JPH0625536B2 - Exhaust gas purification device for engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for engine

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Publication number
JPH0625536B2
JPH0625536B2 JP566586A JP566586A JPH0625536B2 JP H0625536 B2 JPH0625536 B2 JP H0625536B2 JP 566586 A JP566586 A JP 566586A JP 566586 A JP566586 A JP 566586A JP H0625536 B2 JPH0625536 B2 JP H0625536B2
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filter
exhaust gas
liquid
engine
amount
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JP566586A
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博文 山内
義隆 野元
茂 櫻井
英昭 栗田
邦博 八木
健治 大久保
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Mazda Motor Corp
Original Assignee
Mazda Motor Corp
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、エンジンの排気ガスを浄化する排気ガス浄化
装置に関し、特に、ディーゼルエンジン等の排気ガス中
に含まれるカーボン等の可燃性粒子(パティキュレー
ト)を捕集して燃焼除去するものに関する。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for purifying engine exhaust gas, and in particular, combustible particles such as carbon contained in exhaust gas of a diesel engine ( Particulate) is collected and burned and removed.

(従来の技術) 従来、この種の排気ガス浄化装置は種々のものが提案さ
れている。その一例として、例えば特開昭56−985
19号公報に開示されるように、エンジンの排気系に排
気ガス中の可燃性粒子などを捕集して酸化反応させる触
媒フィルタを配設するとともに、該触媒フィルタの上流
に液体、気体などの補助燃料を噴射する噴射装置を設
け、触媒フィルタでの触媒による酸化反応作用と補助燃
料による燃焼促進作用とによって排気ガス温度を可燃性
粒子の着火温度以上まで加熱することにより、触媒フィ
ルタに捕集された可燃性粒子を燃焼除去し、フィルタを
再生するようにしたものが知られている。
(Prior Art) Conventionally, various types of exhaust gas purifying devices of this type have been proposed. As an example, for example, JP-A-56-985.
As disclosed in Japanese Laid-Open Patent Publication No. 19, a catalyst filter for collecting combustible particles and the like in exhaust gas to cause an oxidation reaction is provided in an exhaust system of an engine, and liquid, gas and the like are provided upstream of the catalyst filter. An injection device for injecting auxiliary fuel is provided, and the exhaust gas temperature is heated to the ignition temperature of the combustible particles or higher by the oxidation reaction action of the catalyst in the catalyst filter and the combustion promotion action of the auxiliary fuel, and is collected in the catalyst filter. It is known that the combustible particles thus generated are burned and removed to regenerate the filter.

(発明が解決しようとする問題点) しかし、この従来のものでは、エンジンが定常運転域に
あるときには、その排気ガス温度が比較的低いため(デ
ィーゼルエンジンにあっては200〜300℃)、補助
燃料の燃焼促進作用にも拘らず排気ガスが可燃性粒子の
着火温度にまで十分に加熱されない。その結果、可燃性
粒子の燃焼不良により触媒フィルタの再生が確実に行わ
れなくなり、触媒フィルタの目詰まりによりエンジンの
背圧が上昇してその正常な運転が妨げられる虞れがあっ
た。
(Problems to be solved by the invention) However, in this conventional engine, the exhaust gas temperature is relatively low when the engine is in the steady operation range (200 to 300 ° C. for a diesel engine). The exhaust gas is not sufficiently heated to the ignition temperature of the combustible particles despite the action of promoting combustion of the fuel. As a result, the catalyst filter may not be reliably regenerated due to poor combustion of the combustible particles, and the back pressure of the engine may increase due to clogging of the catalyst filter, which may interfere with normal operation of the engine.

そこで、本出願人は、先に特願昭59−64627号に
おいて、エンジンの排気系に触媒フィルタに代えて、可
燃性粒子の捕集機能のみを持つ通常のパティキュレート
フィルタを設け、該パティキュレートフィルタの上流の
排気通路に可燃性粒子の燃焼を促進させる液体として、
例えば、触媒成分と炭化水素成分とを混合エマルジョン
化した液体を噴射供給するようにすることにより、パテ
ィキュレートフィルタに捕集された可燃性粒子の表面に
触媒および炭化水素の各成分を均一に被着させて可燃性
粒子の着火温度を大幅に低下させるようにし、排気ガス
温度が低いエンジンの定常運転時でも可燃性粒子を確実
に燃焼除去させるようにした技術を提案している。
Therefore, the applicant of the present application has previously provided, in Japanese Patent Application No. 59-64627, an ordinary particulate filter having only a function of collecting combustible particles in place of the catalyst filter in the exhaust system of the engine. As a liquid that promotes the combustion of combustible particles in the exhaust passage upstream of the filter,
For example, by injecting and supplying a liquid in which a catalyst component and a hydrocarbon component are mixed and emulsified, the surfaces of the combustible particles collected by the particulate filter are uniformly covered with the components of the catalyst and the hydrocarbon. It proposes a technique for making the ignition temperature of the combustible particles significantly lower by adhering the same so that the combustible particles are surely burned and removed even during steady operation of the engine where the exhaust gas temperature is low.

ところで、その場合、エンジンが例えば高速運転域にあ
ってその排気ガス量が多いときに、上記液体の噴射供給
を行うと、液体の噴射流が高速度で流れる排気ガス流の
影響を受けて乱れ、液体がフィルタ表面の一部に偏って
付着する現象が生じる。しかし、フィルタに捕集された
可燃性粒子などを上記液体によって均等に燃焼させるた
めには上記の現象を解消する必要がある。
By the way, in that case, if the liquid is injected and supplied when the engine is in a high-speed operation range and the exhaust gas amount is large, for example, the liquid injection flow is disturbed by the influence of the exhaust gas flow flowing at a high speed. The phenomenon occurs that the liquid is unevenly attached to a part of the filter surface. However, in order to evenly burn the combustible particles and the like collected in the filter by the liquid, it is necessary to eliminate the above phenomenon.

また、上記排気ガスの大流量時はその温度も高いので、
上記液体の噴射供給に伴う可燃性粒子の燃焼により燃焼
温度が異常に上昇して、フィルタにクラックが発生する
虞れもあり、この点からも対策が望まれる。
Also, since the temperature is high when the flow rate of the exhaust gas is large,
Combustion of combustible particles accompanying the injection and supply of the liquid may cause an abnormal increase in combustion temperature, which may cause cracks in the filter. From this point as well, countermeasures are desired.

(発明の目的) 本発明は以上の諸点に鑑みてなされたもので、その目的
は、可燃性粒子の燃焼を促進させる液体をフィルタ上流
の排気通路に噴射供給するときの該フィルタに流入する
排気ガス量を適切に制御することにより、フィルタ表面
に対する上記液体の付着の偏りを抑制するとともに、フ
ィルタでの可燃性粒子の燃焼を安定に確保して燃焼温度
の異常上昇を防止することにある。
(Object of the Invention) The present invention has been made in view of the above points, and an object of the invention is to exhaust a liquid that promotes the combustion of combustible particles into a filter when the liquid is injected and supplied to an exhaust passage upstream of the filter. By appropriately controlling the gas amount, it is possible to suppress the uneven distribution of the liquid adhered to the filter surface, and to ensure stable combustion of the combustible particles in the filter to prevent an abnormal rise in the combustion temperature.

(問題点を解決するための手段) 上記の目的を達成するために、本発明の解決手段は、排
気系に可燃性粒子などを捕集するパティキュレートフィ
ルタを備えた排気ガス浄化装置において、そのパティキ
ュレートフィルタ上流に上記可燃性粒子の燃焼を促進さ
せる液体を噴射供給する噴射器を配設する。さらに、排
気ガスを排気通路における上記噴射器およびパティキュ
レートフィルタをバイパスして流下させる排気バイパス
通路と、該排気バイパス通路を流下する排気ガス量を制
御する流量制御弁と、該流量制御弁を駆動する駆動手段
と、上記噴射器による液体噴射時に上記パティキュレー
トフィルタを通過する排気ガス量が設定値になるよう上
記駆動手段を制御する制御手段とを設けた構成としてい
る。
(Means for Solving Problems) In order to achieve the above-mentioned object, the solving means of the present invention is an exhaust gas purifying apparatus including a particulate filter for collecting combustible particles and the like in an exhaust system, An injector for injecting and supplying a liquid that promotes the combustion of the combustible particles is disposed upstream of the particulate filter. Further, an exhaust bypass passage that allows the exhaust gas to flow down by bypassing the injector and the particulate filter in the exhaust passage, a flow control valve that controls the amount of exhaust gas that flows down the exhaust bypass passage, and a drive of the flow control valve. The driving means and the control means for controlling the driving means so that the amount of exhaust gas passing through the particulate filter at the time of liquid injection by the injector becomes a set value.

