JP2005061363A - Exhaust emission control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ディーゼルエンジン等の内燃機関から排出される排気ガスに含まれる粒子状物質であるパティキュレート（ＰＭ）を除去する排気浄化装置に関する。 The present invention relates to an exhaust emission control device that removes particulates (PM) that are particulate matter contained in exhaust gas discharged from an internal combustion engine such as a diesel engine.
従来、ディーゼルエンジンから排出される排気ガスに含まれるパティキュレートの大気への排出を防止する装置としてディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）が多用されている。
このディーゼルパティキュレートフィルターは、一般的には、フィルターを外部から定期的に加熱し、捕集したパティキュレートを酸化して再生するように構成されている。
Conventionally, a diesel particulate filter (DPF) has been frequently used as a device for preventing particulates contained in exhaust gas discharged from a diesel engine from being discharged into the atmosphere.
This diesel particulate filter is generally configured to periodically heat the filter from the outside and oxidize and regenerate the collected particulate.
従来、このようなディーゼルパティキュレートフィルターとして、例えば、電気ヒーターによってフィルターに捕集されたパティキュレートを燃焼させて再生するものが知られている。
これに対して、特開２００１−２８０１１８号公報に開示されているように、フィルターの前段に配設された酸化触媒によって排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2を生成し、排気ガスの熱とＮＯ2によってフィルターに捕集されたパティキュレートを連続的に酸化して再生する連続再生型（ＣＲＴ）と呼ばれるディーゼルパティキュレートフィルターが最近注目されている。
Conventionally, as such a diesel particulate filter, for example, one that regenerates by burning particulates collected on the filter by an electric heater is known.
On the other hand, as disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-280118, NO 2 in the exhaust gas is oxidized by the oxidation catalyst disposed in the front stage of the filter to generate NO 2, and the heat of the exhaust gas Recently, a diesel particulate filter called a continuous regeneration type (CRT) that continuously oxidizes and regenerates particulates collected in a filter by NO 2 has attracted attention.
すなわち、前者の一般的なディーゼルパティキュレートフィルターにおいては、フィルターを並列に２系統配設し順次再生と捕集を行うものが知られているが、捕集されたパティキュレートを燃焼させてディーゼルパティキュレートフィルターを再生させるための装置が必要となり、コストが高く搭載性にも難があるためあまり普及していないのが現状である。 In other words, the former general diesel particulate filter is known in which two filters are arranged in parallel to sequentially regenerate and collect. However, the collected particulates are burned to generate diesel particulates. An apparatus for regenerating the curate filter is required, and the cost is high and the mountability is difficult.
これに対して後者の連続再生型は、フィルターの前段に排気ガス中のＮＯを酸化してＮＯ2を生成するための酸化触媒を配設するだけであるため、ディーゼルパティキュレートフィルターを再生するための特別な装置を必要とせず、連続的に再生するので触媒とフィルターの１系統の構成で実用的に成立する。
従って、前者の一般的なディーゼルパティキュレートフィルターに対し低コストで搭載性にも優れている。
On the other hand, in the latter continuous regeneration type, only an oxidation catalyst for oxidizing NO in exhaust gas to generate NO 2 is disposed at the front stage of the filter, so that the diesel particulate filter is regenerated. Therefore, it is practically established with a single system configuration of a catalyst and a filter.
Therefore, the former general diesel particulate filter is excellent in mountability at low cost.
この連続再生型と呼ばれるディーゼルパティキュレートフィルターにおいて捕集されたパティキュレートが燃焼する仕組みを述べる。
前述のように、このディーゼルパティキュレートフィルターは、パティキュレートを捕集するフィルターの前段に酸化触媒が配設される。
この酸化触媒においては、
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2
の酸化反応が起き、さらにフィルターにおいて捕集されたパティキュレートが、
Ｃ＋２ＮＯ2→ＣＯ2＋２ＮＯ
の酸化反応によって燃焼しディーゼルパティキュレートフィルターが再生される。
A mechanism for burning the particulates collected in the diesel particulate filter called the continuous regeneration type will be described.
As described above, in this diesel particulate filter, an oxidation catalyst is disposed in front of the filter for collecting particulates.
In this oxidation catalyst,
2NO + O 2 → 2NO 2
Oxidation reaction takes place, and the particulates collected in the filter are
C + 2NO 2 → CO 2 + 2NO
The diesel particulate filter is regenerated by burning through the oxidation reaction.
