JPH05125924A - Exhaust purifying device of diesel engine - Google Patents

Exhaust purifying device of diesel engine

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Publication number
JPH05125924A
JPH05125924A JP3288141A JP28814191A JPH05125924A JP H05125924 A JPH05125924 A JP H05125924A JP 3288141 A JP3288141 A JP 3288141A JP 28814191 A JP28814191 A JP 28814191A JP H05125924 A JPH05125924 A JP H05125924A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
temperature
heater
outer peripheral
regeneration
Prior art date
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Pending
Application number
JP3288141A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Eiji Iwasaki
▲英▼二 岩▲崎▼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP3288141A priority Critical patent/JPH05125924A/en
Publication of JPH05125924A publication Critical patent/JPH05125924A/en
Pending legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Abstract

PURPOSE:To reduce regeneration failure of the filter on a filter outer circumferential part, in relation to the exhaust purifying device of a diesel engine. CONSTITUTION:In a filter 1, an end surface heater 5 is provided on one end part thereof, and a plurality of outer circumferencially divided heaters 6a to 6c are provided on the outer circumferencial part thereof, and also temperature sensors 7a to 7c are provided on respective points of the outer circumferential part. At the time of regeneration of the filter 1, electrification of the end surface heater 5 is carried out, but a control circuit 8 heats the outer circumferential part of the filter 1 by means the corresponding outer circumferential divided heaters 6a to 6c and particulates are ignited, for the sake of a part where a particulate ignition temperature can not be achieved according to a filter temperature rising degree detected by respective temperature sensors 7a to 7c.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はディーゼル機関に設けら
れる排気浄化装置に関し、特に多数のフィルタセルから
成るパティキュレートフィルタを備えた排気浄化装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purification device provided in a diesel engine, and more particularly to an exhaust gas purification device provided with a particulate filter composed of a large number of filter cells.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えばディーゼル機関の排気中には排気
微粒子、即ちパティキュレートが多く含まれているた
め、機関の排気系にはこのパティキュレートを捕集する
ためのパティキュレートフィルタ(以下、フィルタと呼
ぶ)が装着されている。
2. Description of the Related Art For example, exhaust gas of a diesel engine contains a large amount of exhaust particulates, that is, particulates. Therefore, the exhaust system of the engine has a particulate filter (hereinafter referred to as a filter) for collecting the particulates. Called) is installed.

【0003】このフィルタは、例えば多孔質セラミック
材の隔壁によって画成された多数の細長いフィルタセル
から構成されており、各セルの一方の端部は栓部材によ
って閉じられ、その閉じ方向を交互に配置することで一
方のフィルタセルから流入した排気ガスは、隔壁を通っ
て隣接するフィルタセルに入りそのセルの開放端から流
出する。そしてこの隔壁通過の際において、排気ガス中
のパティキュレートが隔壁に捕捉されるようになってい
る。
This filter is composed of a large number of elongated filter cells defined by, for example, a partition wall of a porous ceramic material, one end of each cell is closed by a plug member, and the closing direction is alternated. By arranging the exhaust gas, the exhaust gas flowing in from one of the filter cells passes through the partition wall, enters the adjacent filter cell, and flows out from the open end of the cell. When passing through the partition wall, particulates in the exhaust gas are trapped by the partition wall.

【0004】フィルタは、その使用に伴ってその内部に
蓄積されるパティキュレートの量が増えると通気性が次
第に損なわれ、機関性能も低下することになるため、パ
ティキュレート捕集量に応じて定期的に再生されなけれ
ばならない。ここで、このフィルタ再生処理とは、フィ
ルタの端面近傍に設けられた電気ヒータを加熱して、フ
ィルタ内のパティキュレートに着火・燃焼することを意
味しており、この時フィルタにはパティキュレート燃焼
伝播のため、例えば空気や排気ガスに代表されるような
再生用ガスが導かれるようになっている。
If the amount of particulates accumulated inside the filter increases as the filter is used, the air permeability of the filter is gradually impaired, and the engine performance also deteriorates. Must be regenerated. Here, this filter regeneration processing means heating an electric heater provided near the end face of the filter to ignite and burn particulates in the filter, and at this time, the particulate combustion in the filter is performed. For propagation, a regeneration gas such as air or exhaust gas is introduced.

【0005】ところで上述したフィルタ再生に関連し、
そのパティキュレートの焼却状態は、フィルタ外周部で
は外部への放熱量も多いために、例えばフィルタの一方
の端面側に電気ヒータを設け、この端面側から他方の端
面側に向けてパティキュレートを燃焼する排気浄化装置
の場合、フィルタ外周部分にパティキュレートの燃え残
り発生する傾向にある。そして捕集毎にこのような燃え
残り部分が徐々に拡大すると、フィルタ自体の捕集効率
を低下させるばかりか、その部位のパティキュレート蓄
積量が増加するために、仮に燃焼できた場合の発熱量が
大きくなり、フィルタを溶損してしまう恐れがある。
By the way, in connection with the above filter regeneration,
In the incineration state of the particulates, since the amount of heat released to the outside is large in the outer peripheral portion of the filter, for example, an electric heater is provided on one end face side of the filter, and the particulates are burned from this end face side to the other end face side. In the case of the exhaust gas purifying device, the particulates are likely to remain unburned on the outer peripheral portion of the filter. When such unburned portion gradually expands with each collection, not only the collection efficiency of the filter itself decreases, but also the amount of particulates accumulated at that part increases, so the calorific value if it could be burned May increase and the filter may be melted.