(作用) 上記の構成により、本発明では、噴射器による液体噴射
時、制御手段の出力を受けた駆動手段により駆動される
流量制御弁により、排気バイパス通路を流下する排気ガ
ス量がエンジンからの排気ガス量に応じて制御される。
すなわち、エンジンが例えば高速運転域にあって排気ガ
ス量が多いときには、上記流量制御弁が開かれて排気バ
イパス通路での排気ガス量が増加する一方、エンジンが
低速運転域にあって排気ガス量が少ないときには、流量
制御弁が閉じられて排気バイパス通路での排気ガス量が
減少するように制御され、この排気バイパス通路での排
気ガス量の制御によりパティキュレートフィルタを通過
する排気ガス量が略一定に保たれる。そのため、噴射器
からの液体噴射流の排気ガス流による乱れ、偏りが抑制
され、液体はパティキュレートフィルタ表面に満遍なく
均一に付着するとともに、フィルタでの可燃性粒子の燃
焼が安定となり、燃焼温度の異常上昇によるフィルタの
クラックの発生が防止されることになる。
(Operation) With the above configuration, in the present invention, the amount of exhaust gas flowing down the exhaust bypass passage from the engine is controlled by the flow rate control valve driven by the drive unit that receives the output of the control unit during liquid injection by the injector. It is controlled according to the amount of exhaust gas.
That is, for example, when the engine is in the high speed operation range and the exhaust gas amount is large, the flow control valve is opened to increase the exhaust gas amount in the exhaust bypass passage, while the engine is in the low speed operation region and the exhaust gas amount is increased. When the amount of exhaust gas is small, the flow control valve is closed so that the amount of exhaust gas in the exhaust bypass passage is reduced, and the amount of exhaust gas passing through the particulate filter is controlled by controlling the amount of exhaust gas in this exhaust bypass passage. Is kept constant. Therefore, the turbulence due to the exhaust gas flow of the liquid jet flow from the injector, unevenness is suppressed, the liquid is evenly adhered to the surface of the particulate filter evenly, the combustion of the combustible particles in the filter becomes stable, the combustion temperature The occurrence of cracks in the filter due to abnormal rise will be prevented.

(第1の実施例) 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。First Embodiment Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第1の実施例の全体構成を示し、1は
燃焼室2および該燃焼室2に連通する渦流室3を備えた
車両用の渦流室式ディーゼルエンジン、4は該エンジン
1の渦流室3に燃料噴射ノズル5を通じて燃料を噴射供
給する燃料噴射ポンプであって、該燃料噴射ポンプ4は
エンジン1のクランクシャフト1aにより同期して駆動
される。
FIG. 1 shows the overall construction of a first embodiment of the present invention, wherein 1 is a vehicle swirl chamber type diesel engine having a combustion chamber 2 and a swirl chamber 3 communicating with the combustion chamber 2, and 4 is the engine. A fuel injection pump for injecting fuel into a swirl chamber 3 of No. 1 through a fuel injection nozzle 5, and the fuel injection pump 4 is driven by a crankshaft 1a of an engine 1 in synchronization.

また、6は上記エンジン1の燃焼室2内の排気ガスを排
出するための排気通路であって、該排気通路6の途中に
は排気ガス中のカーボンを主成分とする可燃性粒子など
を捕集するパティキュレートフィルタ7が配設されてい
る。該パティキュレートフィルタ7は、多孔質材料より
なるハニカム体における多数のハニカム孔の両端開口部
を1つ置きに交互に閉塞してなり、隣接するハニカム孔
間の隔壁を排気ガスが通過する際にそれを濾過してその
中の可燃性粒子などを捕集するものである。
Reference numeral 6 denotes an exhaust passage for discharging the exhaust gas in the combustion chamber 2 of the engine 1. In the middle of the exhaust passage 6, combustible particles containing carbon as a main component in the exhaust gas are trapped. A particulate filter 7 for collecting is provided. The particulate filter 7 is formed by alternately closing the openings at both ends of a large number of honeycomb holes in a honeycomb body made of a porous material, and when exhaust gas passes through partition walls between adjacent honeycomb holes. This is filtered to collect combustible particles and the like in it.

また、8は上記パティキュレートフィルタ7上流の排気
通路6に上記可燃性粒子の燃焼を促進させる液体を噴射
供給するための噴射器であり、該噴射器8は、上記燃焼
促進用の液体を貯えるタンク9と、パティキュレートフ
ィルタ7上流の排気通路6に噴出口10aをフィルタ7
表面に向けて配設され、電磁開閉弁10bを有するイン
ジェクタ10と、該インジェクタ10を上記タンク9に
接続する連通管11と、該連通管11の途中に配設され
た電動式の液体供給ポンプ12とを備えてなり、液体供
給ポンプ12の作動およびインジェクタ10の電磁開閉
弁10bの開作動によりタンク9内の液体を所定量(例
えば10〜100cc)インジェクタ10の噴出口10a
からフィルタ7に向けて噴射させてその表面に付着させ
るようになされている。そして、上記可燃性粒子の燃焼
を促進させる液体は、例えば0.05〜0.5重量%の
1もしくは2以上の白金属(Pt,Pd,Rh,Ir)
の水溶性化合物、あるいは1〜10重量%の1もしくは
2以上の卑金属(V,Cu,Cr,Fe,Ni,Mo,
Ca,Ba)の水溶性塩よりなる触媒成分と、10〜5
0重量%の灯油、軽油、重油、アルコール、ケトン(含
酸素炭化水素)等の炭化水素と、該炭化水素を水に溶か
すための1〜10重量%界面活性剤と、残りが水とから
なり、それらの成分を混合してエマルジョン化したもの
である。
Reference numeral 8 denotes an injector for injecting and supplying a liquid for promoting combustion of the combustible particles into the exhaust passage 6 upstream of the particulate filter 7, and the injector 8 stores the liquid for promoting combustion. The jet port 10a is installed in the tank 9 and the exhaust passage 6 upstream of the particulate filter 7.
An injector 10 having a solenoid opening / closing valve 10b arranged toward the surface, a communication pipe 11 connecting the injector 10 to the tank 9, and an electric liquid supply pump arranged in the middle of the communication pipe 11. 12 is provided, and a predetermined amount (for example, 10 to 100 cc) of liquid in the tank 9 is actuated by the operation of the liquid supply pump 12 and the opening operation of the electromagnetic opening / closing valve 10b of the injector 10.
Is ejected toward the filter 7 and attached to the surface thereof. The liquid that promotes the combustion of the combustible particles is, for example, 0.05 to 0.5% by weight of 1 or 2 or more white metals (Pt, Pd, Rh, Ir).
Water-soluble compound, or 1 to 10% by weight of one or more base metals (V, Cu, Cr, Fe, Ni, Mo,
A catalyst component consisting of a water-soluble salt of Ca, Ba), and 10 to 5
It comprises 0% by weight of kerosene, light oil, heavy oil, alcohol, ketone (oxygenated hydrocarbon) and other hydrocarbons, 1 to 10% by weight of a surfactant for dissolving the hydrocarbon in water, and the balance of water. , Those components are mixed and emulsified.

さらに、上記噴射器8のインジェクタ10上流側の排気
通路6と、パティキュレートフィルタ7下流側の排気通
路6とは排気バイパス通路13によって連通されてお
り、この排気バイパス通路13によりエンジン1からの
排気ガスを噴射器8のインジェクタ10およびパティキ
ュレートフィルタ7をバイパスして流下させる。
Further, the exhaust passage 6 on the upstream side of the injector 10 of the injector 8 and the exhaust passage 6 on the downstream side of the particulate filter 7 are connected by an exhaust bypass passage 13, and the exhaust bypass passage 13 exhausts the exhaust gas from the engine 1. The gas is allowed to flow by bypassing the injector 10 of the injector 8 and the particulate filter 7.

また、上記排気バイパス通路13の上流端部、すなわち
そのインジェクタ10上流側の排気通路6との接続端部
には、排気バイパス通路13を流下する排気ガス量を制
御するバタフライ弁よりなる流量制御弁14が配設され
ている。該流量制御弁14はロッド15を介してダイヤ
フラム装置16に連結され、該ダイヤフラム装置16の
負圧室16aは負圧導入通路17を介してバキュームポ
ンプ18に連通されているとともに、上記負圧導入通路
17の途中には、上記ダイヤフラム装置16の負圧室1
6aのバキュームポンプ18または大気開放部19との
連通比率をリニアに切り換えるデューティソレノイドバ
ルブ20が配設されており、ダイヤフラム装置16の負
圧室16aに導入される負圧の大きさをデューティソレ
ノイドバルブ20によりリニア制御してダイヤフラム装
置16を作動させることにより、流量制御弁14を駆動
するようにした駆動手段21が構成されている。
Further, at the upstream end portion of the exhaust bypass passage 13, that is, the connection end portion with the exhaust passage 6 on the upstream side of the injector 10, a flow rate control valve including a butterfly valve for controlling the amount of exhaust gas flowing down the exhaust bypass passage 13. 14 are provided. The flow rate control valve 14 is connected to a diaphragm device 16 via a rod 15, and a negative pressure chamber 16a of the diaphragm device 16 is communicated with a vacuum pump 18 via a negative pressure introducing passage 17 and at the same time, the negative pressure is introduced. In the middle of the passage 17, the negative pressure chamber 1 of the diaphragm device 16 is provided.
A duty solenoid valve 20 that linearly switches the communication ratio with the vacuum pump 18 of 6a or the atmosphere opening portion 19 is provided. Driving means 21 is configured to drive the flow control valve 14 by linearly controlling the diaphragm device 16 by 20.

