JPH07180528A - Exhaust emission control device - Google Patents

Exhaust emission control device

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JPH07180528A
JPH07180528A JP5328683A JP32868393A JPH07180528A JP H07180528 A JPH07180528 A JP H07180528A JP 5328683 A JP5328683 A JP 5328683A JP 32868393 A JP32868393 A JP 32868393A JP H07180528 A JPH07180528 A JP H07180528A
Authority
JP
Japan
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filter
pressure
downstream
exhaust gas
engine
Prior art date
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Pending
Application number
JP5328683A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hiroyuki Taniguchi
浩之 谷口
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Toyoda Automatic Loom Works Ltd filed Critical Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication of JPH07180528A publication Critical patent/JPH07180528A/en
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    • 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
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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  • Testing Of Engines (AREA)
  • Exhaust Gas After Treatment (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

PURPOSE:To detect the unforeseen variation of exhaust gas pressure in the downstream of a filter even if a catalyst honeycomb is clogged by judging faulty the air connection in the downstream of the filter if exhaust gas pressure in the downstream of the filter comes out of a specified threshold range when an engine is operated and sounding alarm. CONSTITUTION:In an exhaust emission control device, a filter storing case 1 is provided between an exhaust pipe 3 in the upstream of a diesel engine 19 and an exhaust pipe 4 in the downstream of it. Also output signals from pressure sensors 7 and 17 in the upstream and downstream in the filter storing case 1, a temperature sensor 6, and a speed sensor 18 installed on the engine 19 are inputted into a controller 8. Then an average compensation pressure based on the input signals into the controller 8 are compared with the specified minimum and maximum threshold pressures stored beforehand and, if it comes out of a specified range, the pressure in the downstream of the filter 1 is judged faulty and an fault alarm lamp 80 will be lit. Thus the device can cope immediately with clogging of catalyst honeycomb 2a and others.

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、ディーゼルエンジンの
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 components (particulates) contained in the exhaust gas of a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、例えば特開平4−72418号公
報に開示されるように、ディーゼルエンジンの排気ガス
に含まれるパティキュレ−トをハニカム状のセラミック
フィルタ(以下、フィルタともいう)で捕集し、捕集量
があるレベルに達したらヒータでフィルタを加熱してパ
ティキュレ−トを燃焼させてフィルタを再生することが
知られている。ただ、上記フィルタはパティキュレ−ト
を捕集するものの、その他の有害排出成分であるCO、
HCは捕集されず、SOF(可溶性有機成分)も捕集さ
れ難い。
2. Description of the Related Art Conventionally, as disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-72418, particulates contained in exhaust gas of a diesel engine are collected by a honeycomb ceramic filter (hereinafter, also referred to as a filter). It is known that when the trapped amount reaches a certain level, the filter is heated by a heater to burn the particulates to regenerate the filter. However, although the above filter collects particulates, CO, which is another harmful emission component,
HC is not captured, and SOF (soluble organic component) is also difficult to be captured.

【0003】この問題に対処するために、上記フィルタ
の下流に触媒を担持したハニカム(以下、触媒ハニカム
という)を配設することにより、パティキュレ−トが除
去された排気ガス中のCO、HC、SOFを酸化分解す
ることも提案されている。
In order to solve this problem, a honeycomb carrying a catalyst (hereinafter referred to as a catalyst honeycomb) is arranged downstream of the filter to remove CO, HC, etc. in the exhaust gas from which particulates have been removed. It has also been proposed to oxidatively decompose SOF.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た触媒ハニカムのセル径は、高速排ガスを高SVで処理
するために幾何学的表面積を大きくする必要があるの
で、例えば1mmといったように非常に細かく、そのた
めに、例えばパティキュレ−トやアッシュのリークなど
種々の原因で目詰まりを生じる可能性が考えられる。
However, the cell diameter of the catalyst honeycomb described above is very fine, for example, 1 mm, because it is necessary to increase the geometric surface area in order to treat high-speed exhaust gas with high SV. Therefore, there is a possibility that clogging may occur due to various causes such as particulate matter and ash leak.

