１バルブ５３は、排気ガスの通過量を連続的に調整する２方弁からなる。第２バルブ５４は、排気ガスと空気の各通過量を連続的に調整する３方弁からなる。第２バルブ５４及び第１バルブ５３は、ＥＣＵ３に接続されており、ＥＣＵ３によって制御される。 The first valve 53 includes a two-way valve that continuously adjusts the amount of exhaust gas passing through. The second valve 54 includes a three-way valve that continuously adjusts the amount of exhaust gas and air passing through. The second valve 54 and the first valve 53 are connected to the ECU 3 and are controlled by the ECU 3.

したがって、再導入通路５０Ａは、空気供給通路５６Ａを介して取入れた空気を排気ガスとともに上流部４２Ｃに供給する。本実施例における第２バルブ５４、ポンプ５５、第１バルブ５３及びＥＣＵ３は、本発明における再導入実行部を構成している。また、本実施例における空気供給通路５６Ａは本発明における空気供給部を構成している。 Therefore, the reintroduction passage 50A supplies the air taken in through the air supply passage 56A to the upstream portion 42C together with the exhaust gas. The second valve 54, the pump 55, the first valve 53, and the ECU 3 in the present embodiment constitute the reintroduction execution unit in the present invention. Further, the air supply passage 56A in the present embodiment constitutes the air supply unit in the present invention.

車両１は、排気ガス中の酸素を検出する排気センサ７１を備えている。排気センサ７１は、排気ガスに含まれる酸素濃度を検出することにより排気ガスの空燃比を検出し、検出信号をＥＣＵ３に送信する。 The vehicle 1 includes an exhaust sensor 71 that detects oxygen in the exhaust gas. The exhaust sensor 71 detects the air-fuel ratio of the exhaust gas by detecting the oxygen concentration contained in the exhaust gas, and transmits a detection signal to the ECU 3.

排気センサ７１は、理論空燃比を境に空燃比がリッチ側のときとリーン側のときとで出力が急変する出力特性を有するセンサ（Ｏ２センサ）、又は空燃比がリッチ側のときとリーン側のときとで出力がリニアに変化する出力特性を有するセンサ（空燃比センサ）からなる。 The exhaust sensor 71 is a sensor (O2 sensor) having an output characteristic in which the output suddenly changes between when the air-fuel ratio is on the rich side and when the air-fuel ratio is on the lean side, or when the air-fuel ratio is on the rich side and on the lean side. It is composed of a sensor (air-fuel ratio sensor) having an output characteristic in which the output changes linearly with and when.

本実施例では、排気センサ７１は、排気通路４２Ａにおける上流部４２Ｃよりも下流側かつパティキュレートフィルタ６２の上流側に設けられている。このため、排気通路４２Ａの上流部４２Ｃからパティキュレートフィルタ６２に所望量の空気が供給されている場合、排気センサ７１は、空気を含む排気ガスと接触することができ、排気ガスがリーンであると検出できる。ＥＣＵ３は、排気センサ７１により排気ガスがリーンであると検出されるように、ポンプ５５の駆動量を調整する。 In this embodiment, the exhaust sensor 71 is provided on the downstream side of the upstream portion 42C in the exhaust passage 42A and on the upstream side of the particulate filter 62. Therefore, when a desired amount of air is supplied to the particulate filter 62 from the upstream portion 42C of the exhaust passage 42A, the exhaust sensor 71 can come into contact with the exhaust gas containing air, and the exhaust gas is lean. Can be detected. The ECU 3 adjusts the drive amount of the pump 55 so that the exhaust gas 71 detects that the exhaust gas is lean.

ここで、車両１には、排気センサ７１とは別途の図示しない空燃比センサが、エンジン２の空燃比制御のために設けられている。別途の空燃比センサは、空気供給通路５６Ａからの空気の影響を受けることがないよう、排気通路４２Ａの上流部４２Ｃよりも上流側に配置されている。 Here, the vehicle 1 is provided with an air-fuel ratio sensor (not shown) separate from the exhaust sensor 71 for controlling the air-fuel ratio of the engine 2. The separate air-fuel ratio sensor is arranged on the upstream side of the upstream portion 42C of the exhaust passage 42A so as not to be affected by the air from the air supply passage 56A.