【0006】このような排気浄化装置の問題点に対処
し、例えば特開平2−123219号公報には、上記端
面配置の電気ヒータに加えて、再生用ガス流動方向(又
は、フィルタ軸方向)に沿って複数に分割されかつフィ
ルタ外周を加熱する外周分割ヒータを設け、再生時にお
いては、まず再生用ガス流動方向、最上流側の外周分割
ヒータを通電した後、端面ヒータを通電し、次いで順次
下流側の外周分割ヒータに通電するようにして、パティ
キュレートの火炎が伝播しにくいフィルタ外周部分の再
生を改善しようとした排気浄化装置が開示されている。
To address the problem of such an exhaust emission control device, for example, in Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 2-123219, in addition to the electric heater having the above-mentioned end face arrangement, the regeneration gas flow direction (or the filter axial direction) is added. An outer peripheral heater is provided for heating the outer periphery of the filter, which is divided into a plurality of parts along the circumference. During regeneration, first, the regeneration gas flow direction, the outermost peripheral heater on the most upstream side is energized, then the end surface heaters are energized, and then sequentially. An exhaust emission control device is disclosed in which the downstream peripheral heater is energized to improve the regeneration of the outer peripheral portion of the filter where the particulate flame is less likely to propagate.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】ところで、実際のフィ
ルタ再生においては、捕集毎のパティキュレート捕集量
やフィルタ内捕集分布に大きなバラツキがあり、又フィ
ルタ再生後のパティキュレート燃え残り状態によって、
毎回のフィルタ再生条件が異なるのが現状であって、特
にフィルタ外周部分に捕集されたパティキュレートの燃
焼に対しては、フィルタの他の部分の燃焼の影響を受け
易く、燃焼形態が再生毎に大きく変化する。
By the way, in the actual filter regeneration, there is a large variation in the amount of particulates trapped in each trap and the distribution of traps in the filter, and the particulate unburned state after the filter regeneration. ,
At present, the filter regeneration conditions are different each time.In particular, the combustion of the particulates collected on the outer peripheral portion of the filter is easily affected by the combustion of other parts of the filter, and the combustion mode is different for each regeneration. Change greatly.

【0008】しかしながら、このような再生現状に対
し、上記排気浄化装置の再生方法では各ヒータが予め設
定された通電パターンによって通電制御されているため
に、例えばパティキュレート捕集量のバラツキによっ
て、再生時においては部分的な温度変化が予想されるの
にも拘わらず、同様な通電条件で各ヒータを通電してい
くと、ある部分では温度が過上昇したり、或は逆に加熱
が足りず燃え残りを多く生じたりして所謂、再生不良を
生じる恐れがある。
However, in contrast to such a regeneration situation, in the regeneration method of the exhaust gas purifying apparatus, since each heater is energized and controlled by a preset energization pattern, for example, the regeneration is performed due to variations in the amount of particulate collection. Even if a partial temperature change is expected in some cases, when each heater is energized under the same energization conditions, the temperature rises excessively in a certain part, or conversely the heating is insufficient. A large amount of unburned residue may occur, resulting in so-called defective reproduction.

【0009】本発明は上述したような従来の排気浄化装
置の問題点に鑑み、一方の端面側から他方の端面側にか
けてパティキュレート燃焼する場合において、フィルタ
外周部分の再生不良をなくすことを目的とする。
In view of the above-mentioned problems of the conventional exhaust emission control device, the present invention has an object to eliminate defective regeneration of the outer peripheral portion of the filter when particulate combustion occurs from one end face side to the other end face side. To do.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明によれば、ディーゼル機関の排気通路に排気パテ
ィキュレートを捕集するフィルタを設けると共に、該フ
ィルタの一端部側にフィルタ再生時、フィルタを加熱す
る端面ヒータを設け、以てフィルタ再生時、フィルタ一
端部から他端部へと再生用ガスを供給しながら上記端面
ヒータを作動し、上記フィルタ一端部より他端部側へと
パティキュレートを燃焼伝播させる排気浄化装置におい
て、上記フィルタの外周に、上記再生用ガス流動方向に
沿って電気的に分割された複数の外周分割ヒータを設け
ると共に、該外周分割ヒータの夫々に対応してヒータ近
傍のフィルタ温度を検出する複数の温度検出手段を設
け、更にフィルタ再生時における各温度検出手段からの
検出温度に応じて上記外周分割ヒータを選択的に通電制
御する外周分割ヒータ通電制御手段を設ける。
In order to achieve the above object, according to the present invention, a filter for collecting exhaust particulates is provided in an exhaust passage of a diesel engine, and one end of the filter is regenerated, An end face heater for heating the filter is provided.When the filter is regenerated, the end face heater is operated while supplying regeneration gas from one end of the filter to the other end, and the end face heater is operated from the one end to the other end. In an exhaust emission control device for burning and propagating curates, a plurality of outer peripheral divided heaters electrically divided along the regeneration gas flow direction are provided on the outer periphery of the filter, and the outer peripheral divided heaters are provided in correspondence with each of them. A plurality of temperature detecting means for detecting the filter temperature in the vicinity of the heater is provided, and the temperature is detected according to the temperature detected by each temperature detecting means at the time of filter regeneration. An outer split heater selectively providing the outer peripheral divided heater energization control means for energizing the control.