さらに、22は上記噴射器8におけるインジェクタ10
の電磁開閉弁10b、液体供給ポンプ12およびデュー
ティソレノイドバルブ20を作動制御するための制御回
路であって、該制御回路22にはエンジン回転数に対応
する上記燃料噴射ポンプ4のポンプシャフト回転数の信
号と、エンジン負荷に対応する同コントロールスリーブ
位置の信号とが入力されている。また、23は上記パテ
ィキュレートフィルタ7上流の排気通路6内における排
気ガス温度Tを検出する第1排気ガス温度センサ、2
4はパティキュレートフィルタ7直上流の排気通路6内
の排気ガス圧つまりエンジン1の背圧を検出する背圧セ
ンサ、25はパティキュレートフィルタ7直下流の排気
通路6内における排気ガス温度Tに基づいてパティキ
ュレートフィルタ7での捕集可燃性粒子の燃焼状態を間
接的に検出する第2排気ガス温度センサであって、これ
らセンサ23〜25の各出力は上記制御回路22に入力
されている。而して、制御回路22により、燃料噴射ポ
ンプ4の出力信号に基づいてエンジン1の運転領域を検
出し、その運転領域においてフィルタ7が目詰まり状態
にないときの予め設定記憶された適正背圧を検索し、そ
の適正背圧に対し背圧センサ24で検出された実際の背
圧を照合比較してフィルタ7の目詰まり状態の有無を判
定し、実際の背圧が適正背圧よりも高くてフィルタ7が
目詰まり状態にあるときには、噴射器8の液体供給ポン
プ12およびインジェクタ10の電磁開閉弁10bに作
動信号を出力して、インジェクタ10から液体を噴射さ
せるとともに、その噴射器8にる液体噴射時、フィルタ
7を通過する排気ガス量が設定値になるよう、つまり背
圧センサ24で検出される背圧が略一定になるよう駆動
手段21のデューティソレノイドバルブ20を制御して
流量制御弁14を開閉させるように構成されている。
Further, 22 is an injector 10 in the injector 8.
Is a control circuit for controlling the operation of the electromagnetic on-off valve 10b, the liquid supply pump 12, and the duty solenoid valve 20. The control circuit 22 controls the pump shaft rotation speed of the fuel injection pump 4 corresponding to the engine rotation speed. The signal and the signal of the same control sleeve position corresponding to the engine load are input. Reference numeral 23 denotes a first exhaust gas temperature sensor for detecting the exhaust gas temperature T 1 in the exhaust passage 6 upstream of the particulate filter 7, and 2
4 is a back pressure sensor for detecting the exhaust gas pressure in the exhaust passage 6 immediately upstream of the particulate filter 7, that is, the back pressure of the engine 1, 25 is the exhaust gas temperature T 2 in the exhaust passage 6 immediately downstream of the particulate filter 7. It is a second exhaust gas temperature sensor that indirectly detects the combustion state of the collected combustible particles in the particulate filter 7, based on which the outputs of these sensors 23 to 25 are input to the control circuit 22. . Thus, the control circuit 22 detects the operating region of the engine 1 on the basis of the output signal of the fuel injection pump 4, and the preset and stored proper back pressure when the filter 7 is not in the clogged state in the operating region. Is searched, and the actual back pressure detected by the back pressure sensor 24 is compared and compared with the appropriate back pressure to determine whether or not the filter 7 is clogged, and the actual back pressure is higher than the appropriate back pressure. When the filter 7 is in a clogged state, an operation signal is output to the liquid supply pump 12 of the injector 8 and the electromagnetic opening / closing valve 10b of the injector 10 to cause the injector 10 to eject the liquid and to cause the injector 8 to eject the liquid. During liquid injection, the duty solenoid of the drive means 21 is adjusted so that the amount of exhaust gas passing through the filter 7 becomes a set value, that is, the back pressure detected by the back pressure sensor 24 becomes substantially constant. By controlling the valve 20 is configured to open and close the flow control valve 14.

次に、上記制御回路22における制御手順を具体的に第
2図および第3図に示すフローチャートによって説明す
る。
Next, the control procedure in the control circuit 22 will be specifically described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

第2図に示すメインルーチンでは、先ず、スタート後の
ステップSで流量制御弁14を閉じて排気バイパス通
路13を閉鎖する等のイニシャライズを行い、その後、
ステップS,Sでそれぞれ燃料噴射ポンプ4のシャ
フト回転数およびコントロールスリーブ位置に基づいて
エンジン回転数およびエンジン負荷を検出する。次のス
テップSで背圧センサ24の出力信号に基づいてエン
ジン1の背圧を検出した後、ステップSにおいてその
背圧が上記ステップS,Sで検出されたエンジン1
の各運転領域毎に予め適正に設定されている所定背圧に
1度低下したか否か、つまりパティキュレートフィルタ
7に捕集された可燃性粒子が1度燃焼除去されたか否か
の判断を行い、この判断がNOであるときには上記ステ
ップSに戻る。上記ステップSでの判断が背圧の所
定背圧までの低下によってYESであるときにはステッ
プSに移り、上記ステップSで検出された背圧が所
定値よりも高いか否か、すなわちパティキュレートフィ
ルタ7が可燃性粒子の捕集量増大によって目詰まり状態
にあるか否かを判断し、この判断がNOであるときには
上記ステップSに戻ってそれ以後のステップS,S
,…を繰り返す。
In the main routine shown in FIG. 2, first, in step S 1 after the start, the flow control valve 14 is closed and the exhaust bypass passage 13 is closed.
In steps S 2 and S 3 , the engine speed and the engine load are detected based on the shaft speed and the control sleeve position of the fuel injection pump 4, respectively. After detecting the back pressure of the engine 1 based on the output signal of the back pressure sensor 24 in the next step S 4 , the back pressure of the engine 1 detected in the above steps S 2 and S 3 in step S 5 .
It is judged whether the back pressure has been reduced once to a predetermined back pressure properly set for each operating region, that is, whether the combustible particles collected in the particulate filter 7 have been burned and removed once. performed, the process returns to step S 4 when this determination is NO. Proceeds to step S 6 when the determination in Step S 5 is YES by drop to a predetermined back pressure of the back pressure, whether back pressure detected in the step S 4 is higher than a predetermined value, i.e., patties filter 7 is determined whether there are any clogging by increasing the collection amount of the combustible particles, subsequent it returns to step S 2 when this determination is NO step S 3, S
4. Repeat.

一方、上記ステップSでの判断がYESであるときに
はステップSに移行して、噴射器8による液体の今回
噴射回数Nをカウントし、次のステップSでその今回
噴射回数Nを、予め第4図に示すように設定記憶されて
いる液体の噴射回数に対する噴射量特性のマップに照合
して液体の今回噴射量Qを決定する。
On the other hand, when the determination in step S 6 is YES, the process proceeds to step S 7, counts the time injection number N of the liquid by the injector 8, the time number of injections N in the next step S 8, in advance As shown in FIG. 4, the current injection amount Q of the liquid is determined by collating with the map of the injection amount characteristics with respect to the number of times the liquid is ejected which is set and stored.