なお、フィルターの雰囲気温度が約５５０℃以上になると直接パティキュレートが排気中の酸素と反応し燃焼する。
しかしながら、上記の酸化反応はある温度以下になると起こりにくくなり、その温度は約２５０〜３００℃である。
従って、この温度以下になると酸化反応は起きにくくなり、フィルターに捕集されたパティキュレートは、あまり燃焼しないで溜まり続ける。
When the atmospheric temperature of the filter reaches about 550 ° C. or higher, the particulate directly reacts with oxygen in the exhaust gas and burns.
However, the above oxidation reaction hardly occurs when the temperature falls below a certain temperature, and the temperature is about 250 to 300 ° C.
Accordingly, when the temperature is lower than this temperature, the oxidation reaction hardly occurs, and the particulates collected by the filter continue to accumulate without burning much.
従って、連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターを搭載した車両が、市街地のみの走行等、排気ガスの温度が常に低い条件で走行した場合には、パティキュレートは燃焼せずにフィルターに堆積し、排圧が上昇して出力の低下および燃費の悪化が生じる。
また、このようにパティキュレートが相当量堆積した後に高速走行を行う等して、排気ガスの温度が上がり再生が開始された時には、堆積したパティキュレートが急激に燃焼してフィルター内の温度が急上昇し、異常な発熱によるフィルターの亀裂，破損等が起こり、フィルターの耐久性が著しく低下するという問題がある。
Therefore, when a vehicle equipped with a continuously regenerative diesel particulate filter travels under conditions where the exhaust gas temperature is always low, such as traveling only in an urban area, the particulate accumulates on the filter without burning and is discharged. The pressure increases, resulting in a decrease in output and deterioration in fuel consumption.
In addition, when the exhaust gas temperature rises and regeneration starts, for example, when high speed running is performed after a considerable amount of particulates accumulates in this way, the accumulated particulates burn rapidly and the temperature in the filter rises rapidly. However, there is a problem that the filter is cracked or broken due to abnormal heat generation, and the durability of the filter is significantly reduced.
そこで、従来、このような問題を解決するための対策手段として、ディーゼルエンジンから多量の未燃燃料を排気中に放出し、フィルターの前段に配置した酸化触媒により未燃燃料を燃焼させ、その燃焼熱によりパティキュレートを強制再生する方法が検討されている。
しかしながら、このようにディーゼルエンジンから多量の未燃燃料を排気中に放出する方法では、フィルターの強制再生中にフィルターの温度を常時所定の温度に維持しようとすると、刻々と変化する運転条件下で、排気ガス流量や必要な投入熱量を的確に制御することが困難であり、場合によっては排気温度の異常な上昇を誘発し、酸化触媒もしくはフィルターにコートされた触媒の熱劣化、フィルターの溶融等を引き起こすおそれがある。 However, in this method of releasing a large amount of unburned fuel from the diesel engine into the exhaust, if the filter temperature is constantly maintained at a predetermined temperature during forced regeneration of the filter, it will be changed under ever-changing operating conditions. It is difficult to accurately control the exhaust gas flow rate and the required input heat amount. In some cases, the exhaust gas temperature is abnormally increased, and the oxidation catalyst or the catalyst coated on the filter is thermally deteriorated, the filter is melted, etc. May cause.
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、トラップフィルタの強制再生を簡易な制御により行うことができる排気浄化装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide an exhaust purification device that can perform forced regeneration of a trap filter by simple control.