ＥＣＵ３は、別途の空燃比センサの検出信号に基づいてインジェクタ２４を制御している。そのため、パティキュレートフィルタ６２に空気を供給しているときでも、別途の空燃比センサの検出信号に基づいて混合気をストイキ（理論空燃比）にすることができる。 The ECU 3 controls the injector 24 based on a detection signal of a separate air-fuel ratio sensor. Therefore, even when air is being supplied to the particulate filter 62, the air-fuel mixture can be stoichiometric (theoretical air-fuel ratio) based on the detection signal of a separate air-fuel ratio sensor.

車両１は差圧センサ７０を備えており、この差圧センサ７０は、パティキュレートフィルタ６２の下流側の圧力と上流側の圧力を２つの圧力センサ７０Ａ、７０Ｂによりそれぞれ検出し、その圧力差を検出する。 The vehicle 1 is provided with a differential pressure sensor 70, which detects the pressure on the downstream side and the pressure on the upstream side of the particulate filter 62 by two pressure sensors 70A and 70B, respectively, and detects the pressure difference. To detect.

ＥＣＵ３は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、フラッシュメモリと、入力ポートと、出力ポートとを備えたコンピュータユニットによって構成されている。 The ECU 3 is composed of a computer unit including a CPU (Central Processing Unit), a RAM (Random Access Memory), a ROM (Read Only Memory), a flash memory, an input port, and an output port.

ＥＣＵ３のＲＯＭには、各種制御定数や各種マップ等とともに、当該コンピュータユニットをＥＣＵ３として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを実行することにより、当該コンピュータユニットは、ＥＣＵ３として機能する。 In the ROM of the ECU 3, various control constants, various maps, and the like, as well as a program for making the computer unit function as the ECU 3 are stored. That is, when the CPU executes the program stored in the ROM, the computer unit functions as the ECU 3.

ＥＣＵ３には、上述の排気センサ７１、差圧センサ７０を含む各種のセンサ類が接続されている。また、ＥＣＵ３には、上述の第１バルブ５３、第２バルブ５４及びポンプ５５を含む各種の制御対象が接続されている。 Various sensors including the exhaust sensor 71 and the differential pressure sensor 70 described above are connected to the ECU 3. Further, various control targets including the above-mentioned first valve 53, second valve 54, and pump 55 are connected to the ECU 3.

エンジン２の暖機完了前の冷間運転時は、暖機完了後よりも多くの粒子状物質をエンジン２が発生する。このため、エンジン２の冷間運転時に、パティキュレートフィルタ６２により多くの粒子状物質を捕集できることが望ましい。 During cold operation before the completion of warming up of the engine 2, the engine 2 generates more particulate matter than after the completion of warming up. Therefore, it is desirable that a large amount of particulate matter can be collected by the particulate filter 62 during the cold operation of the engine 2.

本実施例において、ＥＣＵ３は、エンジン２の暖機完了前の冷間運転時は、第１バルブ５３及び第２バルブ５４を開き、ポンプ５５を駆動することにより、再導入通路５０Ａに排気ガスを通過させる。 In this embodiment, the ECU 3 opens the first valve 53 and the second valve 54 and drives the pump 55 during the cold operation before the warm-up of the engine 2 is completed, so that the exhaust gas is supplied to the reintroduction passage 50A. Let it pass.

パティキュレートフィルタ６２は、粒子状物質の捕集能力を維持するため、必要に応じて再生動作を実行し、粒子状物質を燃焼させて除去する必要がある。 In order to maintain the collecting ability of the particulate matter, the particulate filter 62 needs to perform a regeneration operation as necessary to burn and remove the particulate matter.