その際、上記第4図に示す噴射量特性では、液体の噴射
回数Nが増加する程、噴射量Qが減少するように設定さ
れているため、液体の噴射回数Nの増加に伴ってパティ
キュレートフィルタ7への液体内触媒成分の堆積量が増
大するのを利用し、その堆積触媒成分により可燃性粒子
の燃焼促進効果をある程度確保しつつ、液体(触媒成
分)の使用量を低減してコストダウンを図ることができ
る。尚、このような噴射量特性のマップの記憶に代え
て、パティキュレートフィルタ7の各端部に対向して電
極を埋設し、フィルタ7の再生後に該両電極間の電気抵
抗値を計測することにより、導電性のある触媒成分のフ
ィルタ7への堆積量を直接的に検出して液体噴射量を決
定することもできる。すなわち、第5図に示すように触
媒成分の堆積量の増加に伴って電極間の抵抗値が減少す
るので、その特性を利用すればよい。
At this time, in the ejection amount characteristic shown in FIG. 4, the ejection amount Q is set to decrease as the ejection number N of the liquid increases. Therefore, the particulate matter increases as the ejection number N of the liquid increases. By utilizing the fact that the amount of catalyst component in the liquid deposited on the filter 7 increases, the amount of liquid (catalyst component) used can be reduced while securing the combustion promoting effect of combustible particles by the deposited catalyst component to some extent. Can be down. Instead of storing such a map of the injection amount characteristics, electrodes are buried facing each end of the particulate filter 7, and the electric resistance value between the electrodes is measured after the filter 7 is regenerated. Accordingly, the liquid injection amount can be determined by directly detecting the deposition amount of the conductive catalyst component on the filter 7. That is, as shown in FIG. 5, the resistance value between the electrodes decreases with an increase in the deposition amount of the catalyst component, so that the characteristic may be used.

以上の如き液体噴射量Qの決定の後、ステップSにお
いて第1排気ガス温度センサ23の出力信号に基づいて
エンジン1の排気ガス温度Tを検出し、次のステップ
10でその排気ガス温度Tが、液体噴射に伴う可燃性
粒子の燃焼によりフイルタ7にクラックが発生する異常
温度範囲下限値としての耐クラック許容限界排気ガス温
度Tよりも低いか否かの判断を行い、この判断がT
≧TのNOのときには、液体噴射によりフィルタ7に
クラックが発生する状態とみてステップSに戻り、排
気ガス温度Tの低下を待つ。
After the liquid injection amount Q is determined as described above, the exhaust gas temperature T 1 of the engine 1 is detected based on the output signal of the first exhaust gas temperature sensor 23 in step S 9 , and the exhaust gas temperature is detected in the next step S 10. temperature T 1 is, performs a crack allowable limit exhaust gas temperature T a low determines whether than as abnormal temperature range lower limit cracks in the filter 7 by the combustion of the combustible particles with the liquid jet, this Judgment is T 1
When the NO of ≧ T A is the filter 7 by liquid injection seeing a state in which cracks are generated returns to step S 9, wait for the decrease in exhaust gas temperature T 1.

一方、上記ステップS10の判断がT<TのYESで
あるときには、ステップS11〜S22の液体噴射制御ルー
チンが処理されるとともに、第3図に示すようにステッ
プS51〜S56の排気ガス量制御サブルーチンが並行処理
される。上記液体噴射ルーチンの最初のステップS11
は噴射器8の液体供給ポンプ12を駆動し、次のステッ
プS12でインジェクタ10の電磁開閉弁10bを開い
て、該インジェクタ10から液体をフィルタ7の表面に
噴射する。その状態をステップS13でフラグFに「1」
を立てて記憶した後、ステップS14に移ってタイマをセ
ットし、次のステップS15でそのタイマによりフィルタ
7の可燃性粒子が液体を噴射開始してから十分に燃焼す
るまでの時間の経過を判断する。そして、上記タイマが
タイムアウトすると、ステップS16でタイマのリセット
を行った後、ステップS17で第2排気ガス温度センサ2
5の出力信号に基づいてフィルタ7下流の排気ガス温度
、つまりフィルタ7に捕集された可燃性粒子の燃焼
により上昇する排気ガス温度を検出し、次のステップS
18でその排気ガス温度Tがフィルタ7にクラックを発
生させる限界値Tよりも高いか否かを判断する。この
判断がT≦TのNOであるときには、ステップS19
に移って液体供給ポンプ12の駆動時間が上記ステップ
で決定された液体の噴射量Qに対応する所定時間経
過したか否かを判断し、この判断が決定噴射量Qの未噴
射を示すNOであるときには上記ステップS17に戻って
液体噴射を継続させる。一方、上記ステップS19での判
断がYESであるときにはステップS20に移って、上記
インジェクタ10の電磁開閉弁10bを閉じるととも
に、ステップS21で液体供給ポンプ12の運転を停止さ
せて噴射器8による液体噴射を終了し、次いでステップ
22に移って上記ステップS13で立てられたフラグFを
「0」にした後、最初のステップに戻る。また、上記ス
テップS18での判断がT>TのYESであるときに
は、可燃性粒子の燃焼温度が異常上昇した状態とみなし
て直ちに上記ステップS20〜S22に移り液体噴射を終了
する。
On the other hand, when the determination in step S 10 is YES of T 1 <T A, the step S 11 together with the liquid injection control routine is processing to S 22, step S 51 to S 56 as illustrated in FIG. 3 The exhaust gas amount control subroutine is processed in parallel. To drive the liquid supply pump 12 in the first step S 11, the injection device 8 of the liquid ejecting routine, opening the solenoid valve 10b of the injector 10 in the next step S 12, the surface of the filter 7 a liquid from the injector 10 To spray. "1" to the flag F to the state in step S 13
After storing upright and sets the timer proceeds to step S 14, the elapsed time by the timer in the next step S 15 from the combustible particles of the filter 7 starts ejecting the liquid to fully burn To judge. When the timer times out, after resetting the timer at step S 16, the second exhaust gas temperature sensor at Step S 17 2
The exhaust gas temperature T 2 downstream of the filter 7, that is, the exhaust gas temperature that rises due to the combustion of the combustible particles collected by the filter 7 is detected based on the output signal of No. 5, and the next step S
At 18 , it is determined whether the exhaust gas temperature T 2 is higher than a limit value T B at which the filter 7 is cracked. If this determination is NO at T 2 ≦ T B , step S 19
Driving time of the liquid feed pump 12, it is determined whether a predetermined time has elapsed that corresponds to the injection quantity Q of liquid determined in step S 8, shows a non-injection of the determination is determined injection amount Q move to If NO, the process returns to step S 17 to continue the liquid ejection. On the other hand, when the determination in step S 19 is YES, the process proceeds to step S 20 , the electromagnetic opening / closing valve 10b of the injector 10 is closed, and the operation of the liquid supply pump 12 is stopped in step S 21 to inject the injector 8 Exit liquid injection by, then after the flag F erected in step S 13 proceeds to step S 22 to "0", returns to the first step. Further, when the determination in Step S 18 is YES of T 2> T B is immediately terminated liquid jet moves to step S 20 to S 22 is regarded as a state in which the combustion temperature of the combustible particles is increased abnormally .

これに対し、上記排気ガス量制御サブルーチンではその
最初のステップS51で上記背圧センサ24によりフィル
タ7上流の背圧を検出して、フィルタ7を通過する排気
ガス量を間接的に検出する。そして、その後のステップ
52で上記検出された背圧が排気ガスのフィルタ7への
適正通過量に対応する所定値よりも低いか否かを判断
し、この判断がYESであるときにはステップS53にお
いて、フィルタ7への排気ガス量を増加すべく、流量制
御弁14の弁開度を小さくして排気バイパス通路13を
閉じる方向のデューティ信号を駆動手段21のデューテ
ィソレノイドバルブ20に発信する一方、NOであると
きにはステップS54に移って、フィルタ7への排気ガス
量を減少すべく、流量制御弁14の弁開度を大きくして
排気バイパス通路13を開く方向のデューティ信号をデ
ューティソレノイドバルブ20に発信し、これらのステ
ップS51〜S54によりフィルタ7を通過する排気ガス量
を設定値に保つように調整する。この後、ステップS55
において上記液体噴射ルーチンのフラグFがF=1であ
るか否かの判断を行い、この判断がNOになるまで上記
ステップS51〜S54を繰り返す。そして、上記判断が液
体噴射の終了に伴うF=0のNOになると、ステップS
56で上記流量制御弁14の開度を零にして排気バイパス
通路13を閉鎖し排気ガス量制御を終了する。
On the other hand, in the exhaust gas amount control subroutine, the back pressure upstream of the filter 7 is detected by the back pressure sensor 24 in the first step S 51 , and the amount of exhaust gas passing through the filter 7 is indirectly detected. Then, the detected back pressure in the subsequent step S 52 it is determined whether lower than a predetermined value corresponding to the proper passage of the filter 7 in the exhaust gas, the step S 53 when the determination is YES In order to increase the amount of exhaust gas to the filter 7, the valve opening of the flow rate control valve 14 is reduced to transmit a duty signal to the duty solenoid valve 20 of the driving means 21 while closing the exhaust bypass passage 13. If NO, the process proceeds to step S 54 , and the duty solenoid valve 20 is operated to increase the valve opening of the flow control valve 14 to open the exhaust bypass passage 13 in order to reduce the amount of exhaust gas to the filter 7. It sent to adjust the amount of exhaust gas passing through the filter 7 by the steps S 51 to S 54 so as to maintain the set value. After this, step S 55
Flag F of the liquid ejecting routine it is judged whether the is F = 1 in, repeat the above steps S 51 to S 54 until the determination is made to NO. Then, when the above judgment is NO of F = 0 due to the end of the liquid ejection, step S
At 56 , the opening degree of the flow rate control valve 14 is set to zero and the exhaust bypass passage 13 is closed to end the exhaust gas amount control.