請求項１の排気浄化装置は、内燃機関の排気通路に配置され排気中のパティキュレートを捕集するトラップフィルタを備えた排気浄化手段と、前記トラップフィルタの温度を検出する温度検出手段と、前記トラップフィルタの目詰まり度合いから前記トラップフィルタの再生時期を判断する再生時期判断手段と、前記内燃機関を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記内燃機関を通常に制御する通常モードと、前記トラップフィルタの再生のために前記内燃機関の燃料噴射量を増大する強制再生モードとを備え、前記再生時期判断手段が前記トラップフィルタの再生時期であると判断し、かつ、前記温度検出手段により検出される前記トラップフィルタの温度が予め定められた第１の設定温度より低い時に、前記強制再生モードによる制御を行い前記トラップフィルタの温度を第２の設定温度まで上昇させ、前記トラップフィルタの温度が前記第２の設定温度まで上昇した時に、前記通常モードによる制御を行うことを特徴とする。
An exhaust emission control device according to
請求項２の排気浄化装置は、請求項１記載の排気浄化装置において、前記排気浄化手段は、触媒によるパティキュレートの燃焼除去が可能な連続再生型のトラップフィルタであることを特徴とする。
請求項３の排気浄化装置は、請求項１または請求項２記載の排気浄化装置において、前記再生時期判断手段は、パティキュレート排出量マップおよび燃焼量マップからパティキュレートの排出量と燃焼量を算出し、これ等の差を積算して前記トラップフィルタの目詰まり度合いを判断することを特徴とする。
According to a second aspect of the present invention, there is provided the exhaust purification apparatus according to the first aspect, wherein the exhaust purification means is a continuous regeneration type trap filter capable of burning and removing particulates with a catalyst.
According to a third aspect of the present invention, there is provided the exhaust purification device according to the first or second aspect, wherein the regeneration timing determining means calculates a particulate discharge amount and a combustion amount from the particulate discharge map and the combustion amount map. Then, these differences are integrated to determine the degree of clogging of the trap filter.
（作用）
請求項１の排気浄化装置では、内燃機関を制御する制御手段が、内燃機関を通常に制御する通常モードと、トラップフィルタの再生のために内燃機関の燃料噴射量を増大する強制再生モードとを備えている。
そして、制御手段は、再生時期判断手段がトラップフィルタの再生時期であると判断し、かつ、温度検出手段により検出されるトラップフィルタの温度が予め定められた第１の設定温度より低い時に、強制再生モードによる制御を行いトラップフィルタの温度を第２の設定温度まで上昇させ、トラップフィルタの温度が第２の設定温度まで上昇した時に、通常モードによる制御を行う。
(Function)
In the exhaust emission control device of
The control means determines that the regeneration timing determination means determines that it is the regeneration timing of the trap filter, and when the trap filter temperature detected by the temperature detection means is lower than a predetermined first set temperature, Control in the regeneration mode is performed to raise the trap filter temperature to the second set temperature, and when the trap filter temperature rises to the second set temperature, control in the normal mode is performed.
請求項２の排気浄化装置では、排気浄化手段が、連続再生型のトラップフィルタとされ、トラップフィルタに捕集されたパティキュレートが連続的に酸化されて再生される。
請求項３の排気浄化装置では、パティキュレート排出量マップおよび燃焼量マップからパティキュレートの排出量と燃焼量を算出し、これ等の差を積算することによりトラップフィルタの目詰まり度合いが判断される。
In the exhaust gas purification apparatus according to the second aspect, the exhaust gas purification means is a continuously regenerating trap filter, and the particulates collected by the trap filter are continuously oxidized and regenerated.
In the exhaust emission control device according to the third aspect, the particulate matter emission amount and the combustion amount are calculated from the particulate emission amount map and the combustion amount map, and the degree of clogging of the trap filter is determined by integrating these differences. .
請求項１の排気浄化装置では、再生時期判断手段がトラップフィルタの再生時期であると判断し、かつ、温度検出手段により検出されるトラップフィルタの温度が予め定められた第１の設定温度より低い時に、強制再生モードによる制御を行いトラップフィルタの温度を第２の設定温度まで上昇させ、トラップフィルタの温度が第２の設定温度まで上昇した時に、通常モードによる制御を行うようにしたので、トラップフィルタの強制再生を簡易な制御により行うことができる。
In the exhaust emission control device according to
請求項２の排気浄化装置では、排気浄化手段を、連続再生型のトラップフィルタとしたので、トラップフィルタに捕集されたパティキュレートを連続的に酸化して再生することができる。
請求項３の排気浄化装置では、パティキュレート排出量マップおよび燃焼量マップからパティキュレートの排出量と燃焼量を算出し、これ等の差を積算することによりトラップフィルタの目詰まり度合いを判断するようにしたので、排気浄化手段に圧力センサ等を配置することなくトラップフィルタの目詰まり度合いを判断することができる。
In the exhaust gas purification apparatus according to the second aspect, since the exhaust gas purification means is a continuous regeneration type trap filter, the particulates collected by the trap filter can be continuously oxidized and regenerated.