ＥＣＵ３は、エンジン２の暖機完了後にパティキュレートフィルタ６２の再生を行う場合、エンジン２の運転を継続したまま、第１バルブ５３及び第２バルブ５４を開き、ポンプ５５を駆動することにより、再導入通路５０Ａに排気ガスを通過させ、かつ、上流部４２Ｃに空気を供給させる。また、ＥＣＵ３は、排気センサ７１により排気ガスがリーンであると検出される駆動量で、ポンプ５５を駆動する。 When the particulate filter 62 is regenerated after the warm-up of the engine 2 is completed, the ECU 3 opens the first valve 53 and the second valve 54 and drives the pump 55 again while continuing the operation of the engine 2. Exhaust gas is passed through the introduction passage 50A, and air is supplied to the upstream portion 42C. Further, the ECU 3 drives the pump 55 with a driving amount detected by the exhaust sensor 71 that the exhaust gas is lean.

以上のように構成された本実施例に係る排気ガス浄化装置による動作について、図２のフローチャートを参照して説明する。 The operation of the exhaust gas purifying device according to the present embodiment configured as described above will be described with reference to the flowchart of FIG.

図２において、ＥＣＵ３は、エンジン２を始動し（ステップＳ１）、第１バルブ５３及び第２バルブ５４を開放し、ポンプ５５を駆動する（ステップＳ２）。これにより、パティキュレートフィルタ６２を通過した排気ガスは、再導入通路５０Ａを通って、再びパティキュレートフィルタ６２に導入される（ステップＳ３）。 In FIG. 2, the ECU 3 starts the engine 2 (step S1), opens the first valve 53 and the second valve 54, and drives the pump 55 (step S2). As a result, the exhaust gas that has passed through the particulate filter 62 is introduced into the particulate filter 62 again through the reintroduction passage 50A (step S3).

次いで、ＥＣＵ３は、エンジン２の冷却水の水温が所定温度Ｔに到達したか否かを判断する（ステップＳ４）。所定温度Ｔはエンジン２が暖機完了状態にある温度（例えば８０℃）である。水温が所定温度Ｔに到達していない場合はステップＳ３を継続し、水温が所定温度Ｔに到達している場合は、第１バルブ５３及び第２バルブ５４を閉じ、ポンプ５５を停止する（ステップＳ５）。 Next, the ECU 3 determines whether or not the water temperature of the cooling water of the engine 2 has reached the predetermined temperature T (step S4). The predetermined temperature T is the temperature (for example, 80 ° C.) at which the engine 2 is in the warm-up completed state. If the water temperature has not reached the predetermined temperature T, step S3 is continued, and if the water temperature has reached the predetermined temperature T, the first valve 53 and the second valve 54 are closed and the pump 55 is stopped (step). S5).

次いで、ＥＣＵ３は、エンジン２の稼働時間が所定時間ｔ１を超えているか否かを判断し（ステップＳ６）、稼働時間が所定時間ｔ１を超えている場合は、第１バルブ５３及び第２バルブ５４を開放し、ポンプ５５を駆動する（ステップＳ７）。 Next, the ECU 3 determines whether or not the operating time of the engine 2 exceeds the predetermined time t1 (step S6), and if the operating time exceeds the predetermined time t1, the first valve 53 and the second valve 54 Is released, and the pump 55 is driven (step S7).

次いで、ＥＣＵ３は、ポンプ５５の供給圧を徐々に大きくしながら空気供給量を徐々に多くする（ステップＳ８）。ここでは、ＥＣＵ３は、ポンプ５５の供給圧の増大に加えて、第２バルブ５４を通過する空気量が徐々に多くなるように制御する。 Next, the ECU 3 gradually increases the air supply amount while gradually increasing the supply pressure of the pump 55 (step S8). Here, the ECU 3 controls so that the amount of air passing through the second valve 54 gradually increases in addition to the increase in the supply pressure of the pump 55.

次いで、ＥＣＵ３は、排気センサ７１（図中、λセンサと記す）で検出された空燃比が、ストイキ空燃比から設定値Ｚ以上リーン側に偏っているか否かを判断し（ステップＳ９）、設定値Ｚ以上リーン側に偏るまでステップＳ８を継続する。 Next, the ECU 3 determines whether or not the air-fuel ratio detected by the exhaust sensor 71 (denoted as a λ sensor in the figure) is biased toward the lean side by the set value Z or more from the stoichiometric air-fuel ratio (step S9), and sets the air-fuel ratio. Step S8 is continued until the value Z or more is biased toward the lean side.