したがって、この実施例では、上記の如き制御動作によ
り、噴射器8のインジェクタ10からフィルタ7の表面
に向けて液体が噴射供給されている間、流量制御弁14
の制御により排気バイパス通路13が開閉制御され、フ
ィルタ7を通過する排気ガス量が設定値に保たれるの
で、噴射器8のインジェクタ10から噴射された液体噴
射流が高流量の排気ガス流の影響を受けて乱れることは
なく、液体をフィルタ7の表面全体に亘って均一に付着
させることができ、よってフィルタ7で可燃性粒子を均
等に燃焼させ、その再生を良好に行うことができる。
Therefore, in this embodiment, by the control operation as described above, while the liquid is being jetted and supplied from the injector 10 of the injector 8 toward the surface of the filter 7, the flow rate control valve 14
The exhaust bypass passage 13 is controlled to be opened / closed by the control described above, and the amount of exhaust gas passing through the filter 7 is maintained at a set value. Therefore, the liquid jet flow injected from the injector 10 of the injector 8 is a high-flow exhaust gas flow. The liquid is not affected and disturbed, and the liquid can be made to adhere uniformly over the entire surface of the filter 7. Therefore, the combustible particles can be uniformly burned by the filter 7, and the regeneration thereof can be favorably performed.

また、このようにフィルタ7への液体の噴射時にはフィ
ルタ7への排気ガス量が常に略一定に保たれるので、エ
ンジン1の高速運転時のように排気ガス量が多いときで
あってもフィルタ7の可燃性粒子を安定して燃焼させる
ことができ、可燃性粒子燃焼時の異常な温度上昇を抑制
してフィルタ7のクラックの発生を防止し、その耐久性
を高めることができる。
Further, since the exhaust gas amount to the filter 7 is always kept substantially constant when the liquid is injected to the filter 7 in this way, even when the exhaust gas amount is large, such as when the engine 1 is operating at high speed, The combustible particles of No. 7 can be stably burned, the abnormal temperature rise at the time of burning the combustible particles can be suppressed, the occurrence of cracks in the filter 7 can be prevented, and the durability thereof can be improved.

尚、第6図に示すように、パティキュレートフィルタ7
のハニカム孔内にその下流側端部から多数の電極26,
26,…をフィルタ7の中心部のものが周辺部のものよ
りも長くなるように嵌装し、該電極26,26,…と噴
射器8のインジェクタ10との間に昇圧コイル27によ
り同種の電圧を印加することにより、インジェクタ10
から噴射された液体の噴射流を静電誘導による反撥力に
よりフィルタ7周辺部に拡散させるようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, the particulate filter 7
A number of electrodes 26 from the downstream end of the honeycomb
26, ... are fitted so that the central part of the filter 7 is longer than that of the peripheral part, and the same kind of the same kind is provided between the electrodes 26, 26, ... And the injector 10 of the injector 8 by the boosting coil 27. By applying a voltage, the injector 10
The jet flow of the liquid jetted from may be diffused to the peripheral portion of the filter 7 by the repulsive force due to electrostatic induction.

すなわち、その場合、フィルタ7への液体噴射時、噴射
以前の段階で多量の排気ガスの通過により高温となって
いるフィルタ7中心部の可燃性粒子が比較的低温度の周
辺部に先立って燃焼し始め、それに伴い、そのフィルタ
7中心部の通路抵抗が部分的に低下して排気ガスが該中
心部を集中して通過するようになったときに、液体の噴
射流がその排気ガス流の変動の影響を受けて液体の噴射
流がフィルタ7中心部に偏ろうとするのを上記静電誘導
によるフィルタ7周辺部への拡散付勢によって抑制する
ことができ、上記したフィルタ7での可燃性粒子の均等
な燃焼効果をより一層確実に得ることができる利点があ
る。
That is, in this case, when the liquid is injected into the filter 7, the combustible particles in the central portion of the filter 7 which have a high temperature due to the passage of a large amount of exhaust gas before the injection are burned prior to the peripheral portion having a relatively low temperature. Then, when the passage resistance in the central portion of the filter 7 is partially reduced and exhaust gas passes through the central portion in a concentrated manner, the jet flow of the liquid is It is possible to prevent the jet flow of the liquid from being biased toward the central portion of the filter 7 due to the influence of fluctuation by the diffusion bias to the peripheral portion of the filter 7 due to the electrostatic induction, and the flammability of the filter 7 described above. There is an advantage that an even burning effect of particles can be obtained more reliably.

また、液体中の触媒成分が磁化可能であるときには、イ
ンジェクタ10とフィルタ7との間に磁場を作って液体
噴射流を誘導してもよく、上記変形例と同様の作用効果
を奏することができる。
Further, when the catalyst component in the liquid is magnetizable, a magnetic field may be generated between the injector 10 and the filter 7 to induce the liquid jet flow, and the same effect as the above modification can be obtained. .

加えて、上記実施例では可燃性粒子の燃焼を促進させる
液体として、触媒成分と炭化水素成分との混合液を用い
たものを示したが、上記液体としては上記触媒成分およ
び炭化水素成分のどちらか一方のみを含有する液体を用
いてもよい。
In addition, in the above-mentioned examples, a liquid that uses a mixed liquid of a catalyst component and a hydrocarbon component was shown as the liquid that promotes the combustion of the combustible particles. A liquid containing only one of them may be used.

さらに、上記実施例では、フィルタ7に目詰まり状態が
発生した時期、つまりフィルタ7へ液体を噴射する時期
を間接的にエンジン1の背圧によって検出するようにし
たが、この他、種々の検出方法が考えられる。以下、そ
の各々について実施例として分説する。尚、第1図ない
し第3図と同じ部分については同じ符号を付してその詳
細な説明は省略する。
Further, in the above embodiment, the time when the filter 7 is clogged, that is, the time when the liquid is injected to the filter 7 is indirectly detected by the back pressure of the engine 1. However, various other detections are possible. A method can be considered. Hereinafter, each of them will be described as an example. The same parts as those in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

(第2の実施例) 第7図ないし第9図は本発明の第2の実施例を示してお
り、車両の走行距離に基づいて液体噴射時期を検出する
ようにしたものである。
(Second Embodiment) FIGS. 7 to 9 show a second embodiment of the present invention, in which the liquid injection timing is detected based on the traveling distance of the vehicle.

すなわち、本実施例では、第7図に示すように、上記第
1の実施例の構成において、背圧センサ24の替りに、
車両の走行距離を積算する走行距離積算計28が用いら
れる。
That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 7, instead of the back pressure sensor 24 in the configuration of the first embodiment,
A mileage accumulator 28 that integrates the mileage of the vehicle is used.

また、制御回路22で信号処理を行う場合には、第8図
に示すように、ステップSでエンジン負荷を検出した
後、ステップSで上記走行距離積算計28の出力に基
づいて車両走行距離の積算値を検出するとともに、次の
ステップSでその走行距離の積算値と所定値との大小
関係を判断し、走行距離>所定値のYESのときにフィ
ルタ7への液体噴射を実行することとする。
Further, when the signal processed by the control circuit 22, as shown in FIG. 8, after detecting the engine load in step S 3, the vehicle travels based on the output of the travel distance integrated meter 28 in the step S 4 distance detects the integrated value, running the liquid injection to determine the magnitude relationship between the integrated value and a predetermined value of the travel distance in the next step S 6, the filter 7 when the YES mileage> predetermined value I decided to.

そして、このフィルタ7への液体噴射を実行するに当た
り、排気ガス量制御サブルーチンでは、第9図に示すよ
うに最初のステップS51で上記ステップSと同様に車
両走行距離の積算値を検出し、次のステップS52でその
積算値が所定量(上記液体噴射を実行するための判断基
準とは異なる)よりも大きいか否かを判定した後、この
判定結果に基づいてフィルタ7への排気ガス量を適正値
になるように調整する構成とする。その他は上記第1の
実施例と同様の構成である。
Then, in executing the liquid injection to the filter 7, in the exhaust gas amount control subroutine, as shown in FIG. 9, the integrated value of the vehicle traveled distance is detected in the first step S 51 as in step S 4 described above. In the next step S 52 , it is determined whether or not the integrated value is larger than a predetermined amount (different from the determination standard for executing the liquid injection), and then the exhaust to the filter 7 is performed based on the determination result. The configuration is such that the gas amount is adjusted to an appropriate value. The other structure is the same as that of the first embodiment.