【0011】[0011]

【作用】例えば、フィルタ再生時において比較的緩慢に
フィルタ温度が上昇する部分は、パティキュレート燃焼
温度に達することができず再生不良部分となる可能性が
高い。
For example, a portion where the filter temperature rises relatively slowly during filter regeneration cannot reach the particulate combustion temperature and is likely to be a regeneration defective portion.

【0012】本発明はフィルタ外周近傍の各地点で温度
検出手段によって検出された温度に応じて、加熱を必要
とするフィルタ外周部分に対しては、これに割り当てら
れた外周分割ヒータを通電させ、このヒータによってパ
ティキュレートに着火して再生不良を防止する。
According to the present invention, according to the temperature detected by the temperature detecting means at each point in the vicinity of the outer periphery of the filter, the outer peripheral divided heater assigned to this is energized to the outer peripheral portion of the filter which requires heating, The heater ignites the particulates to prevent defective reproduction.

【0013】[0013]

【実施例】図面を参照して本発明の実施例を説明する。
図1及び図2は、本発明による排気浄化装置の主要な構
成要素であるフィルタの概略的縦断面及びその斜視外観
を示している。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 and 2 show a schematic vertical cross-section of a filter which is a main component of an exhaust emission control device according to the present invention and a perspective external view thereof.

【0014】図1に関し、1はディーゼル機関の排気系
に装着されるフィルタを示し、図中の実線矢印は機関本
体から排出される排気ガスの流動方向を示している。本
図に部分的に示すように、このフィルタ1は、例えば多
孔質のセラミック材料から成るフィルタ隔壁2によって
画成された排気ガス流動方向に延びる多数のフィルタセ
ル3によって構成されており、各フィルタセル3の一方
の端部は必ず栓部材4によって閉じられている。
With reference to FIG. 1, reference numeral 1 denotes a filter mounted in the exhaust system of a diesel engine, and solid arrows in the figure show the flow direction of exhaust gas discharged from the engine body. As partially shown in this figure, this filter 1 is composed of a large number of filter cells 3 extending in the exhaust gas flow direction defined by a filter partition wall 2 made of, for example, a porous ceramic material. One end of the cell 3 is always closed by the plug member 4.

【0015】フィルタ1は、以上のように構成された各
フィルタセル3を隣合うセルに関し栓部材4が交互に配
置されるように配した、所謂ハニカム構造体であって排
気ガスは、例えば図で左側の端部が開口したフィルタセ
ル3aよりフィルタ1内に流入し、隔壁2を通過し、右
側の端部が開口した隣のフィルタセル3bより排気下流
側へと抜けていく。そしてこの隔壁2通過の際にフィル
タセル3aの内壁に排気ガス中のパティキュレートが付
着することで、フィルタ1によるパティキュレート捕集
が実行されるのである。
The filter 1 is a so-called honeycomb structure in which the filter cells 3 constructed as described above are arranged so that the plug members 4 are alternately arranged with respect to the adjacent cells. Then, it flows into the filter 1 through the filter cell 3a whose left end is opened, passes through the partition wall 2, and flows out to the exhaust gas downstream side from the adjacent filter cell 3b whose right end is opened. The particulates in the exhaust gas adhere to the inner wall of the filter cell 3a when passing through the partition walls 2, so that the particulates are collected by the filter 1.

【0016】このようにして捕集されたパティキュレー
トを燃焼してフィルタ再生するため、その着火手段とし
てフィルタ1の一端部1aには端面ヒータ5が設けられ
る。フィルタ再生時、この端面ヒータ5は通電されて発
熱し、フィルタセル3a内のパティキュレートに着火す
る。そしてこの端面1a近傍で発生したパティキュレー
ト火炎は、その時点線矢印方向にフィルタ1内を流れる
フィルタ再生用ガス(例えば、2次空気)によって、も
う一方の端部1bに向かって燃焼伝播し、この燃焼過程
によってフィルタ1内のパティキュレートが燃却される
のである。
An end face heater 5 is provided at one end 1a of the filter 1 as an ignition means for burning the particulates thus collected to regenerate the filter. When the filter is regenerated, the end surface heater 5 is energized to generate heat and ignite the particulates in the filter cell 3a. Then, the particulate flame generated near the end face 1a is burned and propagated toward the other end 1b by the filter regeneration gas (for example, secondary air) flowing in the filter 1 in the direction of the arrow at that time point, The particulates in the filter 1 are burned by the burning process.