ここで、ステップＳ８、Ｓ９の動作は、空気供給通路５６Ａ及び再導入通路５０Ａを介してパティキュレートフィルタ６２に供給する空気の量を、排気センサ７１の検出信号を確認しながら調整する動作である。 Here, the operation of steps S8 and S9 is an operation of adjusting the amount of air supplied to the particulate filter 62 via the air supply passage 56A and the reintroduction passage 50A while checking the detection signal of the exhaust sensor 71. ..

したがって、ステップＳ９における「空燃比」は、排気ガス中の空気量を示す指標としての空燃比である。エンジン２の実際の空燃比は、前述した通り、別途の排気センサに基づいて制御される。 Therefore, the "air-fuel ratio" in step S9 is an air-fuel ratio as an index indicating the amount of air in the exhaust gas. As described above, the actual air-fuel ratio of the engine 2 is controlled based on a separate exhaust sensor.

ステップＳ９で空燃比が設定値Ｚ以上リーン側に偏っていると判断した場合、ＥＣＵ３は、空燃比が設定値Ｚ以上リーン側に偏っている状態で所定時間ｔ２、ポンプ５５の供給圧及び空気供給量を維持する（ステップＳ１０）。 When it is determined in step S9 that the air-fuel ratio is biased toward the lean side by the set value Z or more, the ECU 3 determines that the air-fuel ratio is biased toward the lean side by the set value Z or more for a predetermined time t2, the supply pressure of the pump 55, and the air. Maintain the supply amount (step S10).

次いで、ＥＣＵ３は、第１バルブ５３及び第２バルブ５４を閉じ、ポンプ５５を停止する（ステップＳ１１）。 Next, the ECU 3 closes the first valve 53 and the second valve 54, and stops the pump 55 (step S11).

ＥＣＵ３は、ステップＳ１１又はステップＳ６の実行後、エンジン２を停止するか否かを判断し（ステップＳ１２）、エンジン２を停止しないと判断した場合はステップＳ６に戻り、エンジン２を停止すると判断した場合はエンジン２を停止し、今回の動作を終了する。 After executing step S11 or step S6, the ECU 3 determines whether to stop the engine 2 (step S12), and if it determines that the engine 2 is not stopped, returns to step S6 and determines that the engine 2 is stopped. In that case, the engine 2 is stopped and the current operation is terminated.

以上のように、本実施例において、車両１は再導入通路５０Ａを備えており、この再導入通路５０Ａは、排気通路４２Ａにおけるパティキュレートフィルタ６２の下流部４２Ｂと上流部４２Ｃとに連通し、下流部４２Ｂを通過する排気ガスの一部を上流部に戻してパティキュレートフィルタ６２に再導入する。 As described above, in the present embodiment, the vehicle 1 includes the reintroduction passage 50A, and the reintroduction passage 50A communicates with the downstream portion 42B and the upstream portion 42C of the particulate filter 62 in the exhaust passage 42A. A part of the exhaust gas passing through the downstream portion 42B is returned to the upstream portion and reintroduced into the particulate filter 62.

そして、エンジン２の暖機完了前の冷間運転時は、ＥＣＵ３は、第１バルブ５３、第２バルブ５４及びポンプ５５を制御することによって、再導入通路５０Ａに排気ガスを通過させる。 Then, during the cold operation before the warm-up of the engine 2 is completed, the ECU 3 controls the first valve 53, the second valve 54, and the pump 55 to allow the exhaust gas to pass through the reintroduction passage 50A.

これにより、パティキュレートフィルタ６２を通過した排気ガスを再導入通路５０Ａを介してパティキュレートフィルタ６２に再導入し、粒子状物質を再び濾過できるので、より多くの粒子状物質をパティキュレートフィルタ６２で捕集できる。このため、粒子状物質の排出量が多いエンジン２の冷間運転時であっても、車外への粒子状物質の排出量を抑制できる。 As a result, the exhaust gas that has passed through the particulate filter 62 can be reintroduced into the particulate filter 62 via the reintroduction passage 50A, and the particulate matter can be filtered again, so that more particulate matter can be filtered by the particulate filter 62. Can be collected. Therefore, even during cold operation of the engine 2 in which a large amount of particulate matter is discharged, it is possible to suppress the amount of particulate matter discharged to the outside of the vehicle.