したがって、この実施例では、車両の走行距離を積算
し、その積算値が所定値に達すると、フィルタ7の目詰
まり状態と判定して液体の噴射供給を開始するため、液
体噴射開始時期を決定する信号を容易に得ることがで
き、構成の簡単化を図ることができる。
Therefore, in this embodiment, the traveling distance of the vehicle is integrated, and when the integrated value reaches a predetermined value, it is determined that the filter 7 is in the clogged state and the liquid injection supply is started. Therefore, the liquid injection start timing is determined. It is possible to easily obtain the signal to be used and to simplify the configuration.

尚、この場合、車両の走行距離を積算する積算計28を
用い、この積算計28によって積算された車両走行距離
と所定値との大小関係を制御回路22において判定する
ようにしたが、車両走行距離の積算値が所定値に達する
とその都度信号を出力する走行距離センサを使用して、
該センサの出力信号が制御回路22に入力されると、フ
ィルタ7への液体噴射を開始するようにしてもよい。
In this case, the control circuit 22 determines the magnitude relationship between the vehicle travel distance integrated by the integrator 28 and the predetermined value by using the integrator 28 that integrates the travel distance of the vehicle. Using a mileage sensor that outputs a signal each time the integrated value of distance reaches a predetermined value,
The liquid ejection to the filter 7 may be started when the output signal of the sensor is input to the control circuit 22.

(第3の実施例) 第10図および第11図は第3の実施例を示し、エンジ
ン1の燃料消費量に基づいて液体噴射時期を検出するよ
うにしている。
(Third Embodiment) FIGS. 10 and 11 show a third embodiment in which the liquid injection timing is detected based on the fuel consumption of the engine 1.

この実施例では、上記第2の実施例の構成における走行
距離積算計28の替りに、燃料タンクからエンジン1に
供給される燃料供給量の信号や燃料計に連係されている
燃料タンク内のフロートの位置信号を基にエンジン1の
燃料消費量を積算する燃料消費量積算計が用いられてい
る。
In this embodiment, instead of the mileage accumulator 28 in the configuration of the second embodiment, a signal of the fuel supply amount supplied from the fuel tank to the engine 1 and a float in the fuel tank linked to the fuel meter. A fuel consumption integrating meter that integrates the fuel consumption of the engine 1 based on the position signal of is used.

また、制御回路22では、第11図に示すように、ステ
ップSでエンジン負荷を検出した後、ステップS
上記燃料消費量積算計の出力に基づいて燃料消費量の積
算値を検出し、次のステップSでその燃料消費量の積
算値と所定値との大小関係が燃料消費量>所定値のYE
Sと判定されたときにフィルタ7への液体噴射を実行す
る。
Further, in the control circuit 22, as shown in FIG. 11, after detecting the engine load in step S 3 , the integrated value of the fuel consumption is detected based on the output of the fuel consumption integrating meter in step S 4. In the next step S 6 , the magnitude relation between the integrated value of the fuel consumption amount and the predetermined value is YE of fuel consumption amount> predetermined value.
When it is determined to be S, the liquid is ejected to the filter 7.

そして、排気ガス量制御サブルーチンでは、第11図に
示すようにステップS51で燃料消費量の積算値を検出
し、次のステップS52でその燃料消費量が所定値よりも
大きいか否かを判定して、この判定結果に基づいてフィ
ルタ7への排気ガス量を調整する。
Then, the exhaust gas amount control subroutine detects the integrated value of the fuel consumption in the step S 51, as shown in FIG. 11, whether or not the fuel consumption in the next step S 52 is greater than a predetermined value It is determined and the amount of exhaust gas to the filter 7 is adjusted based on this determination result.

したがって、この実施例では、可燃性粒子の発生源であ
る燃料の消費量を検出するため、その検出された燃料消
費量とフィルタ7に捕集された可燃性粒子の捕集量との
相関性が極めて高く、フィルタ7の目詰まり状態を高精
度に検知できる利点がある。
Therefore, in this embodiment, in order to detect the consumption amount of the fuel that is the source of the combustible particles, the correlation between the detected fuel consumption amount and the collected amount of the combustible particles collected by the filter 7 Is extremely high, and there is an advantage that the clogging state of the filter 7 can be detected with high accuracy.

(第4の実施例) 第12図ないし第14図は第4の実施例を示し、パティ
キュレートフィルタ7に対する液体噴射時期をエンジン
1の運転時間を基に検出するようにしたものである。
(Fourth Embodiment) FIGS. 12 to 14 show a fourth embodiment, in which the liquid injection timing for the particulate filter 7 is detected based on the operating time of the engine 1.

すなわち、第12図に示すように、制御回路22にはイ
グニッションキースイッチ30のON操作状態で時間を
積算する運転時間積算計29の出力信号が入力されてお
り、このイグニッションキースイッチ30のON操作状
態により間接的にエンジン1の運転時間が積算される。
尚、このイグニッションキースイッチ30のON操作状
態に替えて、同図で破線にて示すようにオルタネータ3
1の作動状態(発電状態)で運転時間を積算するように
してもよい。
That is, as shown in FIG. 12, the control circuit 22 receives an output signal of an operating time accumulator 29 for accumulating time in the ON operation state of the ignition key switch 30, and the ON operation of the ignition key switch 30. The operating time of the engine 1 is indirectly integrated depending on the state.
In addition, instead of the ON operation state of the ignition key switch 30, as shown by a broken line in FIG.
The operating time may be integrated in the first operating state (power generation state).

また、制御回路22の信号処理では、第13図に示すよ
うに、ステップSにおいて上記運転時間積算計29の
出力信号によりエンジン1の運転時間の積算値を検出す
るとともに、次のステップSでその積算時間が所定値
に達したか否かを判定し、所定値に達したときにはフィ
ルタ7が目詰まりしたと見做してフィルタ7への液体噴
射を実行する。
Further, in the signal processing of the control circuit 22, as shown in FIG. 13, the integrated value of the operating time of the engine 1 is detected by the output signal of the operating time integrating meter 29 in step S 4 , and the next step S 6 Then, it is determined whether or not the integrated time has reached a predetermined value, and when it reaches the predetermined value, it is considered that the filter 7 is clogged, and liquid injection to the filter 7 is executed.

さらに、第14図に示すように、排気ガス量制御サブル
ーチンにおける最初のステップS51で上記積算運転時間
を検出するとともに、次のステップS52でその積算運転
時間が所定値よりも長いか否かを検出することにより、
フィルタ7への排気ガス量の調整を行うこととする。
Furthermore, as shown in FIG. 14, and detects the integrated operating time at the first step S 51 in the exhaust gas amount control subroutine, whether the integrated operating time in the next step S 52 is longer than a predetermined value By detecting
The amount of exhaust gas to the filter 7 is adjusted.

したがって、この実施例の場合、エンジン1のアイドル
運転状態をも含めた運転時間を検出できるので、液体噴
射時期を高精度に判定できる利点がある。
Therefore, in the case of this embodiment, since the operating time including the idle operating state of the engine 1 can be detected, there is an advantage that the liquid injection timing can be determined with high accuracy.

(第5の実施例) 第15図ないし第17図は第5の実施例を示し、エンジ
ン回転数に基づいてフィルタ7への液体噴射時期を決定
するようにしたものである。
(Fifth Embodiment) FIGS. 15 to 17 show a fifth embodiment, in which the liquid injection timing to the filter 7 is determined based on the engine speed.

本実施例では、第15図に示すようにエンジン1のクラ
ンクシャフト1aに近接配置されてエンジン回転数を検
出する電磁式、電磁誘導式等の回転数センサ32と、該
回転数センサ32の出力に基づいてエンジン回転数の積
算値を算出する回転数積算計33とが設けられている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 15, a rotational speed sensor 32 of electromagnetic type or electromagnetic induction type, which is disposed close to the crankshaft 1a of the engine 1 to detect the engine rotational speed, and an output of the rotational speed sensor 32 are provided. And a revolution speed integrating meter 33 for calculating an integrated value of the engine revolution speed based on the above.

また、制御回路22のメインルーチンでは、第16図に
示すように、ステップSでのイニシャライズの後、ス
テップSでエンジン負荷を検出するとともに、次のス
テップSで上記回転数積算計33の出力に基づいてエ
ンジン回転数の積算値を検出し、しかる後、ステップS
でその積算値が所定値よりも大きいか否かを判定す
る。そして、判定が積算値>所定値のYESになると、
フィルタ7に対する液体噴射を行う。
Further, in the main routine of the control circuit 22, as shown in FIG. 16, after the initialization in step S 1 , the engine load is detected in step S 3 , and the revolution number integrator 33 is detected in the next step S 4. The integrated value of the engine speed is detected based on the output of
At 6 , it is determined whether the integrated value is larger than a predetermined value. Then, when the determination is that the integrated value> the predetermined value is YES,
Liquid is ejected to the filter 7.