【0017】以上のように構成されるフィルタ1におい
て、本実施例によれば、図2に具体的に示すように、フ
ィルタ軸線X方向に沿ってフィルタ1の外周には電気的
に互いに独立した3つの外周分割ヒータ6a,6b,6
cが順に設けられる。又、更にこの外周分割ヒータ6
a,6b,6cに近接した各フィルタ外周部分には、こ
の部分のフィルタ温度を検出する3つの温度センサ(又
は、熱電対)7a,7b,7cが各外周分割ヒータ6
a,6b,6cに対応するように設けられ、各センサの
出力信号は、制御回路(ECU)8に入力される。
In the filter 1 constructed as described above, according to the present embodiment, as specifically shown in FIG. 2, the outer periphery of the filter 1 is electrically independent from each other along the filter axis X direction. Three peripheral divided heaters 6a, 6b, 6
c are provided in order. In addition, the outer peripheral heater 6
Three temperature sensors (or thermocouples) 7a, 7b, and 7c that detect the filter temperature of each filter are provided on each filter outer peripheral portion close to a, 6b, and 6c.
The output signals of the sensors are provided so as to correspond to a, 6b, and 6c, and are input to a control circuit (ECU) 8.

【0018】図2に示すように、各外周分割ヒータ6
a,6b,6cは、制御回路8からの駆動信号によって
バッテリ9からの電源をオンオフ制御するヒータリレー
10a,10b,10cに夫々接続されており、制御回
路8は各温度センサ7a,7b,7cによって検出され
たフィルタ内部の温度変化状況に応じて各外周分割ヒー
タ6a,6b,6cへの通電を制御する。尚、当然なが
ら上述した端面ヒータ5も同様にヒータリレー11に接
続されており、制御回路8はフィルタ再生時、必ず端面
ヒータ5に通電するべくヒータリレー11を駆動する。
As shown in FIG. 2, each outer peripheral heater 6 is divided.
a, 6b, 6c are respectively connected to heater relays 10a, 10b, 10c for controlling on / off of the power supply from the battery 9 by the drive signal from the control circuit 8, and the control circuit 8 is provided with the respective temperature sensors 7a, 7b, 7c. The energization of the outer peripheral divided heaters 6a, 6b, 6c is controlled according to the temperature change state inside the filter detected by. Of course, the above-mentioned end face heater 5 is also connected to the heater relay 11, and the control circuit 8 drives the heater relay 11 so that the end face heater 5 is always energized during filter regeneration.

【0019】以上のようにしてフィルタ再生時、端面ヒ
ータ5が通電されフィルタ端部1aにおいてパティキュ
レートに着火すると、その火炎は再生用ガスの流れに乗
ってフィルタ他端部1b側へと徐々に燃焼伝播するが、
例えばフィルタ内部の特定部位においてその時の温度変
化を見た場合、理想的には、ヒータ通電開始後、火炎到
達まである程度の時間を要し、火炎到達で温度カーブが
比較的急激に立ち上がることになり、例えば図3に示し
たように、ある地点でパティキュレート燃焼可能温度
(例えば、約600℃)を超えるような場合には、少な
くともこの地点ではパティキュレートが燃焼しているこ
とが確実となる。
As described above, when the end face heater 5 is energized and the particulates are ignited at the filter end 1a during filter regeneration, the flame rides on the flow of the regeneration gas and gradually flows toward the other end 1b of the filter. Combustion propagates,
For example, when observing the temperature change at a specific part inside the filter, ideally, it takes some time for the flame to reach after the heater energization is started, and the temperature curve rises relatively rapidly when the flame reaches. For example, as shown in FIG. 3, when the particulate combustible temperature exceeds a certain point (for example, about 600 ° C.), it is ensured that the particulate is burning at least at this point.

【0020】しかしながら、実際のフィルタ再生におい
ては、パティキュレート捕集分布等により、総てのフィ
ルタ部位において必ずしもこのような理想カーブを描い
て温度変化するとは限らず、このようなカーブを示さな
い場合に対処して、制御回路8は各外周分割ヒータ6
a,6b,6cを通電制御することになる。
However, in the actual filter regeneration, due to the particulate collection distribution, etc., not all such filter parts necessarily draw such an ideal curve and the temperature changes, and when such a curve is not shown. In response to this, the control circuit 8 causes the outer peripheral divided heater 6 to
The energization of a, 6b, and 6c will be controlled.

【0021】以下、外周分割ヒータ6aの通電制御に関
する制御回路8の作動に例をとり、本実施例における通
電制御を説明する。図4は、例えば端面ヒータ5への通
電が開始された際に、制御回路8によって実行開始され
得る外周分割ヒータ6aの通電制御フローチャートであ
って、当然ながら制御回路8のメモリには、他の外周分
割ヒータ6b,6cも制御する同様なるプログラムが格
納されている。
The energization control in this embodiment will be described below with reference to the operation of the control circuit 8 relating to the energization control of the outer peripheral divided heater 6a. FIG. 4 is a flow chart of energization control of the outer peripheral divided heater 6a which can be started to be executed by the control circuit 8 when, for example, the energization of the end surface heater 5 is started. A similar program for controlling the outer peripheral divided heaters 6b and 6c is stored.

【0022】図4に関し、まずステップ41では温度セ
ンサ7aからの出力信号を取り込むことによって、この
センサ設置場所におけるフィルタ温度Taを検出すると
共に、このルーチンスタート時点では0に初期化されて
いるタイマカウンタnをインクリメントする。
Referring to FIG. 4, first, at step 41, the output signal from the temperature sensor 7a is taken in to detect the filter temperature Ta at the sensor installation location, and the timer counter initialized to 0 at the start of this routine. Increment n.