【0005】また、このような触媒ハニカムを具備しな
い場合でもフィルタ下流の排気管(例えばマフラーやサ
イレンサー)が詰まったり、又はマフラーが破れてフィ
ルタ下流の排気圧が変動する場合もある。このような触
媒ハニカムの目詰まりなどの原因によりフィルタ下流の
排気圧が常態より変動すると、フィルタの圧力損失やエ
ンジンの運転条件により算出するパティキュレ−ト捕集
量の算出精度が低下する不具合が生じる。そして、この
算出精度の低下が甚だしいと、パティキュレ−ト燃焼熱
量の増加によるフィルタ損傷やパティキュレ−ト燃焼熱
量の減少によるフィルタ再生不良を招いてしまう。
Even when such a catalyst honeycomb is not provided, the exhaust pipe downstream of the filter (for example, muffler or silencer) may be clogged, or the muffler may be broken and the exhaust pressure downstream of the filter may fluctuate. When the exhaust pressure downstream of the filter fluctuates from the normal state due to such factors as clogging of the catalyst honeycomb, there arises a problem that the calculation accuracy of the particulate collection amount calculated by the pressure loss of the filter and the operating condition of the engine decreases. . If the calculation accuracy is seriously deteriorated, filter damage due to an increase in particulate combustion heat amount and filter regeneration failure due to a decrease in particulate combustion heat amount are caused.

【0006】また、上記したフィルタ下流の排気圧の変
動(特に上昇)はエンジンの運転条件の悪化及びそれに
よる有害排出成分の増大やトルク減少などを招いてしま
う。本発明は上記問題に鑑みなされたものであり、装置
構成を複雑化することなく、例えば触媒ハニカムの目詰
まりといったフィルタ下流の排気圧の不測の変動を検出
可能な排気ガス浄化装置を提供することを、その解決す
べき課題としていいる。
Further, the fluctuation (especially increase) of the exhaust pressure on the downstream side of the filter causes deterioration of the operating conditions of the engine, resulting in increase of harmful emission components and reduction of torque. The present invention has been made in view of the above problems, and provides an exhaust gas purification device capable of detecting an unexpected variation in exhaust pressure downstream of a filter such as clogging of a catalyst honeycomb without complicating the device configuration. Is the problem to be solved.

【0007】[0007]

【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、セラミックスからなる多孔性隔壁を軸方向に貫孔
して形成されるとともに下流側端部と上流側端部とが交
互に盲栓されてなる多数のセルを具備してディ−ゼルエ
ンジンの排気経路に内設されるパティキュレート補集用
のフィルタと、前記フィルタの近傍に配設されて通電に
より前記パティキュレ−トを燃焼させる着火用ヒータ
と、前記着火用ヒータの上流側の前記排気経路に外部空
気を導入する給気手段と、前記フィルタの上流側及び下
流側の圧力を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手
段の出力に基づいて算出した前記フィルタの圧力損失に
関連する状態量に応じてパティキュレ−ト捕集量を推定
し、前記パティキュレ−ト捕集量に基づいてフィルタ再
生時期を決定する再生時期判断手段と、前記エンジンの
運転時における前記フィルタ下流側の排気圧が所定のし
きい値範囲を逸脱する場合に前記フィルタ下流側の通気
異常と判別して警報する通気異常警報手段とを備えるこ
とを特徴としている。
An exhaust gas purifying apparatus of the present invention is formed by axially penetrating a porous partition wall made of ceramics, and a downstream end and an upstream end are alternately blind. A filter for collecting particulates, which is provided in the exhaust path of the diesel engine and has a large number of plugged cells, and is disposed in the vicinity of the filter to burn the particulates by energization. An ignition heater, an air supply means for introducing external air into the exhaust path on the upstream side of the ignition heater, a pressure detection means for detecting pressures on the upstream side and the downstream side of the filter, and a pressure detection means of the pressure detection means. Re-estimating the particulate collection amount according to the state amount related to the pressure loss of the filter calculated based on the output, and determining the filter regeneration time based on the particulate collection amount. And a ventilation abnormality warning means for determining the ventilation abnormality on the filter downstream side when the exhaust pressure on the filter downstream side exceeds a predetermined threshold range when the engine is operating. It is characterized by that.