In the exhaust emission control device according to
以下、本発明の実施形態を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の排気浄化装置の一実施形態を示すもので、この実施形態では、本発明が、ディーゼルエンジンを搭載したトラック等の車両に適用される。
図１において、符号１１は、トラック等の車両に配置されるディーゼルエンジンを示している。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an embodiment of an exhaust emission control device according to the present invention. In this embodiment, the present invention is applied to a vehicle such as a truck equipped with a diesel engine.
In FIG. 1, the code | symbol 11 has shown the diesel engine arrange | positioned at vehicles, such as a truck.
このディーゼルエンジン１１の排気マニホールド１３には、排気通路を形成する排気管１５が接続されている。
排気管１５には、排気中のパティキュレートを捕獲する排気浄化手段１７が配置されている。
この排気浄化手段１７は、ケーシング１９を有しており、ケーシング１９内には、酸化触媒２１およびトラップフィルタ２３が収容されている。
An exhaust pipe 15 that forms an exhaust passage is connected to the exhaust manifold 13 of the diesel engine 11.
The exhaust pipe 15 is provided with exhaust purification means 17 for capturing particulates in the exhaust.
The exhaust purification means 17 has a casing 19, and an oxidation catalyst 21 and a trap filter 23 are accommodated in the casing 19.
この排気浄化手段１７は、トラップフィルタ２３に捕集されたパティキュレートを連続的に酸化してフィルター再生する連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルター（ＤＰＦ）とされている。
この連続再生型のディーゼルパティキュレートフィルターでは、酸化触媒２１により、
２ＮＯ＋Ｏ2→２ＮＯ2
の酸化反応が起き、さらにトラップフィルタ２３において捕集されたパティキュレートが、
Ｃ＋２ＮＯ2→ＣＯ2＋２ＮＯ
の酸化反応によって燃焼しトラップフィルタ２３が再生される。
The exhaust gas purification means 17 is a continuous regeneration type diesel particulate filter (DPF) that continuously oxidizes particulates collected by the trap filter 23 and regenerates the filter.
In this continuous regeneration type diesel particulate filter, the oxidation catalyst 21
2NO + O 2 → 2NO 2
Then, the particulates collected by the trap filter 23 are oxidized.
C + 2NO 2 → CO 2 + 2NO
The trap filter 23 is regenerated by burning by the oxidation reaction.
そして、この実施形態では、ケーシング１９内のトラップフィルタ２３の入口側に、トラップフィルタ２３の温度を検出する温度検出手段である温度センサ２５が配置されている。
また、ケーシング１９の入口側に第１の圧力センサ２７が配置され、出口側に第２の圧力センサ２９が配置されている。
In this embodiment, a temperature sensor 25 that is a temperature detecting means for detecting the temperature of the trap filter 23 is disposed on the inlet side of the trap filter 23 in the casing 19.
A
図１において、符号３１は、内燃機関を制御するＥＣＵからなる制御手段を示している。
この制御手段３１には、温度センサ２５，第１の圧力センサ２７，第２の圧力センサ２９からの信号が入力される。また、エンジンの回転数Ｎｅ，噴射量ｑ等の信号が入力される。
In FIG. 1, the code | symbol 31 has shown the control means which consists of ECU which controls an internal combustion engine.
Signals from the temperature sensor 25, the
そして、この制御手段３１は、ディーゼルエンジン１１に配置されるコモンレール式の燃料噴射装置３３からの燃料噴射量を制御する。
制御手段３１は、再生時期判断手段３５，第１のマップ３７および第２のマップ３９を有している。
再生時期判断手段３５は、第１の圧力センサ２７および第２の圧力センサ２９からの信号を入力し、トラップフィルタ２３の入口側の圧力と出口側の圧力との差圧を演算することにより、トラップフィルタ２３の目詰まりの度合いを検出する。
The control means 31 controls the fuel injection amount from the common rail fuel injection device 33 disposed in the diesel engine 11.
