JPH06330730A - Exhaust gas cleaner - Google Patents

Exhaust gas cleaner

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Publication number
JPH06330730A
JPH06330730A JP5118105A JP11810593A JPH06330730A JP H06330730 A JPH06330730 A JP H06330730A JP 5118105 A JP5118105 A JP 5118105A JP 11810593 A JP11810593 A JP 11810593A JP H06330730 A JPH06330730 A JP H06330730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
rotation speed
cumulative rotation
cumulative
regeneration
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP5118105A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Taniguchi
浩之 谷口
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 Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
Priority to JP5118105A priority Critical patent/JPH06330730A/en
Publication of JPH06330730A publication Critical patent/JPH06330730A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N2550/00Monitoring or diagnosing the deterioration of exhaust systems
    • F01N2550/04Filtering activity of particulate filters

Abstract

PURPOSE:To provide an exhaust gas cleaner that can surely detect damage to a filter by a simple structure. CONSTITUTION:The amount G of particulates collected by a filter is estimated based on the rotation speed of an engine, and the temperature as well as the pressure of exhaust gas (100). The cumulative rotation speed after previous completion of reactivation is integrated (101), while the average value of a plurality of previous cumulative rotation speeds is calculated (102), to set a cumulative rotation speed range centering around the calculated average value (103). It is checked whether the cumulative rotation speed currently calculated falls within the cumulative rotation speed range or not (104, 110). If the speed falls within the range, it is judged that the filter functions normally, and if the speed fall out of the range, it is judged that the filter is malfunctioning.

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、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分(パティキュレ−ト)を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an exhaust gas purifying apparatus for collecting and regenerating particulate matter (particulates) contained in the exhaust gas of a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、ディ−ゼルエンジンの排気経路に
配設されたフィルタと、このフィルタに捕集されたパテ
ィキュレ−トを着火するためのヒータとを備え、例えば
フィルタ前後の差圧の増大により再生時期を判別してヒ
ータへの通電を開始し、再生を行っている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a filter provided in an exhaust path of a diesel engine and a heater for igniting particulates collected by the filter are provided, for example, an increase in differential pressure across the filter. The regeneration time is discriminated by and the energization of the heater is started to perform regeneration.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記した
従来のフィルタ再生方式では、フィルタにクラックが生
じたり溶損が生じたりして、パティキュレ−ト捕集量を
正確に検出したり、確実に再生できなくなる可能性があ
り、このようなフィルタの損傷を看過すると、パティキ
ュレ−ト捕集効率の低下、フィルタの一層の損傷、エン
ジンの不調といった障害を招いてしまう可能性がある。
However, in the above-mentioned conventional filter regenerating method, the amount of collected particulates can be accurately detected or the filter can be reliably regenerated because the filter is cracked or melted. If the damage to the filter is ignored, there is a possibility that the particulate collection efficiency is reduced, the filter is further damaged, and the engine malfunctions.

【0004】たとえば、フィルタにクラックや溶損が生
じると、このクラックを通じて排気ガス及びパティキュ
レ−トが漏れたり、フィルタの圧力損失が減少したり、
局部的にパティキュレ−トが集中捕集されてその部分の
フィルタが更に溶損したりする可能性がある。更に、パ
ティキュレ−ト捕集量の推定誤差が増大して再生不良が
生じる可能性がある。すなわち、フィルタの異常により
パティキュレ−ト捕集量を過大に推定すると、着火失
敗、再生不良が生じ、逆にパティキュレ−ト捕集量を過
少に推定すると、クラックなどの破損が生じる可能性が
ある。
For example, if a filter is cracked or melted, exhaust gas and particulates may leak through the crack, or pressure loss of the filter may be reduced.
There is a possibility that the particulates may be locally collected locally and the filter in that portion may be further melted. Further, there is a possibility that the estimation error of the collected amount of particulates increases and defective reproduction occurs. That is, if the particulate collection amount is overestimated due to filter abnormality, ignition failure or regeneration failure may occur, and conversely, if the particulate collection amount is underestimated, cracks or other damage may occur. .