【0023】次いでステップ42では今回検出された温
度Taを前回検出されたフィルタ温度Tabと比較し
て、前回よりもフィルタ温度が増加したか否かを判定す
る。尚、このフィルタ温度Tabもこのルーチンスター
ト時点では0℃に初期化されている。そして本ステップ
42で前回よりも温度上昇したと判定されたならば(Y
es:尚、変化なしの場合も含む)、ルーチンは次にス
テップ43に進み、今回検出された温度Taが、図5の
(A)に示すようなパティキュレート燃焼を裏付ける所
定温度a未満にあるか否かを判定する。
Next, at step 42, the temperature Ta detected this time is compared with the filter temperature Tab detected last time to determine whether or not the filter temperature is higher than that at the previous time. The filter temperature Tab is also initialized to 0 ° C. at the start of this routine. If it is determined in step 42 that the temperature has risen compared to the previous time (Y
es: including the case where there is no change), the routine next proceeds to step 43, where the temperature Ta detected this time is less than the predetermined temperature a which supports the particulate combustion as shown in FIG. 5 (A). Or not.

【0024】そして本ステップ43でNo、即ち上記所
定温度a以上であり、ここではパティキュレートが燃焼
していると判定されたならば、ルーチンは以下のステッ
プをスキップしてステップ53に進み、タイマカウンタ
n、フィルタ温度Tabを夫々0に初期化して本ルーチ
ンを終了する。
If it is determined No in step 43, that is, the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature a, and here it is determined that the particulates are burning, the routine skips the following steps and proceeds to step 53, where the timer The counter n and the filter temperature Tab are initialized to 0 respectively, and this routine is ended.

【0025】ところで一般に、フィルタ再生時において
フィルタ内部をパティキュレート火炎伝播する速度は、
使用されるフィルタ1の大きさや標準的なパティキュレ
ート捕集量、或は再生用ガス供給量などによってある程
度の値に一定化してくる。従って、例えば図5の(B)
に示すように、徐々に温度上昇しているが、その上昇勾
配が緩やかで、ともすると上記所定温度aの到達が望め
そうにもないと予想される場合には、外周分割ヒータで
以て加熱しその温度上昇を助けてやる必要がある。
By the way, in general, at the time of filter regeneration, the speed at which the particulate flame propagates inside the filter is
It becomes constant to some extent depending on the size of the filter 1 used, the standard particulate collection amount, or the regeneration gas supply amount. Therefore, for example, in FIG.
As shown in, when the temperature rises gradually, but the rising gradient is gentle, and if it is expected that the above-mentioned predetermined temperature a will not be reached, heating with the outer peripheral divided heater is performed. It is necessary to help raise the temperature.

【0026】従ってステップ43でYesと判定された
場合、即ち前回よりも温度上昇があって、未だ所定温度
aに到達していない状態では、ステップ44で、今回の
タイマカウンタ値nが、通常の再生で昇温に要する時間
ta(図5参照)に相当するタイマカウンタ値na未満
であるか否かを判定し、図5(B)に示すように通常昇
温時間ta経過しているのにも拘わらず所定温度aに到
達していない場合(No)、ルーチンはステップ47に
進み、対応する外周分割ヒータ7aを加熱するべくヒー
タリレーをオン作動する信号を出力する。
Therefore, if it is determined Yes in step 43, that is, if the temperature has risen from the previous time and the predetermined temperature a has not yet been reached, then in step 44, the current timer counter value n is the normal value. It is determined whether or not it is less than the timer counter value na corresponding to the time ta (see FIG. 5) required for the temperature increase in the regeneration, and the normal temperature increase time ta has elapsed as shown in FIG. 5 (B). If the temperature has not reached the predetermined temperature a (No), the routine proceeds to step 47 and outputs a signal for turning on the heater relay to heat the corresponding outer peripheral divided heater 7a.

【0027】又、未だ昇温時間ta経過しておらず現在
昇温の状態であるならば(Yes)、引き続き温度検出
を続行する必要があるため、ステップ45に進み、ある
程度の時間(例えば、2秒)を経過させた後、ステップ
46に進み、今回検出された温度Taを、前回の温度T
abとして記憶した後にステップ41に戻り、再度温度
検出する(以下、同じ)。
If the temperature rise time ta has not yet elapsed and the temperature is currently raised (Yes), it is necessary to continue temperature detection, so the routine proceeds to step 45, where a certain time (for example, 2 seconds), the process proceeds to step 46, where the temperature Ta detected this time is set to the previous temperature T
After storing as ab, the process returns to step 41 and the temperature is detected again (hereinafter the same).

【0028】ところで再度ステップ42に戻り、前回の
温度Tabよりも今回の温度Taが小さくなり、フィル
タ温度が減少するような場合には(No)、図5の
(C)に示すように、端面ヒータ5のみではピーク温度
が上記所定温度aに達せず、温度が下がり始めた状態に
なるため、この時も同様にルーチンはステップ47に進
み、外周分割ヒータ7aを通電することになる。
By the way, returning to step 42 again, when the current temperature Ta becomes smaller than the previous temperature Tab and the filter temperature decreases (No), as shown in FIG. With the heater 5 alone, the peak temperature does not reach the predetermined temperature a and the temperature starts to drop. Therefore, the routine also proceeds to step 47 at this time, and the outer peripheral divided heater 7a is energized.