また、本実施例では、空気供給通路５６Ａを介して外部から再導入通路５０Ａに取入れた空気を、排気ガスとともに上流部４２Ｃに供給している。そして、エンジン２の暖機完了後にパティキュレートフィルタ６２の再生を行う場合、ＥＣＵ３は、エンジン２の運転を継続したまま、第１バルブ５３、第２バルブ５４及びポンプ５５を制御することによって、再導入通路５０Ａに排気ガスを通過させ、かつ、上流部４２Ｃに空気を供給させる。 Further, in this embodiment, the air taken into the reintroduction passage 50A from the outside through the air supply passage 56A is supplied to the upstream portion 42C together with the exhaust gas. Then, when the particulate filter 62 is regenerated after the warm-up of the engine 2 is completed, the ECU 3 controls the first valve 53, the second valve 54, and the pump 55 again while continuing the operation of the engine 2. Exhaust gas is passed through the introduction passage 50A, and air is supplied to the upstream portion 42C.

これにより、パティキュレートフィルタ６２の上流に位置する上流部４２Ｃからパティキュレートフィルタ６２に空気を供給することにより、その空気中の酸素によってパティキュレートフィルタ６２における粒子状物質の酸化反応を促進させ、パティキュレートフィルタ６２を再生することができる。 As a result, by supplying air to the particulate filter 62 from the upstream portion 42C located upstream of the particulate filter 62, the oxygen in the air promotes the oxidation reaction of the particulate matter in the particulate filter 62, and the patty The curated filter 62 can be regenerated.

また、本実施例において、排気ガス中の酸素を検出する排気センサ７１が、排気通路４２Ａにおける上流部４２Ｃよりも下流側かつパティキュレートフィルタ６２の上流側に設けられている。また、排気ガスとともに空気を圧送するポンプ５５が再導入通路５０Ａに設けられている。そして、ＥＣＵ３は、排気センサ７１により排気ガスがリーンであると検出されるようにポンプ５５の駆動量を調整する。 Further, in the present embodiment, the exhaust sensor 71 for detecting oxygen in the exhaust gas is provided on the downstream side of the upstream portion 42C in the exhaust passage 42A and on the upstream side of the particulate filter 62. Further, a pump 55 that pumps air together with the exhaust gas is provided in the reintroduction passage 50A. Then, the ECU 3 adjusts the drive amount of the pump 55 so that the exhaust gas 71 detects that the exhaust gas is lean.

これにより、別途設けた図示しない空燃比センサに基づいてエンジン２をストイキ状況下で運転しながらでも、排気センサ７１の検出信号に基づいてパティキュレートフィルタ６２に所望量の空気が供給されるようにポンプ５５を駆動できる。このため、空気を含む排気ガスをパティキュレートフィルタ６２へ確実に供給することができ、パティキュレートフィルタ６２を安定して再生することができる。 As a result, a desired amount of air is supplied to the particulate filter 62 based on the detection signal of the exhaust sensor 71 even while the engine 2 is operated under a stoichiometric condition based on an air-fuel ratio sensor (not shown) separately provided. The pump 55 can be driven. Therefore, the exhaust gas containing air can be reliably supplied to the particulate filter 62, and the particulate filter 62 can be stably regenerated.

本発明の実施例を開示したが、当業者によっては本発明の範囲を逸脱することなく変更が加えられうることは明白である。すべてのこのような修正及び等価物が次の請求項に含まれることが意図されている。 Although embodiments of the present invention have been disclosed, it will be apparent to those skilled in the art that modifications may be made without departing from the scope of the invention. All such modifications and equivalents are intended to be included in the following claims.