【0005】このようなフィルタのクラックや溶損、フ
ィルタの周囲のシール部のシール不良を早期に発見する
ために、定期的に排気ガス浄化装置を分解点検したり、
何らかの複雑な監視装置を増設したりすることも考えら
れるが、このような装置の頻繁な分解点検、及び装置構
成の複雑化は実用上、実現困難である。本発明は上記問
題点に鑑みなされたものであり、装置構成の複雑化を回
避しつつ、フィルタ異常を確実に検出でき、フィルタ異
常に伴う上記障害を未然に防止し得る排気ガス浄化装置
を提供することを、その解決すべき課題としている。
In order to detect such cracks and melting damage of the filter and defective sealing of the seal portion around the filter at an early stage, the exhaust gas purifying device is regularly disassembled and inspected,
Although it is conceivable to add some kind of complicated monitoring device, it is practically difficult to realize such frequent disassembly and inspection of the device and complication of the device configuration. The present invention has been made in view of the above problems, and provides an exhaust gas purifying apparatus that can reliably detect a filter abnormality while avoiding complication of the apparatus configuration and that can prevent the above-mentioned troubles associated with the filter abnormality in advance. The task to be solved is to do.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、図6のクレーム対応図に示すように、ディ−ゼル
エンジンの排気経路に配設されたフィルタと、前記フィ
ルタのパティキュレ−ト捕集量を推定する捕集量推定手
段と、前記フィルタの加熱により前記フィルタに捕集さ
れたパティキュレ−トを燃焼させて前記フィルタを再生
する電熱手段と、前記推定捕集量が所定レベルに達した
かどうかを判別する再生時期判別手段と、前記推定捕集
量が所定レベルに達した場合に発せられるフィルタ再生
指令の入力により前記電熱手段へ通電する通電制御手段
と、前回の再生終了時点以降の累積回転数を算出する累
積回転数算出手段と、前記フィルタ再生時期の到来毎に
算出された過去の複数の前記累積回転数に基づいて累積
回転数の許容範囲を指定する範囲指定手段と、今回の累
積回転数が前記累積回転数範囲に下限に達する前に前記
推定捕集量が所定レベルに達した場合、又は、前記今回
の累積回転数が前記累積回転数範囲の上限に達したにも
かかわらず前記推定捕集量が所定レベルに達しない場合
に、フィルタの異常を指示する異常警報を出力するフィ
ルタ異常判別手段とを備えることを特徴としている。
The exhaust gas purifying apparatus of the present invention, as shown in the claim correspondence diagram of FIG. 6, has a filter arranged in the exhaust path of a diesel engine and a particulate of the filter. A collection amount estimation means for estimating a collection amount, an electric heating means for burning the particulates collected by the filter by heating the filter to regenerate the filter, and the estimated collection amount to a predetermined level. Regeneration timing determination means for determining whether or not it has reached, energization control means for energizing the electric heating means by input of a filter regeneration command issued when the estimated trapping amount reaches a predetermined level, and the last regeneration end time point Cumulative rotation speed calculation means for calculating a cumulative rotation speed thereafter, and an allowable range of cumulative rotation speed based on a plurality of past cumulative rotation speeds calculated at each arrival of the filter regeneration timing. When the estimated collection amount reaches a predetermined level before the cumulative rotation speed of this time reaches the lower limit of the cumulative rotation speed range, or when the current cumulative rotation speed is the cumulative rotation speed It is characterized by comprising a filter abnormality determining means for outputting an abnormality alarm instructing an abnormality of the filter when the estimated trapping amount does not reach the predetermined level despite reaching the upper limit of the range.

【0007】[0007]

【作用】推定パティキュレ−ト捕集量が所定レベルに達
すると、電熱手段に通電を指令し、電熱手段はフィルタ
のパティキュレ−トに着火し、フィルタが再生される。
前回の再生終了時点以降の累積回転数が所定の最小値に
達する前にフィルタ再生が指令される場合、及び、上記
累積回転数が所定の最大値に達した後もフィルタ再生が
指令されない場合に、フィルタが異常であると判定す
る。
When the estimated amount of collected particulates reaches a predetermined level, the electric heating means is instructed to energize, the electric heating means ignites the particulates of the filter, and the filter is regenerated.
When the filter regeneration is instructed before the cumulative rotation speed after the end of the previous regeneration reaches a predetermined minimum value, and when the filter regeneration is not commanded even after the cumulative rotation speed reaches the predetermined maximum value. , It is determined that the filter is abnormal.

【0008】すなわち、フィルタ(フィルタとフィルタ
が嵌装されるケースとの間のシール部を含む)に損傷が
なければ、上記累積回転数とパティキュレ−ト捕集量と
は大体比例するものとみなせる。したがって、累積回転
数が所定の最小値に達する前にフィルタ再生が指令され
るのは、例えばフィルタの溶損などによりその圧力損失
が増大するためと考えることができる。一方、累積回転
数が所定の最大値に達した後もフィルタ再生が指令され
ないのは、例えばフィルタのクラックやシール部の異常
などによりその圧力損失が減少するためと考えられる。
That is, if the filter (including the seal portion between the filter and the case in which the filter is fitted) is not damaged, it can be considered that the cumulative rotational speed and the particulate collection amount are roughly proportional to each other. . Therefore, it can be considered that the reason why the filter regeneration is instructed before the cumulative rotation speed reaches the predetermined minimum value is that the pressure loss increases due to, for example, melting loss of the filter. On the other hand, the reason why the filter regeneration is not commanded even after the cumulative number of revolutions reaches the predetermined maximum value is considered to be that the pressure loss is reduced due to, for example, a crack in the filter or an abnormality in the seal portion.

【0009】ただし、各車両毎の特性ばらつきのため
に、車両個々の累積回転数とパティキュレ−ト捕集量と
の関係は微妙に異なる。そこで、このばらつきを相殺す
るために、直前のフィルタ再生指令入力時点での累積回
転数(前回の累積回転数)から、その所定回数前までの
各フィルタ再生指令入力時点での累積回転数(所定回数
前までの各累積回転数)に基づいて累積回転数範囲を設
定する。
However, the relationship between the cumulative number of revolutions of each vehicle and the amount of collected particulates is subtly different due to variations in characteristics of each vehicle. Therefore, in order to cancel this variation, the cumulative rotation speed at each filter regeneration command input time (predetermined number of times) from the cumulative rotation speed at the immediately preceding filter regeneration command input time (previous cumulative rotation speed) The cumulative rotation speed range is set based on each cumulative rotation speed up to the number of times before.