【0029】ステップ47では上述したヒータ通電処理
の他、今回検出された温度Taを前回の温度Tabとし
て置き換える処理がなされ、次いでステップ48でステ
ップ45と同様に所定時間(例えば、2秒)を経過させ
た後、ステップ49で通電開始後の新たなフィルタ温度
Taを読み込み、タイマカウンタnをインクリメントす
る処理を実行し、続くステップ50では先に述べたステ
ップ43と同様に、今回検出された温度Taが所定温度
a未満にあるか否かを判定する。
In step 47, in addition to the heater energization process described above, a process of replacing the temperature Ta detected this time with the previous temperature Tab is performed. Then, in step 48, a predetermined time (for example, 2 seconds) elapses as in step 45. After that, in step 49, the new filter temperature Ta after the start of energization is read and the process of incrementing the timer counter n is executed. In the following step 50, the temperature Ta detected this time is detected in the same manner as in step 43 described above. Is below a predetermined temperature a.

【0030】そして本ステップ50でYes、即ち未だ
パティキュレート燃焼可能温度に至らない場合には、図
5の(C)の所定温度a到達前の段階と、図5の(D)
に示す緩慢な上昇段階途中にある2つの場合が考えられ
る。従ってステップ50に続くステップ51では、上記
2つの場合のどちらであるかを判定するために、外周分
割ヒータ7a加熱補助の条件で所定温度aに到達できる
標準的な昇温時間tbを現在越えているのか否かを判定
する。即ち、ここでは現在のタイマカウンタnが昇温時
間tbに相当するタイマカウンタ値nbより大きいか否
かを判定し、Yesの場合には、図5(D)に示すよう
に、これ以上通電してもパティキュレートの着火は望め
ないと判断し、ステップ52に進みバッテリを保護する
ために外周分割ヒータ7aへの通電をオフとする。
If the result of step 50 is Yes, that is, if the particulate combustible temperature has not yet been reached, the stage before reaching the predetermined temperature a in FIG. 5C and the stage in FIG. 5D.
There are two possible cases in the middle of the slow ascending phase. Therefore, in step 51 following step 50, in order to determine which of the above two cases, the standard temperature rising time tb that can reach the predetermined temperature a under the condition of the auxiliary heating of the outer peripheral divided heater 7a is currently exceeded. It is determined whether or not there is. That is, here, it is determined whether or not the current timer counter n is larger than the timer counter value nb corresponding to the temperature rise time tb, and in the case of Yes, as shown in FIG. However, it is determined that the particulates cannot be ignited, and the process proceeds to step 52 to turn off the power supply to the outer peripheral divided heater 7a to protect the battery.

【0031】これに対してステップ51でNoと判定さ
れた場合、これはまだ図5の(C)か、(D)の場合か
の判定がついていない状態を示すため、再度ステップ4
7に戻り、引き続き外周分割ヒータ7aの通電を続行す
る処理をする。そしてこのように通電を続行すること
で、図5(C)のように、n>nbでない時点で所定温
度aの到達を見たならば、ルーチンはステップ50でN
oと判定され、直ちにステップ52でヒータ通電をオフ
とする処理が実行されることになる。
On the other hand, if No is determined in step 51, it means that it is not yet determined whether the case is (C) or (D) in FIG.
Returning to step 7, processing for continuing energization of the outer peripheral divided heater 7a is performed. Then, by continuing the energization in this way, if it is determined that the predetermined temperature a has been reached at the time when n> nb is not satisfied as shown in FIG.
If it is determined to be o, the process for turning off the heater energization is immediately executed in step 52.

【0032】以上のようにして外周分割ヒータ7aによ
る加熱が終了したならば、ルーチンは最後の処理として
ステップ53に進み、来るべき次回のフィルタ再生準備
のため、先に述べたようにタイマカウンタn及び前回の
検出温度Tbを0に初期化して本ルーチンを終了するの
である。
When the heating by the outer peripheral divided heater 7a is completed as described above, the routine proceeds to step 53 as the final processing, and the timer counter n as described above is prepared to prepare for the next filter regeneration to come. Also, the previously detected temperature Tb is initialized to 0, and this routine is ended.

【0033】上述したように、本実施例では温度センサ
6aを設置したフィルタ部位の温度変化形態を図5
(A),(B),(C),(D)に示す4つのケースに
分け、その夫々に対応して外周分割ヒータ7aの通電制
御を実行するため、この外周部分に捕集されたパティキ
ュレートの分布や捕集量に対応して適切なパティキュレ
ートの燃焼を達成することができる。又、本実施例では
図5(D)に示すように、外周分割ヒータ7a通電によ
ってパティキュレートを着火しようとしても、急激な温
度上昇が認められない場合には通電停止するために、バ
ッテリ9を保護することができる。
As described above, in this embodiment, the temperature change pattern of the filter portion where the temperature sensor 6a is installed is shown in FIG.
The cases are divided into four cases shown in (A), (B), (C), and (D), and the energization control of the outer peripheral divided heater 7a is executed corresponding to each of the cases, so that the patties collected in this outer peripheral portion are It is possible to achieve appropriate particulate combustion according to the distribution and collection amount of the curate. Further, in this embodiment, as shown in FIG. 5 (D), the battery 9 is stopped in order to stop the energization when a rapid temperature rise is not recognized even when the particulates are ignited by energization of the outer peripheral heater 7a. Can be protected.