The control unit 31 includes a reproduction time determination unit 35, a
The regeneration timing determination means 35 inputs signals from the
そして、トラップフィルタ２３の目詰まりの度合いが、予め定められた値を超えた時に、トラップフィルタ２３の再生時期であると判断する。
第１のマップ３７には、ディーゼルエンジン１１を通常に制御する通常モードＩが設定されている。
第２のマップ３９には、トラップフィルタ２３の再生のためにディーゼルエンジン１１の燃料噴射量を増大する強制再生モードIIが設定されている。
Then, when the degree of clogging of the trap filter 23 exceeds a predetermined value, it is determined that it is time to regenerate the trap filter 23.
In the
In the
そして、制御手段３１は、図２に示すように、再生時期判断手段３５がトラップフィルタ２３の再生時期であると判断し、かつ、温度センサ２５により検出されるトラップフィルタ２３の温度が予め定められた第１の設定温度Ｔ２より低い時に、強制再生モードIIによる制御を行いトラップフィルタ２３の温度を第２の設定温度Ｔ１まで上昇させ、トラップフィルタ２３の温度が第２の設定温度Ｔ１まで上昇した時に、通常モードＩによる制御を行う。 Then, as shown in FIG. 2, the control means 31 determines that the regeneration time determination means 35 is the regeneration time of the trap filter 23, and the temperature of the trap filter 23 detected by the temperature sensor 25 is determined in advance. When the temperature is lower than the first set temperature T2, the forced regeneration mode II is controlled to raise the temperature of the trap filter 23 to the second set temperature T1, and the temperature of the trap filter 23 rises to the second set temperature T1. At times, control in the normal mode I is performed.
すなわち、図２において、横軸には経過時間が、縦軸にはトラップフィルタ内温度Ｔがとられている。
そして、再生時期判断手段３５がトラップフィルタ２３の再生時期であると判断し、かつ、温度センサ２５により検出されるトラップフィルタ２３の温度Ｔが、予め定められた第１の設定温度Ｔ２、例えば、６４０℃より低い時に、先ず、強制再生モードIIによる制御を行い、トラップフィルタ２３の温度を、第２の設定温度Ｔ１、例えば、６５０℃まで上昇させる。
That is, in FIG. 2, the elapsed time is plotted on the horizontal axis, and the trap filter temperature T is plotted on the vertical axis.
Then, the regeneration time determining means 35 determines that it is the regeneration time of the trap filter 23, and the temperature T of the trap filter 23 detected by the temperature sensor 25 is a first preset temperature T2, for example, When the temperature is lower than 640 ° C., first, the forced regeneration mode II is controlled to raise the temperature of the trap filter 23 to the second set temperature T1, for example, 650 ° C.
そして、トラップフィルタ２３の温度が第２の設定温度Ｔ１まで上昇した時に、通常モードＩによる制御を行う。
そして、通常モードＩによる制御を、例えば、５分間行うと、トラップフィルタ２３内温度が第１の設定温度Ｔ２より低くなるため、制御手段３１は、強制再生モードIIによる制御を行う。
Then, when the temperature of the trap filter 23 rises to the second set temperature T1, control in the normal mode I is performed.
Then, if the control in the normal mode I is performed for 5 minutes, for example, the temperature in the trap filter 23 becomes lower than the first set temperature T2, so the control means 31 performs the control in the forced regeneration mode II.
このように、制御手段３１は、強制再生モードIIによる制御と、通常モードＩによる制御を交互に行う。
そして、トラップフィルタ２３内のパティキュレートの燃焼により、トラップフィルタ２３の入口側の圧力と出口側の圧力との差圧が、予め定められた値以下になると、再生時期判断手段３５によるトラップフィルタ２３の再生時期であるとの判断が解除され、通常モードＩのみによる制御に復帰する。
As described above, the control unit 31 alternately performs the control in the forced regeneration mode II and the control in the normal mode I.
When the pressure difference between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the trap filter 23 becomes equal to or less than a predetermined value due to the combustion of the particulates in the trap filter 23, the trap filter 23 by the regeneration timing determination means 35 is used. The determination that it is the playback time is canceled, and control returns to the normal mode I only.
図３は、上述した排気浄化装置の動作を示すフローチャートである。
先ず、ステップＳ１において、強制再生時期であるか否かが判断される。この判断は再生時期判断手段３５により行われる。
そして、強制再生時期である時には、ステップＳ２において、温度センサ２５により検出されるトラップフィルタ２３の温度Ｔが、予め定められた第１の設定温度Ｔ２より低いか否かが判断される。
FIG. 3 is a flowchart showing the operation of the above-described exhaust purification device.