【0010】例えば、各累積回転数の平均値を算出して
平均累積回転数とし、この平均累積回転数を中心として
累積回転数範囲を設定する(すなわち、この累積回転数
範囲の下限値を上記所定の最小値とし、この累積回転数
範囲の上限値を上記所定の最大値とする)。そして、今
回のフィルタ再生指令入力時点の累積回転数が前記累積
回転数範囲から逸脱する場合にフィルタ異常と判別す
る。
For example, the average value of the cumulative rotational speeds is calculated to obtain the average cumulative rotational speed, and the cumulative rotational speed range is set around this average cumulative rotational speed (that is, the lower limit value of the cumulative rotational speed range is set to the above-mentioned value). The predetermined minimum value is set, and the upper limit value of this cumulative rotation speed range is set as the predetermined maximum value). Then, if the cumulative rotation speed at the time of inputting the filter regeneration command this time deviates from the cumulative rotation speed range, it is determined that the filter is abnormal.

【0011】このようにすれば、車両毎(正確に言えば
各車両搭載の排気ガス浄化装置毎)の累積回転数とパテ
ィキュレ−ト捕集量との関係のばらつきを補正でき、確
実にフィルタ異常を検出することができる。
In this way, it is possible to correct the variation in the relationship between the cumulative number of revolutions and the amount of collected particulates for each vehicle (to be exact, for each exhaust gas purification device mounted on each vehicle), and to reliably perform filter abnormality. Can be detected.

【0012】[0012]

【発明の効果】以上説明したように、本発明の排気ガス
浄化装置では、各再生終了時点以降の累積回転数に基づ
いて(例えば、各累積回転数の平均値(平均累積回転
数))累積回転数範囲を決定し、この累積回転数範囲外
でにある期間にフィルタ再生が指令される場合にフィル
タが異常であると判別しているので、簡単な構成により
確実にフィルタ異常を発見することができる。
As described above, in the exhaust gas purifying apparatus of the present invention, the cumulative number of revolutions after the end of each regeneration (eg, the average value of each cumulative revolution (average cumulative revolution number)) is accumulated. The rotation speed range is determined, and if the filter regeneration is commanded during the period outside this cumulative rotation speed range, it is determined that the filter is abnormal.Therefore, it is possible to reliably detect the filter abnormality with a simple configuration. You can

【0013】[0013]

【実施例】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図1
に示す。この排気ガス浄化装置は両端密閉のフィルタ収
容ケース1を有し、フィルタ収容ケース1内にはその上
流側から下流側へ、排気圧検出用の上流側圧力センサ
(本発明でいう圧力検出手段)7、温度センサ6、ヒー
タ(本発明でいう電熱手段)11、フィルタ2、フィル
タ下流圧力検出用の下流側圧力センサ(本発明でいう圧
力検出手段)17が順番に配置されている。フィルタ収
容ケース1の上流側の端壁にはディーゼルエンジン20
の排気管3が配設されており、排気管3の途中から送気
管10が分岐されている。送気管10は給気用のブロワ
13の出口に連結されている。
FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
Shown in. This exhaust gas purifying apparatus has a filter housing case 1 whose both ends are hermetically sealed, and an upstream pressure sensor for detecting exhaust pressure from the upstream side to the downstream side in the filter housing case 1 (pressure detecting means in the present invention). 7, a temperature sensor 6, a heater (electric heating means in the present invention) 11, a filter 2, and a downstream pressure sensor (pressure detecting means in the present invention) 17 for detecting filter downstream pressure are arranged in order. A diesel engine 20 is provided on the upstream end wall of the filter housing case 1.
The exhaust pipe 3 is provided, and the air supply pipe 10 is branched from the middle of the exhaust pipe 3. The air supply pipe 10 is connected to the outlet of a blower 13 for supplying air.

【0014】一方、上記したヒータ11、ブロワ13は
コントローラ(本発明でいう捕集量推定手段、再生時期
判別手段、通電制御手段、回転数積算手段、フィルタ異
常判別手段)8により駆動制御され、また、ディーゼル
エンジン20に装着された回転数センサ18の信号はコ
ントローラ8に出力される。コントローラ8は、入力さ
れるデータに基づいて再生動作を制御し、異常発生時に
異常警報ランプ9を点灯する(異常信号を出力する)。
On the other hand, the heater 11 and the blower 13 are driven and controlled by a controller (collection amount estimating means, regeneration timing determining means, energization controlling means, rotation speed integrating means, filter abnormality determining means in the present invention) 8. The signal from the rotation speed sensor 18 mounted on the diesel engine 20 is output to the controller 8. The controller 8 controls the reproduction operation based on the input data, and lights up the abnormality warning lamp 9 (outputs an abnormality signal) when an abnormality occurs.