２ エンジン
３ ＥＣＵ（再導入実行部）
４２Ａ 排気通路
４２Ｂ 下流部
４２Ｃ 上流部
５０Ａ 再導入通路
５３ 第１バルブ（再導入実行部）
５４ 第２バルブ（再導入実行部）
５５ ポンプ（再導入実行部）
５６Ａ 空気供給通路（空気供給部）
６２ パティキュレートフィルタ
７１ 排気センサ 2 Engine 3 ECU (reintroduction execution unit)
42A Exhaust passage 42B Downstream 42C Upstream 50A Reintroduction passage 53 1st valve (reintroduction execution part)
54 Second valve (reintroduction execution unit)
55 Pump (reintroduction execution unit)
56A Air supply passage (air supply section)
62 Particulate filter 71 Exhaust sensor

Claims (2)

エンジンと、
前記エンジンから排出された排気ガスが通過する排気通路と、
前記排気通路に設けられ、前記排気ガス中の粒子状物質を捕集するパティキュレートフィルタと、
前記排気通路における前記パティキュレートフィルタの下流部と上流部とに連通し、前記下流部を通過する前記排気ガスの一部を前記上流部に戻して前記パティキュレートフィルタに再導入する再導入通路と、を備える車両に搭載される排気ガス浄化装置であって、
前記再導入通路には、排気ガスの通過量を連続的に調整する２方弁からなる第１バルブと、排気ガスと空気の各通過量を連続的に調整する３方弁からなる第２バルブとが設けられ、
空気を外部から前記第２バルブを介して前記再導入通路に取入れ、前記排気ガスとともに前記上流部に供給する空気供給部と、
前記エンジンの暖機完了前の冷間運転時に前記再導入通路に前記排気ガスを通過させ、
前記エンジンの暖機完了後に前記パティキュレートフィルタの再生を行う場合、前記エンジンの運転を継続したまま、前記再導入通路に前記排気ガスを通過させ、かつ、前記空気供給部により前記上流部に前記空気を供給させる再導入実行部と、を備えたことを特徴とする排気ガス浄化装置。 With the engine
An exhaust passage through which the exhaust gas discharged from the engine passes, and
A particulate filter provided in the exhaust passage and collecting particulate matter in the exhaust gas ,
A reintroduction passage that communicates with the downstream portion and the upstream portion of the particulate filter in the exhaust passage, returns a part of the exhaust gas passing through the downstream portion to the upstream portion, and reintroduces the particulate filter into the particulate filter. An exhaust gas purification device installed in a vehicle equipped with,
In the reintroduction passage, a first valve consisting of a two-way valve that continuously adjusts the passing amount of exhaust gas and a second valve consisting of a three-way valve that continuously adjusts each passing amount of exhaust gas and air. And are provided,
An air supply unit that takes in air from the outside through the second valve into the reintroduction passage and supplies the air together with the exhaust gas to the upstream portion.
During the cold operation before the warm-up of the engine is completed, the exhaust gas is passed through the reintroduction passage.
When the particulate filter is regenerated after the warm-up of the engine is completed, the exhaust gas is passed through the reintroduction passage while the engine is still operating, and the air supply unit causes the upstream portion to reach the upstream portion. An exhaust gas purification device equipped with a reintroduction execution unit that supplies air . 前記排気ガス中の酸素を検出する排気センサを、前記排気通路における前記上流部よりも下流側かつ前記パティキュレートフィルタの上流側に備え、
前記再導入実行部は、
前記排気ガスとともに前記空気を圧送するポンプを前記再導入通路に有し、
前記排気センサにより前記排気ガスがリーンであると検出されるように前記ポンプの駆動量を調整することを特徴とする請求項１に記載の排気ガス浄化装置。 An exhaust sensor for detecting oxygen in the exhaust gas is provided on the downstream side of the upstream portion of the exhaust passage and on the upstream side of the particulate filter.
The reintroduction execution unit
A pump for pumping the air together with the exhaust gas is provided in the reintroduction passage.
The exhaust gas purification device according to claim 1, wherein the drive amount of the pump is adjusted so that the exhaust gas is detected as lean by the exhaust sensor .
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