さらに、排気ガス量制御サブルーチンでは、第17図に
示すように、最初のステップS51で上記エンジン回転数
の積算値を検出するとともに、次のステップS52でその
積算値が所定値よりも大か否かを判断し、この判断結果
に基づいてフィルタ7への排気ガス量を制御する。
Furthermore, large in amount of exhaust gas control subroutine, as shown in FIG. 17, detects the integrated value of the engine rotational speed at the first step S 51, the integrated value in the next step S 52 is than a predetermined value Whether the exhaust gas amount to the filter 7 is controlled based on the result of the determination.

したがって、この実施例では、フィルタ7における可燃
性粒子捕集量をそれと相関性の高いエンジン回転数の積
算値に基づいて検出するので、フィルタ7に対する液体
噴射時期を高い精度で決定することができる。
Therefore, in this embodiment, the amount of the combustible particles trapped in the filter 7 is detected based on the integrated value of the engine speed, which has a high correlation therewith, so that the liquid injection timing for the filter 7 can be determined with high accuracy. .

(第6の実施例) 第18図ないし第20図は第6の実施例を示し、パティ
キュレートフィルタ7に捕集される可燃性粒子の主成分
が導電性を有するカーボンであることに着目して、その
捕集量を電気抵抗値として検出するようにしたものであ
る。
(Sixth Embodiment) FIGS. 18 to 20 show a sixth embodiment, focusing on the fact that the main component of the combustible particles captured by the particulate filter 7 is carbon having conductivity. Then, the collected amount is detected as an electric resistance value.

つまり、本実施例の場合、第18図に示すように、パテ
ィキュレートフィルタ7の各端部に対向して1対の電極
34,34が埋設されているとともに、その電極34,
34間の電気抵抗値を測定する抵抗値測定器35が設け
られ、この測定器35の出力が制御回路22に入力され
る。
That is, in the case of the present embodiment, as shown in FIG. 18, a pair of electrodes 34, 34 are embedded facing each end of the particulate filter 7, and the electrodes 34,
A resistance value measuring device 35 for measuring the electric resistance value between the devices 34 is provided, and the output of the measuring device 35 is input to the control circuit 22.

そして、該制御回路22では、第19図に示すように、
メインルーチンにおけるステップSで上記抵抗値測定
器35の出力に基づいて電極34,34間の電気抵抗値
を検出し、次のステップSでその抵抗値が所定値より
も小さいか否かを判定する。そして、導電性を持つ可燃
性粒子のフィルタ7での捕集量が増大するほど電極3
4,34間の電気抵抗値が減少するので、その電気抵抗
値が所定値より小さくなったときをフィルタ7の目詰ま
り状態と判定してフィルタ7に対する液体噴射を行うこ
ととする。
Then, in the control circuit 22, as shown in FIG.
Detecting the electric resistance value between the electrodes 34 on the basis at step S 4 on an output of the resistance measuring device 35 in the main routine, whether the resistance value in the next step S 6 is smaller than the predetermined value judge. As the amount of conductive flammable particles collected by the filter 7 increases, the electrode 3
Since the electrical resistance value between Nos. 4 and 34 decreases, when the electrical resistance value becomes smaller than a predetermined value, it is determined that the filter 7 is in the clogging state, and the liquid is ejected to the filter 7.

また、排気ガス量制御サブルーチンでは、第20図に示
すように、最初のステップS51で上記電極34,34間
の電気抵抗値を検出し、次のステップS52でその抵抗値
が所定値よりも小さいか否かを判定することにより、フ
ィルタ7へ流れる排気ガス量を設定値にコントロールす
る。
Further, in the exhaust gas amount control subroutine, as shown in FIG. 20, the electric resistance value between the electrodes 34, 34 is detected in the first step S 51 , and the resistance value is determined to be less than a predetermined value in the next step S 52. The exhaust gas amount flowing to the filter 7 is controlled to a set value by determining whether or not is too small.

よって、この実施例では、フィルタ7での粒子捕集量を
直接的に検出しているので、フィルタ7への液体噴射時
期をより一層精度良く判定することができる利点があ
る。
Therefore, in this embodiment, since the amount of collected particles in the filter 7 is directly detected, there is an advantage that the liquid injection timing to the filter 7 can be determined more accurately.

尚、この場合、液体の噴射回数の増加によって導電性の
ある触媒成分のフィルタ7への堆積量が増大すると、そ
れに伴って電極34,34間の抵抗値が減少するので、
可燃性粒子が一掃された状態であるパティキュレートフ
ィルタ7の再生直後に該両電極34,34間の初期抵抗
値を計測記憶しておき、フィルタ7の再生時期の判定基
準として該初期抵抗値をキャンセルする必要がある。
In this case, when the deposition amount of the conductive catalyst component on the filter 7 increases due to the increase in the number of times the liquid is ejected, the resistance value between the electrodes 34 and 34 decreases accordingly.
Immediately after regeneration of the particulate filter 7 in a state where combustible particles have been swept away, the initial resistance value between the electrodes 34, 34 is measured and stored, and the initial resistance value is used as a criterion for the regeneration time of the filter 7. Need to cancel.

(第7の実施例) 第21図ないし第23図は本発明の第7の実施例を示
し、予めエンジン回転数およびエンジン負荷を変数とし
て設定された所定の関数式に基づいてフィルタ7への液
体噴射時期を判定するようにしたものである。
(Seventh Embodiment) FIGS. 21 to 23 show a seventh embodiment of the present invention, in which a filter 7 is supplied to a filter 7 on the basis of a predetermined functional expression which is set in advance by using engine speed and engine load as variables. The liquid injection timing is determined.

すなわち、本実施例では、第21図に示すように、フィ
ルタ7の目詰まり状態を検出するための特別のセンサ類
は設けられておらず、燃料噴射ポンプ4の作動状態に基
づくエンジン回転数およびエンジン負荷の各信号を基準
にする。
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 21, no special sensor for detecting the clogging state of the filter 7 is provided, and the engine speed and the engine speed based on the operating state of the fuel injection pump 4 are set. Reference each signal of engine load.

そして、制御回路22のメインルーチンにおいて、第2
2図に示すように、ステップS,Sでそれぞれエン
ジン回転数xおよびエンジン負荷xを検出した後、
ステップSで上記のエンジン回転数xおよびエンジ
ン負荷xを変数とする所定の関数式C=∫f(x
)dxに基づいてC値を計算し、次のステップS
そのC値と所定値との大小関係を判定して、C値が所定
値よりも大きいときにフィルタ7に対する液体噴射を行
う。
Then, in the main routine of the control circuit 22, the second
As shown in FIG. 2 , after detecting the engine speed x 1 and the engine load x 2 in steps S 2 and S 3 , respectively,
In step S 4 , a predetermined functional expression C = ∫f (x 1 , where the engine speed x 1 and the engine load x 2 are variables
x 2 ) dx, the C value is calculated, the magnitude relationship between the C value and the predetermined value is determined in the next step S 6 , and when the C value is larger than the predetermined value, the liquid ejection to the filter 7 is performed. To do.

また、排気ガス流量制御ルーチンでは、第23図に示す
ように、最初のステップS51で上記メインルーチンのス
テップSと同様にC値を計算し、次のステップS52
その算出されたC値が所定値よりも大きいか否かを判定
することにより、フィルタ7への排気ガス量を制御す
る。
Further, in the exhaust gas flow rate control routine, as shown in FIG. 23, the C value is calculated in the first step S 51 as in step S 4 of the main routine, and the calculated C value is calculated in the next step S 52. The amount of exhaust gas to the filter 7 is controlled by determining whether the value is larger than a predetermined value.

したがって、この実施例の場合、エンジン回転数x
エンジン負荷xとの双方でもってフィルタ7での粒子
捕集量を検出しているため、その粒子捕集量の検出を正
確にかつ簡便に行うことができ、フィルタ7への液体噴
射時期を精度良く検出することができる。
Therefore, in the case of this embodiment, since the amount of particles collected by the filter 7 is detected by both the engine speed x 1 and the engine load x 2 , the amount of particles collected can be detected accurately and easily. The liquid injection timing to the filter 7 can be detected accurately.