【0015】フィルタ2はハニカムセラミックフィルタ
(日本碍子kk製、直径5.66インチ×長さ6イン
チ)であって、コ−ジェライトを素材として円柱形状に
焼成されている。フィルタ2はその両端面を貫通する多
数の通気孔を有し、隣接する通気孔の一方は上流端で封
栓され、その他方は下流端で封栓されている。排気ガス
は隣接する通気孔間の多孔性隔壁を透過し、パティキュ
レ−トだけが通気孔内に捕集される。フィルタ2の両端
面はケース1の両端面に所定距離を隔てて対面してい
る。
The filter 2 is a honeycomb ceramic filter (manufactured by Nippon Insulator kk, diameter 5.66 inches × length 6 inches), which is fired into a cylindrical shape using cordierite as a raw material. The filter 2 has a large number of vent holes penetrating both end faces thereof, one of the adjacent vent holes is plugged at the upstream end, and the other is plugged at the downstream end. The exhaust gas passes through the porous partition wall between the adjacent vent holes, and only the particulates are trapped in the vent holes. Both end faces of the filter 2 face the both end faces of the case 1 with a predetermined distance.

【0016】ヒータ3はニクロム線を素材とする電熱抵
抗体からなり、フィルタ2の再生時上流側に当たる端面
に近接配置されている。コントローラ8はA/Dコンバ
ータ内蔵マイコン(図示せず)を具備しており、各種デ
ータを処理して、ヒータ11、ブロワ13を制御して再
生を実行するともに、異常発生時に異常警報ランプ9を
点灯する(異常信号を出力する)。
The heater 3 is made of an electrothermal resistor made of nichrome wire, and is arranged close to the end face of the filter 2 which is located on the upstream side during regeneration. The controller 8 is equipped with a microcomputer (not shown) with a built-in A / D converter, processes various data, controls the heater 11 and the blower 13 to execute regeneration, and also activates an abnormality warning lamp 9 when an abnormality occurs. Lights up (an abnormal signal is output).

【0017】以下、この装置の動作を説明する。 (パティキュレ−ト捕集動作)ディ−ゼルエンジン20
から排出された排気ガスは排気管3を通じてケース1内
に導入され、排気ガス中のパティキュレ−トはフィルタ
2で捕集され、浄化された排気ガスは尾管4から外部に
排出される。
The operation of this device will be described below. (Particulate collection operation) Diesel engine 20
The exhaust gas discharged from the exhaust gas is introduced into the case 1 through the exhaust pipe 3, particulates in the exhaust gas are collected by the filter 2, and the purified exhaust gas is discharged to the outside from the tail pipe 4.

【0018】(フィルタ再生動作)次に、このフィルタ
2の再生動作を図2〜図4のフローチャートに従って説
明する。なお、この装置ではフィルタ再生動作をエンジ
ン停止期間に外部電源から受電して手動操作による起動
により開始するものとする。まず、エンジン運転中に実
施されるフィルタ再生判別ルーチン(ステップ100〜
111)及びエンジン停止中に実施されるフィルタ再生
実行ルーチン(ステップ112〜118)からなるフィ
ルタ再生ルーチンを図2に示す。
(Filter Regeneration Operation) Next, the regeneration operation of the filter 2 will be described with reference to the flowcharts of FIGS. It should be noted that in this device, the filter regeneration operation is started by receiving power from an external power source while the engine is stopped and starting it by a manual operation. First, a filter regeneration determination routine (step 100-
111) and a filter regeneration execution routine (steps 112 to 118) executed while the engine is stopped are shown in FIG.

【0019】まず、エンジン20の起動とともにフィル
タ再生判別ルーチンがスタートされ、ステップ100に
て、圧力センサ7、17が検出する排気圧力P1,P2
と、回転数センサ18が検出するエンジン回転数nと、
温度センサ6が検出する排気ガス温度Tに基づいて、パ
ティキュレ−ト捕集量を算出する。このパティキュレ−
ト捕集量Gの算出を、図3のサブルーチンにて詳細に説
明する。
First, when the engine 20 is started, the filter regeneration discrimination routine is started. At step 100, the exhaust pressures P1 and P2 detected by the pressure sensors 7 and 17 are detected.
And the engine speed n detected by the speed sensor 18,
The particulate trapped amount is calculated based on the exhaust gas temperature T detected by the temperature sensor 6. This particulate
The calculation of the trapped amount G will be described in detail in the subroutine of FIG.

【0020】まず、ステップ1001にて、排気圧力P
1,P2、回転数n及び排気ガス温度Tを入力する。次
に、ステップ1002にて、フィルタ2の圧力損失(測
定差圧)ΔP=P1−P2に対する回転数n、排気ガス
温度Tの影響を排除するために、以下の補正式により、
補正差圧ΔPeqiを求める。
First, at step 1001, the exhaust pressure P
1, P2, the rotation speed n, and the exhaust gas temperature T are input. Next, in step 1002, in order to eliminate the influence of the rotation speed n and the exhaust gas temperature T on the pressure loss (measured differential pressure) ΔP = P1-P2 of the filter 2,
The corrected differential pressure ΔPeqi is obtained.