【0008】好適な態様において、前記フィルタの下流
に触媒ハニカムを有する。好適な態様において、触媒ハ
ニカムをフィルタと同一のケースに収容し、触媒ハニカ
ムとフィルタとの間の圧力を検出する。このようにすれ
ば、装置構成を簡単とすることができる。好適な態様に
おいて、前記再生時期判断手段は、前記警報入力時に、
前記圧力損失に基づく前記パティキュレ−ト捕集量の推
定を中断する。
In a preferred embodiment, a catalyst honeycomb is provided downstream of the filter. In a preferred mode, the catalyst honeycomb is housed in the same case as the filter, and the pressure between the catalyst honeycomb and the filter is detected. By doing so, the device configuration can be simplified. In a preferred aspect, the reproduction timing determination means, when the alarm is input,
The estimation of the particulate collection amount based on the pressure loss is interrupted.

【0009】[0009]

【作用及び発明の効果】通気異常警報手段は、エンジン
の運転時におけるフィルタ下流の排気圧が所定のしきい
値範囲を逸脱する場合に、フィルタ下流の詰まり又は破
損と判別して警報する。このため、フィルタ下流の詰ま
り又は破損が生じても、フィルタの圧力損失やエンジン
の運転条件により算出するパティキュレ−ト捕集量の算
出精度が低下することを回避することができる。また、
エンジンの運転条件の悪化及びそれによる有害排出成分
の増大やトルク減少などを防止することが可能となる。
そして、フィルタ下流の排気圧はフィルタの圧力損失を
検出するための圧力検出手段を流用することができ、高
価な圧力センサを増設する必要がなく、装置構成の複雑
化を防止することができる。
The ventilation abnormality alarming means determines that the filter downstream is clogged or damaged when the exhaust pressure downstream of the filter during operation of the engine deviates from a predetermined threshold range and issues an alarm. For this reason, even if the downstream side of the filter is clogged or damaged, it is possible to prevent the calculation accuracy of the particulate collection amount calculated from the pressure loss of the filter and the operating condition of the engine from decreasing. Also,
It is possible to prevent the deterioration of engine operating conditions and the resulting increase in harmful emission components and torque reduction.
The exhaust pressure on the downstream side of the filter can use the pressure detecting means for detecting the pressure loss of the filter, and it is not necessary to add an expensive pressure sensor, and the complexity of the device configuration can be prevented.

【0010】好適な態様において、フィルタ下流には触
媒ハニカムが配設される。このようにすれば、触媒ハニ
カムの目詰まりによるパティキュレ−ト推定誤差の増大
及びエンジン不調を防止することができる。
In a preferred embodiment, a catalyst honeycomb is arranged downstream of the filter. By doing so, it is possible to prevent an increase in the particulate matter estimation error and an engine malfunction due to the clogging of the catalyst honeycomb.

【0011】[0011]

【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ディーゼルエンジン1
9の上流側の排気管3と下流側の排気管4との間に介設
された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、フィルタ上流側圧
力検出用の上流側圧力センサ7、温度センサ6、着火用
ヒータ9、フィルタ2、フィルタ下流側の圧力検出用の
下流側圧力センサ17、触媒ハニカム2aが順番に配置
されている。排気管3の途中から送気管30が分岐され
ており、送気管30は電磁弁14を通じて給気用のブロ
ワ13の出口に連結され、給気用のブロワ13の入口は
空気流量センサ15を通じて外部に開口している。
FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention.
Shown in. This exhaust gas purification device is a diesel engine 1
9 has a filter housing case 1 interposed between an exhaust pipe 3 on the upstream side and an exhaust pipe 4 on the downstream side, and the filter housing case 1 has a filter upstream side pressure from the upstream side to the downstream side. The upstream pressure sensor 7 for detection, the temperature sensor 6, the ignition heater 9, the filter 2, the downstream pressure sensor 17 for pressure detection on the filter downstream side, and the catalyst honeycomb 2a are arranged in order. An air supply pipe 30 is branched from the middle of the exhaust pipe 3, the air supply pipe 30 is connected to an outlet of an air supply blower 13 through a solenoid valve 14, and an inlet of the air supply blower 13 is connected through an air flow sensor 15 to the outside. It is open to.