【0034】尚、上述した外周分割ヒータ7aへの通電
制御は、他の外周分割ヒータ7b,7cにおいてもその
処理内容は基本的に同一であって、上述した制御ルーチ
ンにおいてステップ44,51のタイマカウンタna,
nbが変化するのみである。加えて、本発明による外周
ヒータの分割数及び温度センサ数は、図示した実施例に
限定されるものではなく、必要に応じて増減しても良
い。
The energization control to the outer peripheral divided heater 7a is basically the same in the other outer peripheral divided heaters 7b and 7c as well, and the timers of steps 44 and 51 in the control routine described above are used. Counter na,
Only nb changes. In addition, the number of divided peripheral heaters and the number of temperature sensors according to the present invention are not limited to those in the illustrated embodiment, and may be increased or decreased as necessary.

【0035】図6は、本発明による排気浄化装置例とし
て、上述したフィルタを排気通路に対して並置するデュ
アルフィルタタイプの排気浄化装置の概略的構成図であ
る。尚、本図においては、既に説明した装置構成要素と
同一なる要素は同一番号を付してあり、その説明は省略
する。
FIG. 6 is a schematic diagram of a dual filter type exhaust purification device in which the above-mentioned filter is arranged in parallel with the exhaust passage as an example of the exhaust purification device according to the present invention. In the figure, the same elements as those of the apparatus described above are designated by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.

【0036】図6に関し、その装置構成を簡単に説明す
ると、エンジン本体61から排出された排気ガスは途中
より分岐されて並置された2つのフィルタ1に導かれる
ようになっており、ここでパティキュレートを捕集され
た後の排気ガスは、再び合流しマフラー62へと流れる
ようになっている。
The structure of the apparatus will be briefly described with reference to FIG. 6. Exhaust gas discharged from the engine body 61 is branched from the middle and guided to the two filters 1 arranged side by side. The exhaust gas after collecting the curate merges again and flows to the muffler 62.

【0037】各フィルタ1より上流側には、フィルタ再
生時、再生対象となるフィルタ1の分岐通路を遮断する
排気制御弁63が設けられており、これらはECU8に
よって駆動制御される負圧切換弁(VSV)64とアク
チュエータ65によって開閉制御される。
On the upstream side of each filter 1, there is provided an exhaust control valve 63 for shutting off the branch passage of the filter 1 to be regenerated when the filter is regenerated. These are negative pressure switching valves which are drive-controlled by the ECU 8. Opening and closing is controlled by the (VSV) 64 and the actuator 65.

【0038】又、この排気制御弁63とフィルタ1の間
には、フィルタ再生時、その再生用ガスとしての2次空
気を供給されるようになっており、このため電動エアポ
ンプ66と供給先を決定する切換弁67が設けられ、夫
々ECU8により駆動制御される。更に、既に述べたよ
うに、フィルタ周りには端面ヒータ5と外周分割ヒータ
6a,6b,6c及び温度センサ7a,7b,7cが設
けられ、フィルタ再生時においては端面ヒータ5はリレ
ー11によって通常の通電がなされ、又各外周分割ヒー
タ6a,6b,6cには各温度センサ7a,7b,7c
によって検出されるフィルタ温度に基づいた通電制御が
なされる。
Further, between the exhaust control valve 63 and the filter 1, when the filter is regenerated, secondary air as regeneration gas is supplied. Therefore, the electric air pump 66 and the supply destination are connected to each other. A switching valve 67 for determining is provided and each is drive-controlled by the ECU 8. Further, as described above, the end face heater 5, the outer peripheral divided heaters 6a, 6b, 6c and the temperature sensors 7a, 7b, 7c are provided around the filter, and the end face heater 5 is normally operated by the relay 11 when the filter is regenerated. Electric power is supplied, and temperature sensors 7a, 7b, 7c are attached to the outer peripheral divided heaters 6a, 6b, 6c.
Energization control is performed based on the filter temperature detected by.

【0039】以上、本発明をデュアルフィルタタイプの
排気浄化装置に例をとり説明したが、本発明による装置
はこれに限定されるものではなく、基本的に、フィルタ
の片側に端面ヒータを配し、フィルタ再生時、この端面
ヒータ側より再生用ガスを供給するものであればいかな
るフィルタを有する排気浄化装置においても適用可能で
ある。又、実施例ではパティキュレート捕集時の排気ガ
ス流動方向とフィルタ再生時の再生用ガス流動方向が同
じである順流再生方式の排気浄化装置を例にとったが、
当然逆流再生方式の排気浄化装置においても同様に適用
可能である。
Although the present invention has been described by taking the dual filter type exhaust gas purification device as an example, the device according to the present invention is not limited to this, and basically, an end face heater is arranged on one side of the filter. When the filter is regenerated, the exhaust gas purification apparatus having any filter can be applied as long as the regeneration gas is supplied from the end heater side. Further, in the embodiment, the exhaust gas purifying device of the forward flow regeneration system, in which the exhaust gas flow direction at the time of particulate collection and the regeneration gas flow direction at the time of filter regeneration are the same, is taken as an example.
Of course, the same can be applied to the exhaust gas purification device of the reverse flow regeneration system.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、フ
ィルタ再生時、フィルタ外周近傍の各点で検出されたフ
ィルタ温度によって、加熱を必要とするフィルタ外周部
分に対しては、対応する外周分割ヒータに通電してパテ
ィキュレートの着火を確実とするために、パティキュレ
ート捕集分布や捕集量にバラツキがあっても、最適にフ
ィルタ再生することができる。
As described above, according to the present invention, when the filter is regenerated, the filter temperature detected at each point in the vicinity of the outer periphery of the filter causes the corresponding outer periphery of the filter to be heated. In order to ensure the ignition of the particulates by energizing the divided heaters, it is possible to optimally regenerate the filter even if there are variations in the particulate collection distribution or the collection amount.