【0021】 ΔPeqi=ΔP×(523/T)×(2600/n) 排気ガス温度Tは絶対温度であり、回転数nの単位はr
pmである。すなわち、上式により測定差圧ΔPを絶対
温度Tが523で、回転数nが2600の場合の補正差
圧ΔPeqiに補正する。したがって、本実施例では、
測定差圧ΔPは排気ガス温度T又は回転数nの変動に対
して逆比例するものと近似している。この補正差圧ΔP
eqiは本実施例では50msec毎に算出する。
ΔPeqi = ΔP × (523 / T) × (2600 / n) The exhaust gas temperature T is an absolute temperature, and the unit of the rotation speed n is r.
pm. That is, the measured differential pressure ΔP is corrected by the above equation to the corrected differential pressure ΔPeqi when the absolute temperature T is 523 and the rotation speed n is 2600. Therefore, in this embodiment,
The measured differential pressure ΔP is approximated to be inversely proportional to the fluctuation of the exhaust gas temperature T or the rotational speed n. This correction differential pressure ΔP
In the present embodiment, eqi is calculated every 50 msec.

【0022】次に、ステップ1003にて、過去におい
て50msec毎に入力された各補正差圧ΔPeqiの
内、直前の64個の各算出値の平均を求め、これを平均
補正差圧ΔPeqmとする。次に、ステップ1004に
て、マイコン式のコントローラ8内蔵のメモリ(図示せ
ず)に記憶され、平均補正差圧ΔPeqmと捕集量Gと
の関係を記憶するテーブルから、捕集量Gをサーチして
メインルーチンにリターンする。
Next, at step 1003, the average of the 64 calculated values immediately before, out of the corrected differential pressures ΔPeqi input every 50 msec in the past, is calculated, and this is set as the average corrected differential pressure ΔPeqm. Next, in step 1004, the collection amount G is searched from a table stored in a memory (not shown) incorporated in the microcomputer-type controller 8 and storing the relationship between the average correction differential pressure ΔPeqm and the collection amount G. And then returns to the main routine.

【0023】次に、ステップ101にて回転数nを積算
して累積回転数を算出する。なお、回転数nを積算する
カウンタは後述するステップ116にてリセットされた
後、ステップ1001で読み取った回転数nに前回のス
テップ1001開始時点から今回のステップ1001開
始時点までの時間Δtを掛け、この積算値n×Δtを前
回までの積算値(累積回転数)に加算して、今回の累積
回転数とすることにより実施される。
Next, at step 101, the rotational speed n is integrated to calculate the cumulative rotational speed. The counter for accumulating the number of revolutions n is reset in step 116, which will be described later, and then the number of revolutions n read in step 1001 is multiplied by the time Δt from the start time of the previous step 1001 to the start time of this step 1001. This is performed by adding this integrated value n × Δt to the integrated value (cumulative rotation speed) up to the previous time to obtain the current cumulative rotation speed.

【0024】次のステップ102では、ステップ101
にて過去n(ここで5回)回算出した5個の累積回転数
の平均値を求めて、これを平均累積回転数とする。な
お、最初の4回のルーチンでは所定の定数値を平均累積
回転数として採用する。次のステップ103では、ステ
ップ102にて算出した平均累積回転数から上下に所定
値だけ離れた値を下限、上限としてエンジン再生に好適
な累積回転数範囲を指定する。
In the next step 102, step 101
Then, the average value of the five cumulative rotational speeds calculated n times in the past (here, five times) is obtained, and this is set as the average cumulative rotational speed. In the first four routines, a predetermined constant value is adopted as the average cumulative rotation speed. In the next step 103, a cumulative rotational speed range suitable for engine regeneration is designated with a lower limit and an upper limit that are values that are a predetermined value above and below the average cumulative rotational speed calculated in step 102.

【0025】次のステップ104では、ステップ101
にて求めた累積回転数が上記累積回転数範囲の上限を超
過しているかどうかを調べ、超過していればクラックや
シール不良などで再生指令が遅延しているものとしてフ
ィルタ異常と判別し、異常警報ランプ9を点灯する(1
06)。一方、ステップ104にて累積回転数が累積回
転数範囲の上限を超過していなければ、フィルタ2が正
常と判別し、ステップ108にて、サーチしたパティキ
ュレ−ト捕集量Gが所定のしきい値Gtを超過したかど
うかを調べ、超過しなければステップ100にリターン
し、超過したらステップ110に進む。
In the next step 104, step 101
Check to see if the cumulative rotation speed obtained in step # 1 has exceeded the upper limit of the cumulative rotation speed range.If it exceeds, it is determined that the regeneration command is delayed due to cracks or defective seals, and the filter is abnormal. The abnormality warning lamp 9 is turned on (1
06). On the other hand, if the cumulative rotation speed does not exceed the upper limit of the cumulative rotation speed range in step 104, the filter 2 is determined to be normal, and the searched particulate collection amount G is determined to be the predetermined threshold value in step 108. It is checked whether or not the value Gt is exceeded, and if not exceeded, the process returns to step 100, and if exceeded, the process proceeds to step 110.