【0012】一方、上記した着火用ヒータ9、ブロワ1
3のモータMはコントローラ8により駆動制御され、ま
た、ディーゼルエンジン19に装着された回転数センサ
18の出力信号はコントローラ8に出力される。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、スイッチ55、56を開閉制御して着
火用ヒータ9、ブロワ13を制御するともに、異常発生
時に異常警報ランプ80を点灯する。なお、コントロー
ラ8は、空気流量センサ15の信号に基づいてブロワ1
3に印加する電圧をデューティ比制御(フィードバック
制御)することにより、ブロワ13の給気流量を目標レ
ベルに精密制御している。81は再生指示用のランプで
ある。
On the other hand, the ignition heater 9 and the blower 1 described above
The motor M of No. 3 is drive-controlled by the controller 8, and the output signal of the rotation speed sensor 18 mounted on the diesel engine 19 is output to the controller 8. The controller 8 is a microcomputer with an A / D converter (not shown)
The switch 55, 56 is controlled to open and close to control the ignition heater 9 and the blower 13, and the abnormality warning lamp 80 is turned on when an abnormality occurs. The controller 8 uses the blower 1 based on the signal from the air flow sensor 15.
The duty ratio control (feedback control) of the voltage applied to the blower 3 precisely controls the supply flow rate of the blower 13 to the target level. Reference numeral 81 is a lamp for instructing reproduction.

【0013】5は給電装置であって、商用地上電源(図
示せず)に接続されるプラグ51、降圧トランス52、
全波整流器53からなり、全波整流器53から出力され
る直流電圧が半導体電力スイッチ55、56を通じて着
火用ヒータ9及びブロワ駆動モータMに供給される。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、多
孔性コ−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セル
(通気孔)を有し、これらセルは、セラミックからなる
プラグにより下流側開口端を封栓された上流側セルと、
上記プラグにより上流側開口端を封栓された下流側セル
とからなり、これら上流側セル及び下流側セルは多孔性
コ−ジェライトからなる多孔性隔壁を隔てて交互に配置
されている。これにより、排気ガスは上流側セルから多
孔性隔壁を通じて隣接する下流側セルに透過し、パティ
キュレ−トだけが多孔性隔壁に捕集される。
Reference numeral 5 denotes a power feeding device, which includes a plug 51 connected to a commercial ground power source (not shown), a step-down transformer 52,
The full-wave rectifier 53 is provided, and the DC voltage output from the full-wave rectifier 53 is supplied to the ignition heater 9 and the blower drive motor M through the semiconductor power switches 55 and 56. The filter 2 is a honeycomb ceramic filter (Japanese insulator kk).
Made of porous cordierite as a raw material, and is fired into a cylindrical shape. The filter 2 has a large number of cells (ventilation holes) penetrating both end surfaces thereof. These cells are an upstream cell whose downstream open end is sealed by a plug made of ceramic,
The upstream side open end is sealed by the plug and the downstream side cell is formed. The upstream side cell and the downstream side cell are alternately arranged with a porous partition wall made of porous cordierite separated. As a result, the exhaust gas permeates from the upstream side cell to the adjacent downstream side cell through the porous partition wall, and only the particulates are collected by the porous partition wall.

【0014】触媒ハニカム2aは、排気ガス中のCO、
HCを酸化する触媒粒子を担持するセラミック又はメタ
ルを素材とするハニカムからなり、この触媒ハニカム2
aは軸方向に多数の通気孔(セル)を有している。この
実施例ではセルの密度は400セル/inch、セル径
は約1mmとしている。触媒ハニカム2aは、膨張性セ
ラミックからなるマットを介してフィルタ2の下流側に
収容されている。
The catalyst honeycomb 2a is composed of CO in exhaust gas,
This catalyst honeycomb 2 comprises a honeycomb made of ceramic or metal that carries catalyst particles that oxidize HC.
a has a large number of ventilation holes (cells) in the axial direction. In this embodiment, the cell density is 400 cells / inch and the cell diameter is about 1 mm. The catalyst honeycomb 2a is housed on the downstream side of the filter 2 via a mat made of expandable ceramic.

【0015】着火用ヒータ9は、上記したフィルタ2と
ほとんど同一素材、同一構造を採用しているが、ただ触
媒粒子は担持していない。着火用ヒータ9は、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。
圧力センサ7、17は、圧力差によるダイヤフラムの歪
みを断熱部材を通じて半導体圧力センサに伝達する構成
を採用している。
The ignition heater 9 uses almost the same material and the same structure as the filter 2 described above, but does not carry catalyst particles. The ignition heater 9 is arranged close to the end surface of the filter 2 which is located on the upstream side during regeneration.
The pressure sensors 7 and 17 employ a configuration in which the strain of the diaphragm due to the pressure difference is transmitted to the semiconductor pressure sensor through the heat insulating member.