【0041】又、フィルタ再生時、予め定められた通電
パターンによって外周分割ヒータを通電する従来の排気
浄化装置に比較して、不必要なヒータ通電を回避できる
ため消費電力が低減される。
Further, when the filter is regenerated, unnecessary heater energization can be avoided as compared with the conventional exhaust gas purifying apparatus which energizes the outer peripheral divided heater according to a predetermined energization pattern, so that power consumption is reduced.

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

【図1】本発明による排気浄化装置を構成するフィルタ
の部分的断面を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a partial cross section of a filter that constitutes an exhaust emission control device according to the present invention.

【図2】図1のフィルタの外観斜視図を含む配線図であ
る。
FIG. 2 is a wiring diagram including an external perspective view of the filter of FIG.

【図3】フィルタ再生時のあるフィルタ部位の温度変化
を示した図である。
FIG. 3 is a diagram showing a temperature change of a certain filter portion during filter regeneration.

【図4】本発明のヒータ通電制御を実行するフローチャ
ート図である。
FIG. 4 is a flow chart for executing heater energization control of the present invention.

【図5】図4のフローチャートによって実行される各ヒ
ータ通電パターンを示した図であって、(A)は外周分
割ヒータを作動させない場合、(B)は温度上昇が緩慢
なため外周分割ヒータを作動させる場合、(C)は温度
低下に対処して外周分割ヒータを通電した場合、(D)
は(B),(C)とするも温度上昇が緩慢なため通電停
止する場合を夫々示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing each heater energization pattern executed according to the flowchart of FIG. 4, in which (A) shows the case where the outer peripheral divided heater is not operated, and (B) shows the outer peripheral divided heater because the temperature rise is slow. When operating, (C) is a case where the outer peripheral divided heater is energized to cope with the temperature decrease, (D)
(B) and (C) are diagrams showing cases in which energization is stopped because the temperature rise is slow.

【図6】本発明による排気浄化装置例としてのデュアル
フィルタタイプの排気浄化装置の概略的構成図である。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a dual filter type exhaust purification device as an example of the exhaust purification device according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…フィルタ 5…端面ヒータ 6a,6b,6c…外周分割ヒータ 7a,7b,7c…温度センサ 8…制御回路 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Filter 5 ... End surface heater 6a, 6b, 6c ... Outer periphery division heater 7a, 7b, 7c ... Temperature sensor 8 ... Control circuit

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディーゼル機関の排気通路に排気パティ
キュレートを捕集するフィルタを設けると共に、該フィ
ルタの一端部側にフィルタ再生時、フィルタを加熱する
端面ヒータを設け、以てフィルタ再生時、フィルタ一端
部から他端部へと再生用ガスを供給しながら上記端面ヒ
ータを作動し、上記フィルタ一端部より他端部側へとパ
ティキュレートを燃焼伝播させる排気浄化装置におい
て、 上記フィルタの外周に、上記再生用ガス流動方向に沿っ
て電気的に分割された複数の外周分割ヒータを設けると
共に、該外周分割ヒータの夫々に対応してヒータ近傍の
フィルタ温度を検出する複数の温度検出手段を設け、更
にフィルタ再生時における各温度検出手段からの検出温
度に応じて上記外周分割ヒータを選択的に通電制御する
外周分割ヒータ通電制御手段を設けたことを特徴とする
ディーゼル機関の排気浄化装置。
1. A filter for collecting exhaust particulates is provided in an exhaust passage of a diesel engine, and an end face heater for heating the filter is provided at one end of the filter so that the filter is heated at the time of filter regeneration. In the exhaust gas purification device that operates the end face heater while supplying the regeneration gas from one end to the other end, and burns and propagates particulates from the one end of the filter to the other end side, on the outer periphery of the filter, A plurality of outer peripheral divided heaters electrically divided along the regeneration gas flow direction are provided, and a plurality of temperature detecting means for detecting the filter temperature in the vicinity of the heaters are provided corresponding to the respective outer peripheral divided heaters, Further, the outer peripheral divided heater selectively energizes and controls the outer peripheral divided heater according to the temperature detected by each temperature detecting means during filter regeneration. Exhaust purification apparatus for a diesel engine, characterized in that a charge control unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010048112A (en) * 2008-08-19 2010-03-04 Isuzu Motors Ltd Exhaust emission control system and exhaust emission control method
JP2017101600A (en) * 2015-12-02 2017-06-08 三菱自動車工業株式会社 Control device for engine

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