【0026】ステップ110では、ステップ101で求
めた累積回転数が上記累積回転数範囲の下限に達したか
どうかを調べ、達していない場合には例えばエンジンオ
イルアッシュや燃え残りなどにより異常に圧力損失が増
大したなどの理由によりフィルタ2が不良であると判別
し、異常警報ランプ9を点灯する(106)。ステップ
110にて累積回転数が累積回転数範囲の下限に達して
いれば、フィルタ正常と判別し、フィルタ再生時期を表
示するランプ91を点灯して、ルーチンを終了する。
At step 110, it is checked whether or not the cumulative rotation speed obtained at step 101 has reached the lower limit of the above-mentioned cumulative rotation speed range. If not, abnormal pressure loss is caused by, for example, engine oil ash or unburned residue. It is determined that the filter 2 is defective due to, for example, an increase in the noise, and the abnormality alarm lamp 9 is turned on (106). If the cumulative rotation speed reaches the lower limit of the cumulative rotation speed range in step 110, it is determined that the filter is normal, the lamp 91 for displaying the filter regeneration time is turned on, and the routine ends.

【0027】その後、運転者がランプ91の点灯を視認
し、エンジン停止状態にて再生スイッチ(図示せず)を
オンすると(フィルタ再生を指令すると)、上記フィル
タ再生実行ルーチンが開始される。このルーチンでは、
まずステップ112にてブロワ13を起動し、次に、内
蔵のタイマーを起動し(114)、タイマー制御サブル
ーチンを実行して再生動作を行い(116)、再生終了
後、コントローラ8内のマイコン(図示せず)に内蔵さ
れる回転数積算カウンタを0にリセットして(11
8)、終了する。
After that, when the driver visually recognizes that the lamp 91 is lit and turns on a regeneration switch (not shown) while the engine is stopped (commanding filter regeneration), the filter regeneration execution routine is started. In this routine,
First, in step 112, the blower 13 is started, then the built-in timer is started (114), the timer control subroutine is executed to perform the reproduction operation (116), and after the reproduction is completed, the microcomputer in the controller 8 (see FIG. The rotation speed integration counter built in (not shown) is reset to 0 (11
8) The process ends.

【0028】上記したタイマー制御サブルーチンについ
て図4を参照しつつ以下に説明する。このサブルーチン
は、ブロワ13への通電開始からの時間をパラメータと
して通電、送風制御を行うものであり、まず送風後、時
間Ta(ここでは1分)経過したら(1161)、通電
を開始する(1162)。次に、通電開始後、時間Tb
(ここでは3分)経過したら(1163)、ヒータ11
への通電電力を着火電力から燃焼持続電力に切り換える
(1164)。次に、Tb経過後、時間Tc(ここでは
15分)経過したら(1165)、通電を停止する(1
166)。次に、通電停止後、時間Td(ここでは10
分)経過したら(1167)、送風を停止する(116
8)。
The above timer control subroutine will be described below with reference to FIG. This sub-routine performs energization and air blow control using the time from the start of energization of the blower 13 as a parameter. First, after the air blow, time Ta (here, 1 minute) has elapsed (1161), and then energization is started (1162). ). Next, after the start of energization, time Tb
When (3 minutes here) has elapsed (1163), the heater 11
The power supplied to the power supply is switched from ignition power to continuous combustion power (1164). Next, after Tb has elapsed, when time Tc (here, 15 minutes) has elapsed (1165), energization is stopped (1
166). Next, after the energization is stopped, the time Td (here, 10
After a lapse of minutes (1167), the ventilation is stopped (116)
8).

【0029】図5にこのサブルーチン中におけるタイミ
ングチャートを示す。以上に説明した本実施例の制御方
式によれば、フィルタ2の損傷に起因するパティキュレ
−トの未再生やフィルタ2の更なる損傷を防止すること
ができる。上記ルーチンにおいて、ステップ100は本
発明でいう捕集量推定手段であり、ステップ108は本
発明でいう再生時期判別手段であり、ステップ112〜
116でいう通電制御手段であり、ステップ102は回
転数積算手段であり、ステップ104、110はフィル
タ異常判別手段である。
FIG. 5 shows a timing chart in this subroutine. According to the control method of the present embodiment described above, it is possible to prevent the regeneration of the particulates and the further damage of the filter 2 due to the damage of the filter 2. In the above routine, step 100 is the collection amount estimating means in the present invention, step 108 is the regeneration timing determining means in the present invention, and steps 112 to 112.
The power supply control means 116, step 102 is rotation speed integration means, and steps 104 and 110 are filter abnormality determination means.

【0030】また、本実施例では、過去5回の累積回転
数(本実施例では前回の再生終了時点から今回の再生指
令出力時点までの累積回転数)の平均値に基づいて決定
した累積回転数範囲外の時点にて、フィルタ再生指令が
出力される場合に、フィルタ異常としているので、簡単
確実にフィルタ不良を判定することができる。なお、上
記過去5回の累積回転数の代わりに初期の5回分の累積
回転数の平均値に基づいて、累積回転数範囲外の時点を
決定してもよく、初期の5回分の累積回転数と最近の5
回分の累積回転数との比較結果を反映してもよい。
Further, in the present embodiment, the cumulative rotation determined based on the average value of the past 5 times of the cumulative rotation speed (in this embodiment, the cumulative rotation speed from the last reproduction end time to the current reproduction command output time) When the filter regeneration command is output at a time point outside the range, it is determined that the filter is abnormal. Therefore, it is possible to easily and reliably determine the filter failure. It should be noted that the time point outside the range of the cumulative number of revolutions may be determined based on the average value of the cumulative number of revolutions of the initial five revolutions instead of the cumulative number of revolutions of the past five revolutions. And the recent 5
The result of comparison with the cumulative number of revolutions may be reflected.