【0016】以下、この排気ガス浄化装置の動作を説明
する。 (パティキュレ−ト捕集動作)ディ−ゼルエンジン19
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更に触媒ハニカム
2aにてCO,HCなどを浄化された後、外部に排出さ
れる。
The operation of this exhaust gas purifying apparatus will be described below. (Particulate collection operation) Diesel engine 19
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 further converted into CO, HC, etc. in the catalyst honeycomb 2a. After being purified, it is discharged to the outside.

【0017】(フィルタ再生動作)このフィルタ2の再
生動作を図2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。再生開始直前に電磁弁14は開かれ
る。
(Filter Regeneration Operation) The regeneration operation of the filter 2 will be described with reference to the flow chart of FIG. 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. The solenoid valve 14 is opened immediately before the start of reproduction.

【0018】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112〜116)からなるフィルタ再生ルー
チンを図2に示す。まず、エンジン19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1
00にて、圧力センサ7、17が検出する排気圧力P
1,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。
First, FIG. 2 shows a filter regeneration routine consisting of a filter regeneration determination routine (steps 100 to 111) executed during engine operation and a filter regeneration execution routine (steps 112 to 116) executed during engine stop. . First, the filter regeneration determination routine is started when the engine 19 is started, and step 1
00, the exhaust pressure P detected by the pressure sensors 7 and 17
1, P2, the engine rotation speed n detected by the rotation speed sensor 18, and the exhaust gas temperature T detected by the temperature sensor 6, the particulate trapping amount is calculated.

【0019】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。まず、ステッ
プ1001にて、エンジン回転数センサ18、圧力セン
サ7、17及び温度センサ6と、エンジン19に内設さ
れたアクセル開度センサ(図示せず)及びフィルタ上流
側の排気圧P1、フィルタ下流側の排気圧P2、回転数
n及び排気ガス温度T、アクセル開度Aを入力する。
Calculation of this particulate collection amount G
This will be described in detail with reference to the subroutine of FIG. First, at step 1001, the engine speed sensor 18, the pressure sensors 7 and 17, and the temperature sensor 6, the accelerator opening sensor (not shown) provided in the engine 19, the exhaust pressure P1 on the filter upstream side, the filter. The downstream exhaust pressure P2, the rotational speed n, the exhaust gas temperature T, and the accelerator opening A are input.

【0020】次のステップ200にて、フィルタ下流圧
力が正常か否かを判定する後述のフィルタ下流圧力判定
サブルーチンを実行する(200)。次のステップ10
02では、フィルタ2の圧力損失(測定差圧)ΔP=P
1−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ΔPeq
iを求める。
In the next step 200, a filter downstream pressure determination subroutine, which will be described later, for determining whether or not the filter downstream pressure is normal is executed (200). Next Step 10
In 02, the pressure loss (measured differential pressure) of the filter 2 ΔP = P
1-P2 In order to eliminate the influence of the rotation speed n and the exhaust gas temperature T, the correction differential pressure ΔPeq is calculated by the following correction formula.
Find i.

【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
eqi is calculated every 50 msec.

【0022】次のステップ1003にて、回転数nとア
クセル開度Aとから、予め記憶する算出式又はマップに
基づいてエンジン負荷を求める。次に予め記憶する三次
元マップへ回転数n及び上記エンジン負荷を導入して、
回転数n及び負荷に連動する体積効率ηをサーチする。
次のステップ1004にて、体積効率の変動による補正
差圧ΔPeqiの変化を補償するために、上記ΔPeq
iにηを掛けて補正圧力損失ΔPeqi’を算出する。
At the next step 1003, the engine load is obtained from the rotational speed n and the accelerator opening A based on a calculation formula or map stored in advance. Next, by introducing the rotational speed n and the engine load into a three-dimensional map stored in advance,
The volume efficiency η linked to the rotation speed n and the load is searched.
In the next step 1004, in order to compensate the change in the correction differential pressure ΔPeqi due to the change in volume efficiency, the above ΔPeq is corrected.
The corrected pressure loss ΔPeqi ′ is calculated by multiplying i by η.