そして、この実施例の変形例として、エンジン回転数お
よびエンジン負荷以外に、上記第1ないし第6の各実施
例で用いたエンジン背圧,車両の走行距離,燃料消費
量、エンジン運転時間や電気抵抗値の変数を2つ以上含
む所定の関数式によって関数を算出し、その関数と所定
値との大小を判別して粒子捕集量を検出するようにする
こともできる。
Then, as a modified example of this embodiment, in addition to the engine speed and the engine load, the engine back pressure used in each of the first to sixth embodiments, the traveling distance of the vehicle, the fuel consumption amount, the engine operating time and the electric power are used. It is also possible to calculate the function by a predetermined function formula including two or more variables of the resistance value and determine the magnitude of the function and the predetermined value to detect the amount of collected particles.

(発明の効果) 以上の如く、本発明によれば、エンジンの排気系に配設
されたパティキュレートフィルタ上流の排気通路に、該
フィルタに捕集された可燃性粒子の燃焼を促進させるた
めの液体を噴射器によって噴射供給する際、エンジンか
らの排気ガスを、そのフィルタへの流量が略一定となる
よう噴射器およびフィルタをバイパスして流下させるよ
うにしたことにより、液体噴射流の排気ガス流による乱
れ、偏りを抑制して液体をフィルタ表面に均一に付着さ
せ得、フィルタでの可燃性粒子を均等に燃焼させること
ができるとともに、可燃性粒子の燃焼を安定にし、その
燃焼温度の異常上昇を抑制してフィルタのクラックの発
生を防止することができ、よって燃焼促進用の液体噴射
による可燃性粒子の確実な燃焼除去の実現に寄与するこ
とができるものである。
(Effects of the Invention) As described above, according to the present invention, in order to promote the combustion of the combustible particles captured by the filter, the exhaust passage upstream of the particulate filter arranged in the exhaust system of the engine is provided. When the liquid is injected and supplied by the injector, the exhaust gas from the engine is made to flow down by bypassing the injector and the filter so that the flow rate to the filter is almost constant. The turbulence and unevenness caused by the flow can be suppressed and the liquid can be evenly adhered to the filter surface, and the combustible particles in the filter can be burned evenly, and the combustion of the combustible particles can be stabilized, resulting in abnormal combustion temperature. It is possible to suppress the rise and prevent the generation of filter cracks, thus contributing to the realization of reliable combustion removal of combustible particles by liquid injection for combustion promotion. Is something that can be done.

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

第1図ないし第6図は本発明の第1の実施例を示し、第
1図は全体概略構成図、第2図は制御回路におけるメイ
ンルーチンのフローチャートを示す説明図、第3図は同
排気ガス量制御サブルーチンのフローチャートを示す説
明図、第4図は液体の噴射回数に対する噴射量を決定す
るための特性図、第5図および第6図は変形例を示し、
第5図は2電極間の電気抵抗値変化によりパティキュレ
ートフィルタへの触媒成分堆積量を検出するための特性
図、第6図は静電誘導により液体成分の噴射流を制御す
る場合の要部説明図である。第7図ないし第9図は第2
の実施例を示し、第7図は第1図相当図、第8図は第2
図相当図、第9図は第3図相当図である。第10図およ
び第11図は第3の実施例を示し、第10図は第2図相
当図、第11図は第3図相当図である。第12図ないし
第14図は第4の実施例を示し、第12図は第1図相当
図、第13図は第2図相当図、第14図は第3図相当図
である。第15図ないし第17図は第5の実施例を示
し、第15図は第1図相当図、第16図は第2図相当
図、第17図は第3図相当図である。第18図ないし第
20図は第6の実施例を示し、第18図は第1図相当
図、第19図は第2図相当図、第20図は第3図相当図
である。第21図ないし第23図は第7の実施例を示
し、第21図は第1図相当図、第22図は第2図相当
図、第23図は第3図相当図である。 1……エンジン、6……排気通路、7……パティキュレ
ートフィルタ、8……噴射器、13……排気バイパス通
路、14……流量制御弁、21……駆動手段、22……
制御回路、23,25……排気ガス温度センサ、24…
…背圧センサ、28……走行距離積算計、29……運転
時間積算計、30……イグニッションキースイッチ、3
1……オルタネータ、32……回転数センサ、33……
回転数積算計、34……電極、35……抵抗値測定器。
1 to 6 show a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is an overall schematic configuration diagram, FIG. 2 is an explanatory diagram showing a flow chart of a main routine in a control circuit, and FIG. 3 is the same exhaust gas. Explanatory diagram showing a flow chart of a gas amount control subroutine, FIG. 4 is a characteristic diagram for determining the injection amount with respect to the number of times of liquid injection, and FIGS. 5 and 6 are modification examples.
FIG. 5 is a characteristic diagram for detecting the catalyst component deposition amount on the particulate filter by changing the electric resistance value between the two electrodes, and FIG. 6 is a main part when controlling the jet flow of the liquid component by electrostatic induction. FIG. 7 to 9 are the second
FIG. 7 shows an example corresponding to FIG. 1, and FIG.
FIG. 9 corresponds to FIG. 3, and FIG. 9 corresponds to FIG. 10 and 11 show the third embodiment, FIG. 10 is a view corresponding to FIG. 2, and FIG. 11 is a view corresponding to FIG. 12 to 14 show a fourth embodiment, FIG. 12 is a view corresponding to FIG. 1, FIG. 13 is a view corresponding to FIG. 2, and FIG. 14 is a view corresponding to FIG. 15 to 17 show a fifth embodiment, FIG. 15 is a view corresponding to FIG. 1, FIG. 16 is a view corresponding to FIG. 2, and FIG. 17 is a view corresponding to FIG. 18 to 20 show a sixth embodiment, FIG. 18 is a view corresponding to FIG. 1, FIG. 19 is a view corresponding to FIG. 2, and FIG. 20 is a view corresponding to FIG. 21 to 23 show a seventh embodiment, FIG. 21 is a view corresponding to FIG. 1, FIG. 22 is a view corresponding to FIG. 2, and FIG. 23 is a view corresponding to FIG. 1 ... Engine, 6 ... Exhaust passage, 7 ... Particulate filter, 8 ... Injector, 13 ... Exhaust bypass passage, 14 ... Flow control valve, 21 ... Driving means, 22 ...
Control circuit, 23, 25 ... Exhaust gas temperature sensor, 24 ...
… Back pressure sensor, 28 …… Distance totalizer, 29 …… Driving time totalizer, 30 …… Ignition key switch, 3
1 ... Alternator, 32 ... Rotation speed sensor, 33 ...
Rotation speed integrating meter, 34 ... Electrode, 35 ... Resistance measuring instrument.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 栗田 英昭 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 八木 邦博 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (72)発明者 大久保 健治 広島県安芸郡府中町新地3番1号 マツダ 株式会社内 (56)参考文献 特開 昭56−54914(JP,A) 特開 昭59−155527(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Hideaki Kurita No. 3 Shinchi Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Prefecture Mazda Co., Ltd. (72) Inventor Kunihiro Yagi No. 3 Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun Hiroshima Prefecture Mazda Corporation (72) Inventor Kenji Okubo 3-1, Shinchi, Fuchu-cho, Aki-gun, Hiroshima Mazda Co., Ltd. (56) References JP-A-56-54914 (JP, A) JP-A-59-155527 (JP, A)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】排気系に可燃性粒子などを捕集するパティ
キュレートフィルタを備えたエンジンの排気ガス浄化装
置において、上記パティキュレートフィルタの上流に上
記可燃性粒子の燃焼を促進させる液体を噴射供給する噴
射器を備えるとともに、排気ガスを排気通路の上記噴射
器およびパティキュレートフィルタをバイパスして流下
させる排気バイパス通路と、該排気バイパス通路を流下
する排気ガス量を制御する流量制御弁と、該流量制御弁
を駆動する駆動手段と、上記噴射器による液体噴射時、
上記パティキュレートフィルタを通過する排気ガス量が
設定値になるよう上記駆動手段を制御する制御手段とを
備えたことを特徴とするエンジンの排気ガス浄化装置。
1. An exhaust gas purifying apparatus for an engine comprising a particulate filter for collecting combustible particles and the like in an exhaust system, wherein a liquid for promoting combustion of the combustible particles is injected and supplied upstream of the particulate filter. And an exhaust bypass passage that allows exhaust gas to flow down by bypassing the injector and the particulate filter in the exhaust passage, a flow control valve that controls the amount of exhaust gas flowing down the exhaust bypass passage, and Driving means for driving the flow control valve, and at the time of liquid injection by the injector,
An exhaust gas purifying apparatus for an engine, comprising: a control unit that controls the driving unit so that the amount of exhaust gas passing through the particulate filter becomes a set value.
JP566586A 1985-01-14 1986-01-14 Exhaust gas purification device for engine Expired - Lifetime JPH0625536B2 (en)

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JP470685 1985-01-14
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US8061128B2 (en) 2008-05-15 2011-11-22 Ford Global Technologies, Llc Diesel particulate filter overstress mitigation
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