【0031】以上説明したように本実施例では、フィル
タ上流側の排気ガス圧力のみならず、排気ガス温度及び
エンジン回転数に基づいてフィルタ2のパティキュレ−
ト捕集量を推定している。すなわち、排気ガス圧力は、
フィルタ2のパティキュレ−ト捕集量の他に、エンジン
20の運転状態、例えばエンジン回転数や排気ガス温度
によっても変動してしまうので、圧力だけではパティキ
ュレ−ト捕集量を正確に検出できない。本実施例によれ
ば、回転数、圧力、排気ガス温度に基づいてパティキュ
レ−ト捕集量を決定しているので、パティキュレ−ト捕
集量を正確に検出でき、このため、パティキュレ−ト捕
集量の過大推定や過少推定に起因するフィルタの損傷や
再生不良を防止することができる。
As described above, in this embodiment, the particulate matter of the filter 2 is determined based on not only the exhaust gas pressure on the upstream side of the filter but also the exhaust gas temperature and the engine speed.
Estimate the amount of traps collected. That is, the exhaust gas pressure is
In addition to the particulate trapping amount of the filter 2, it also varies depending on the operating state of the engine 20, for example, the engine speed and the exhaust gas temperature, so the particulate trapped amount cannot be accurately detected only by the pressure. According to the present embodiment, since the particulate trapped amount is determined based on the rotation speed, the pressure, and the exhaust gas temperature, the particulate trapped amount can be accurately detected. Therefore, the particulate trapped amount can be detected. It is possible to prevent damage to the filter and defective reproduction due to overestimation or underestimation of the collection amount.

【0032】すなわち、パティキュレ−ト捕集量を過大
に推定すると、着火不良や再生不良が生じ、パティキュ
レ−ト捕集量を過少に推定すると、フィルタ2の損傷を
招いてしまう。この問題は本実施例による上記パティキ
ュレ−ト捕集量推定方式により格段に改善される。ま
た、このパティキュレ−ト捕集量の推定に用いたエンジ
ン回転数を用い、前回の再生終了時点以降の累積回転数
が所定の累積回転数範囲外にある期間にフィルタ再生が
指令される場合にフィルタが異常であると判別している
ので、簡単な構成により確実にフィルタ異常を発見する
ことができる。
That is, if the particulate trapping amount is estimated too large, ignition failure or regeneration failure occurs, and if the particulate trapping amount is estimated too small, the filter 2 is damaged. This problem is remarkably improved by the above-mentioned particulate trapping amount estimation method according to the present embodiment. Further, when the engine speed used for estimating the amount of collected particulates is used and the filter regeneration is instructed during the period in which the accumulated revolution number after the end of the previous regeneration is out of the predetermined accumulated revolution range. Since it is determined that the filter is abnormal, the filter abnormality can be reliably detected with a simple configuration.

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

【図1】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を示すブ
ロック図、
FIG. 1 is a block diagram showing an embodiment of an exhaust gas purification device of the present invention,

【図2】その再生動作を示すフローチャート、FIG. 2 is a flowchart showing the reproducing operation,

【図3】その再生動作を示すフローチャート、FIG. 3 is a flowchart showing the reproducing operation,

【図4】その再生動作を示すフローチャート、FIG. 4 is a flowchart showing the reproduction operation,

【図5】その再生モードを示すタイミングチャート、FIG. 5 is a timing chart showing the reproduction mode,

【図6】クレーム対応図。FIG. 6 is a diagram for responding to a complaint.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2はフィルタ、6は温度センサ、7、17は圧力センサ
(圧力検出手段)、8はコントローラ(捕集量検出手
段、再生時期判別手段、回転数積算手段、平均累積回転
数算出手段、範囲指定手段、通電制御手段、フィルタ異
常判別手段)、11はヒータ(電熱手段)、18は回転
数センサ(回転数検出手段)。
2 is a filter, 6 is a temperature sensor, 7 and 17 are pressure sensors (pressure detection means), 8 is a controller (collection amount detection means, regeneration timing determination means, rotation speed integration means, average cumulative rotation speed calculation means, range designation Means, energization control means, filter abnormality determination means), 11 is a heater (electric heating means), and 18 is a rotation speed sensor (revolution speed detection means).