【0023】次のステップ1004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。次のステップ1004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。
In the next step 1004, the average of the immediately preceding 64 calculated values out of the corrected differential pressures ΔPeqi ′ input every 50 msec in the past is calculated, and this is taken as the average corrected differential pressure ΔPeqm. In the next step 1004, of the correction differential pressures ΔPeqi input every 50 msec in the past, the average of the immediately previous 64 calculated values is calculated, and this is set as the average correction differential pressure ΔPeqm.

【0024】次に、ステップ1007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。次に、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10
0にリターンし、超過したらステップ111に進む。
Next, at step 1007, a collection amount is stored from a table stored in a memory (not shown) built in the microcomputer type controller 8 and storing the relationship between the average correction differential pressure ΔPeqm and the collection amount G. Search G and return to the main routine. Next, in step 108, it is checked whether or not the searched particulate collection amount G exceeds a predetermined threshold value Gt, and if not, step 10
When it returns to 0 and exceeds it, it proceeds to step 111.

【0025】ステップ111では、フィルタ再生を指令
するランプ81を点灯して、ルーチンを終了する。その
後、運転者がフィルタ再生を指令するランプ81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、上記フィルタ再生実行ルーチンが開
始される。
In step 111, the lamp 81 for instructing the filter regeneration is turned on and the routine ends. After that, when the driver visually recognizes that the lamp 81 for instructing the filter regeneration is turned on and turns on a regeneration switch (not shown) while the engine is stopped, the filter regeneration execution routine is started.

【0026】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)、再生を終了する。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。
In this routine, first, the blower 13 is started in step 112, then the built-in timer is started (114), the timer control subroutine is executed to perform the reproducing operation (116), and the reproducing is ended. . The timer control subroutine described above will be described below with reference to FIG.

【0027】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、まずブロワ13へ通電後、時間Ta(こ
こでは1分)経過したら(1161)、ヒータ11への
予熱電力の通電を開始する(1162)。次に、ヒータ
11への予熱電力の通電開始後、時間Tb’経過した
ら、着火電力を通電し、ヒータ11への通電開始後、時
間Tbが経過したら(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(116
4)。次に、時間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(116
6)。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)。
This subroutine is for carrying out energization and blowing control using the time from the start of energization of the blower 13 as a parameter, first after energizing the blower 13 and after time Ta (here, 1 minute) has elapsed (1161), The energization of preheating power to the heater 11 is started (1162). Next, after the time Tb ′ has passed after the start of the preheating power to the heater 11, the ignition power is turned on, and after the time Tb has passed after the start of the power to the heater 11 (1163), the power to the heater 11 is turned on. Switch from ignition power to continuous combustion power (116
4). Next, after the time Tb has elapsed, the time Tc (here, 15
After a lapse of minutes (1165), the power supply is stopped (116).
6). Next, after the power supply is stopped, time Td (here, 10 minutes)
When the time has passed (1167), the ventilation is stopped (116
8).

【0028】以上説明したように本実施例では、まず、
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、補正差圧ΔPeqi=ΔP×(523/T)×(2
600/n)を求め、回転数nとアクセル開度Aとから
エンジン負荷を求め、次に予め記憶する三次元マップへ
上記エンジン負荷及び回転数を導入して、回転数n及び
負荷に連動する体積効率η1をサーチし、ΔPeqiに
体積効率η1を掛けて、体積効率による圧力損失の変動
を補償した補正圧力損失ΔPeqi’を算出し、算出し
た補正圧力損失ΔPeqi’からパティキュレ−ト捕集
量を推定する。
As described above, in this embodiment, first,
In order to eliminate the influence of the rotational 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 = ΔP × (523 / T) × (2
600 / n), the engine load is calculated from the rotation speed n and the accelerator opening A, and the engine load and the rotation speed are introduced into a three-dimensional map that is stored in advance, and is linked to the rotation speed n and the load. The volumetric efficiency η1 is searched, and ΔPeqi is multiplied by the volumetric efficiency η1 to calculate a corrected pressure loss ΔPeqi ′ that compensates for the variation of the pressure loss due to the volumetric efficiency, and the particulate collection amount is calculated from the calculated corrected pressure loss ΔPeqi ′. presume.