─────────────────────────────────────────────────────
─────────────────────────────────────────────────── ───

【手続補正書】[Procedure amendment]

【提出日】平成6年1月12日[Submission date] January 12, 1994

【手続補正1】[Procedure Amendment 1]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0013[Correction target item name] 0013

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0013】[0013]

【実施例】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図1
に示す。この排気ガス浄化装置は両端密閉のフィルタ収
容ケース1を有し、フィルタ収容ケース1内にはその上
流側から下流側へ、排気圧検出用の上流側圧力センサ
(本発明でいう圧力検出手段)7、温度センサ6、ヒー
タ(本発明でいう電熱手段)11、フィルタ2、フィル
タ下流圧力検出用の下流側圧力センサ(本発明でいう圧
力検出手段)17が順番に配置されている。フィルタ収
容ケース1の上流側の端壁にはディーゼルエンジン20
の排気管3が配設されており、排気管3の途中から送気
管10が分岐されている。送気管10はバルブ14を介
して給気用のブロワ13の出口に連結されている。
FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
Shown in. This exhaust gas purifying apparatus has a filter housing case 1 whose both ends are hermetically sealed, and an upstream pressure sensor for detecting exhaust pressure from the upstream side to the downstream side in the filter housing case 1 (pressure detecting means in the present invention). 7, a temperature sensor 6, a heater (electric heating means in the present invention) 11, a filter 2, and a downstream pressure sensor (pressure detecting means in the present invention) 17 for detecting filter downstream pressure are arranged in order. A diesel engine 20 is provided on the upstream end wall of the filter housing case 1.
The exhaust pipe 3 is provided, and the air supply pipe 10 is branched from the middle of the exhaust pipe 3. Air pipe 10 is via valve 14.
And is connected to the outlet of the blower 13 for air supply.

【手続補正2】[Procedure Amendment 2]

【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement

【補正対象項目名】0014[Correction target item name] 0014

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【0014】一方、上記したヒータ11、ブロワ13
びバルブ14はコントローラ(本発明でいう捕集量推定
手段、再生時期判別手段、通電制御手段、回転数積算手
段、フィルタ異常判別手段)8により駆動制御され、ま
た、ディーゼルエンジン20に装着された回転数センサ
18の信号はコントローラ8に出力される。コントロー
ラ8は、入力されるデータに基づいて再生動作を制御
し、異常発生時に異常警報ランプ9を点灯する(異常信
号を出力する)。
On the other hand, the above-mentioned heater 11, blower 13 and
The valve 14 and the valve 14 are drive-controlled by a controller (collection amount estimation means, regeneration timing determination means, energization control means, rotation speed integration means, filter abnormality determination means in the present invention) 8 and are mounted on the diesel engine 20. The signal from the rotation speed sensor 18 is output to the controller 8. The controller 8 controls the reproduction operation based on the input data, and lights up the abnormality warning lamp 9 (outputs an abnormality signal) when an abnormality occurs.

【手続補正3】[Procedure 3]

【補正対象書類名】図面[Document name to be corrected] Drawing

【補正対象項目名】図1[Name of item to be corrected] Figure 1

【補正方法】変更[Correction method] Change

【補正内容】[Correction content]

【図1】 [Figure 1]

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ディ−ゼルエンジンの排気経路に配設さ
れたフィルタと、前記フィルタのパティキュレ−ト捕集
量を推定する捕集量推定手段と、前記フィルタの加熱に
より前記フィルタに捕集されたパティキュレ−トを燃焼
させて前記フィルタを再生する電熱手段と、前記推定捕
集量が所定レベルに達したかどうかを判別する再生時期
判別手段と、前記推定捕集量が所定レベルに達した場合
に発せられるフィルタ再生指令の入力により前記電熱手
段へ通電する通電制御手段と、前回の再生終了時点以降
の累積回転数を算出する累積回転数算出手段と、前記フ
ィルタ再生時期の到来毎に算出された過去の複数の前記
累積回転数に基づいて累積回転数の許容範囲を指定する
範囲指定手段と、今回の累積回転数が前記累積回転数範
囲に下限に達する前に前記推定捕集量が所定レベルに達
した場合、又は、前記今回の累積回転数が前記累積回転
数範囲の上限に達したにもかかわらず前記推定捕集量が
所定レベルに達しない場合に、フィルタの異常を指示す
る異常警報を出力するフィルタ異常判別手段とを備える
ことを特徴とする排気ガス浄化装置。
1. A filter arranged in an exhaust path of a diesel engine, a collection amount estimation means for estimating a particulate collection amount of the filter, and a filter which is collected by heating the filter. The heating means for burning the particulates to regenerate the filter, the regeneration timing determining means for determining whether the estimated trapping amount has reached a predetermined level, and the estimated trapping amount has reached the predetermined level. In this case, an energization control means for energizing the electric heating means by the input of a filter regeneration command, a cumulative rotation speed calculation means for calculating a cumulative rotation speed after the last regeneration end time, and a calculation every time the filter regeneration time comes Range designating means for designating an allowable range of the cumulative rotation speed based on a plurality of past cumulative rotation speeds, and before the present cumulative rotation speed reaches the lower limit of the cumulative rotation speed range. When the estimated collection amount reaches a predetermined level, or when the estimated collection amount does not reach the predetermined level even though the present cumulative rotation speed reaches the upper limit of the cumulative rotation speed range. An exhaust gas purifying apparatus comprising: a filter abnormality determining unit that outputs an abnormality alarm that indicates a filter abnormality.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8074442B2 (en) 2004-06-21 2011-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of determining abnormality in particulate filter

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US8074442B2 (en) 2004-06-21 2011-12-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of determining abnormality in particulate filter

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