【0029】次に、本実施例の要部であるフィルタ下流
圧力判定サブルーチン200について、図5のフローチ
ャートを参照して説明する。まずステップ2002で、
入力されたフィルタ下流側の排気圧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、補正圧力P2eqiを求める。
Next, the filter downstream pressure determination subroutine 200, which is the main part of this embodiment, will be described with reference to the flowchart of FIG. First in step 2002,
In order to eliminate the influence of the rotational speed n and the exhaust gas temperature T on the input exhaust pressure P2 on the downstream side of the filter, the correction pressure P2eqi is calculated by the following correction formula.

【0030】 P2eqi=P2×(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の場合の補正圧
力P2eqiに補正する。この補正圧力P2eqiは5
0msec毎に算出する。
P2eqi = P2 × (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 to the correction pressure P2eqi when the absolute temperature T is 523 and the rotation speed n is 2600 by the above formula. This correction pressure P2eqi is 5
It is calculated every 0 msec.

【0031】次のステップ2004にて、回転数nとア
クセル開度Aとから、予め記憶する算出式又はマップに
基づいてエンジン負荷を求める。次に予め記憶する三次
元マップへ回転数n及び上記エンジン負荷を導入して、
回転数n及び負荷に連動する体積効率ηをサーチする。
次のステップ2006にて、体積効率の変動による補正
圧力P2eqiの変化を補償するために、P2eqiに
ηを掛けて補正圧力P2eqi’を算出する。
At the next step 2004, the engine load is obtained from the rotational speed n and the accelerator opening A based on a previously stored calculation formula or map. Next, by introducing the rotational speed n and the engine load into a three-dimensional map stored in advance,
The volume efficiency η linked to the rotation speed n and the load is searched.
In the next step 2006, in order to compensate for the change in the correction pressure P2eqi due to the change in volume efficiency, P2eqi is multiplied by η to calculate the correction pressure P2eqi ′.

【0032】次のステップ2008にて、過去において
50msec毎に入力された各補正圧力P2eqi’の
内、直前の64個の各算出値の平均を求め、これを平均
補正圧力P2eqmとする。次のステップ2010に
て、この平均補正圧力P2eqmを、予め記憶する所定
の最低しきい値圧力Pt1及び最高しきい値圧力Pt2
と比較し、P2eqmがこの範囲内にあるかどうかを調
べ、範囲内にあればフィルタ下流圧力は正常と判定して
ステップ1002に進み、範囲外にあればフィルタ下流
圧力は異常(例えば触媒ハニカム2aの目詰まりやマフ
ラーの破れなど)と判定して、ステップ2012に進
み、異常警報ランプ80を点灯し、更に音声により警報
し、ルーチンを終了する。
In the next step 2008, the average value of the immediately preceding 64 calculated values out of the corrected pressures P2eqi 'input every 50 msec in the past is calculated, and this is set as the average corrected pressure P2eqm. In the next step 2010, the average corrected pressure P2eqm is stored in advance as a predetermined minimum threshold pressure Pt1 and maximum threshold pressure Pt2.
It is determined whether or not P2eqm is within this range. If it is within the range, it is determined that the filter downstream pressure is normal and the process proceeds to step 1002. If it is out of the range, the filter downstream pressure is abnormal (for example, the catalyst honeycomb 2a). No clogging of the muffler, breakage of the muffler, etc.), the process proceeds to step 2012, the abnormality alarm lamp 80 is turned on, and an alarm is issued by voice, and the routine ends.

【0033】このようにすれば、上記したフィルタ下流
圧力判定サブルーチン200(本発明でいう通気異常警
報手段)が、フィルタ下流の詰まり又は破損が生じた場
合に警報するので、パティキュレ−ト捕集量の算出精度
が低下したり、エンジンの運転条件が悪化したりするの
に対して速やかに対応することができる。 (変形態様)なお、フィルタ2の下流の排気圧P2は、
フィルタ2のパティキュレ−ト捕集量によっても変動す
るので、図3のフローチャートで推定されたパティキュ
レ−ト捕集量ΔPeqmによりマップから求めた係数を
補正圧力P2eqi又はP2eqmに掛けて、特定のパ
ティキュレ−ト捕集状況下でのフィルタ下流の排気圧に
補正することもできる。
In this way, the filter downstream pressure determination subroutine 200 (ventilation abnormality warning means in the present invention) gives an alarm when clogging or damage occurs in the filter downstream, so the amount of particulate collection. It is possible to promptly cope with the deterioration of the calculation accuracy of the above and the deterioration of the operating condition of the engine. (Modification) The exhaust pressure P2 downstream of the filter 2 is
Since it also varies depending on the amount of particulate collection of the filter 2, the correction pressure P2eqi or P2eqm is multiplied by the coefficient obtained from the map by the amount of particulate collection ΔPeqm estimated in the flowchart of FIG. It is also possible to correct the exhaust pressure downstream of the filter under the trapping condition.

【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】パティキュレ−ト捕集量推定動作を示すフロー
チャート、
FIG. 3 is a flowchart showing an operation of estimating the amount of collected particulates,

【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】フィルタ下流の排気圧異常を判定するフローチ
ャート。
FIG. 5 is a flowchart for determining an exhaust pressure abnormality downstream of the filter.

【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(通気異常警報手
段、再生時期判別手段)、11は着火用ヒータ(電熱手
段)、13はブロワ(給気手段)、18は回転数セン
サ、19はエンジン。
2 is a filter, 6 is a temperature sensor, 7 and 17 are pressure sensors (pressure detection means), 8 is a controller (ventilation abnormality warning means, regeneration timing determination means), 11 is an ignition heater (electric heating means), and 13 is a blower ( 18 is a rotation speed sensor, and 19 is an engine.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G01M 15/00 Z ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical display location G01M 15/00 Z

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】セラミックスからなる多孔性隔壁を軸方向
に貫孔して形成されるとともに下流側端部と上流側端部
とが交互に盲栓されてなる多数のセルを具備してディ−
ゼルエンジンの排気経路に内設されるパティキュレート
補集用のフィルタと、 前記フィルタの近傍に配設されて通電により前記パティ
キュレ−トを燃焼させる着火用ヒータと、 前記着火用ヒータの上流側の前記排気経路に外部空気を
導入する給気手段と、 前記フィルタの上流側及び下流側の圧力を検出する圧力
検出手段と、 前記圧力検出手段の出力に基づいて算出した前記フィル
タの圧力損失に関連する状態量に応じてパティキュレ−
ト捕集量を推定し、前記パティキュレ−ト捕集量に基づ
いてフィルタ再生時期を決定する再生時期判断手段と、 前記エンジンの運転時における前記フィルタ下流側の排
気圧が所定のしきい値範囲を逸脱する場合に前記フィル
タ下流側の通気異常と判別して警報する通気異常警報手
段と、 を備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
1. A disk comprising a large number of cells formed by axially penetrating a porous partition wall made of ceramics and having blind ends alternately arranged on the downstream side and the upstream side.
A filter for collecting particulates that is installed in the exhaust path of the Zel engine, an ignition heater that is disposed in the vicinity of the filter and burns the particulates by energization, and an upstream side of the ignition heater. Air supply means for introducing external air into the exhaust path, pressure detection means for detecting pressure on the upstream side and downstream side of the filter, and pressure loss of the filter calculated based on the output of the pressure detection means Depending on the state quantity
And a regeneration timing determining means for estimating a trapped trapping amount and determining a filter regeneration timing based on the particulate trapped amount, and an exhaust pressure on the downstream side of the filter when the engine is operating is within a predetermined threshold range. And a ventilation abnormality alarming unit that gives a warning when the ventilation abnormality on the downstream side of the filter is detected.
【請求項2】前記フィルタの下流に触媒ハニカムを有す
る請求項1記載の排気ガス浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, further comprising a catalyst honeycomb downstream of the filter.
【請求項3】前記触媒ハニカムは前記フィルタと同一の
ケースに収容され、前記圧力検出手段は前記フィルタ下
流側の圧力として前記触媒ハニカムと前記フィルタとの
間の圧力を検出するものである請求項2記載の排気ガス
浄化装置。
3. The catalyst honeycomb is housed in the same case as the filter, and the pressure detecting means detects the pressure between the catalyst honeycomb and the filter as the pressure on the downstream side of the filter. 2. The exhaust gas purification device according to 2.
【請求項4】前記再生時期判断手段は、前記警報入力時
に、前記圧力損失に基づく前記パティキュレ−ト捕集量
の推定を中断するものである請求項1記載の排気ガス浄
化装置。
4. The exhaust gas purifying apparatus according to claim 1, wherein the regeneration timing determining means suspends estimation of the particulate trapped amount based on the pressure loss when the alarm is input.
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