First, in step S1, it is determined whether it is a forced regeneration time. This determination is made by the reproduction time determination means 35.
When it is the forced regeneration time, it is determined in step S2 whether or not the temperature T of the trap filter 23 detected by the temperature sensor 25 is lower than a first preset temperature T2.
そして、低い時には、ステップＳ３において、強制再生モードIIによる制御に切り替えられ、トラップフィルタ２３の温度が上昇される。
次に、ステップＳ４において、トラップフィルタ２３の温度が第２の設定温度Ｔ１になったか否かが判断される。
そして、第２の設定温度Ｔ１になっている時には、ステップＳ５において、通常モードＩによる制御が行われる。
When the temperature is low, the control is switched to the forced regeneration mode II in step S3, and the temperature of the trap filter 23 is raised.
Next, in step S4, it is determined whether or not the temperature of the trap filter 23 has reached the second set temperature T1.
When the second set temperature T1 is reached, control in the normal mode I is performed in step S5.
次に、ステップＳ６において、トラップフィルタ２３の温度Ｔが、予め定められた第１の設定温度Ｔ２より低いか否かが判断される。
そして、低い場合には、ステップＳ７において、トラップフィルタ２３の目詰まりが解消したか否かが判断される。
この実施形態では、トラップフィルタ２３の目詰まりが解消したとの判断は、トラップフィルタ２３の入口側の圧力と出口側の圧力との差圧が、予め定められた値以下になった時に行われる。
Next, in step S6, it is determined whether or not the temperature T of the trap filter 23 is lower than a predetermined first set temperature T2.
If it is low, it is determined in step S7 whether or not the trap filter 23 has been clogged.
In this embodiment, the determination that the clogging of the trap filter 23 has been eliminated is made when the pressure difference between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the trap filter 23 is equal to or lower than a predetermined value. .
そして、トラップフィルタ２３の目詰まりが解消した時には、ステップＳ８において、再生時期判断手段３５によるトラップフィルタ２３の再生時期であるとの判断が解除され、通常モードＩのみによる制御に復帰される。
上述した排気浄化装置では、再生時期判断手段３５がトラップフィルタ２３の再生時期であると判断し、かつ、温度検出手段により検出されるトラップフィルタ２３の温度が予め定められた第１の設定温度Ｔ２より低い時に、強制再生モードIIによる制御を行いトラップフィルタ２３の温度を第２の設定温度Ｔ１まで上昇させ、トラップフィルタ２３の温度が第２の設定温度Ｔ１まで上昇した時に、通常モードＩによる制御を行うようにしたので、トラップフィルタ２３の強制再生を非常に簡易な制御により行うことができる。
When the clogging of the trap filter 23 is resolved, the determination that it is the regeneration time of the trap filter 23 by the regeneration time determination means 35 is canceled in step S8, and the control is returned to the normal mode I only.
In the above-described exhaust gas purification apparatus, the regeneration timing determination means 35 determines that it is the regeneration timing of the trap filter 23, and the temperature of the trap filter 23 detected by the temperature detection means is a first set temperature T2 that is set in advance. When the temperature is lower, the control in the forced regeneration mode II is performed to raise the temperature of the trap filter 23 to the second set temperature T1, and the control in the normal mode I is performed when the temperature of the trap filter 23 is raised to the second set temperature T1. Therefore, the forced regeneration of the trap filter 23 can be performed with very simple control.
すなわち、上述した排気浄化装置では、トラップフィルタ２３の強制再生中にトラップフィルタ２３の温度を常時所定の温度に維持しようとすることなく、酸化触媒２１やトラップフィルタ２３の熱容量を利用し、強制再生モードIIと通常モードＩとを繰り返すことによりパティキュレートを燃焼するようにしたので、制御が非常に容易なものになる。
また、排気ガス流量や必要な投入熱量を制御するために必要なセンサー等が不要になり、コストを低減することが可能になる。
That is, in the above-described exhaust gas purification apparatus, forced regeneration is performed using the heat capacity of the oxidation catalyst 21 and the trap filter 23 without always trying to maintain the temperature of the trap filter 23 at a predetermined temperature during forced regeneration of the trap filter 23. Since the particulates are burned by repeating the mode II and the normal mode I, the control becomes very easy.
In addition, a sensor or the like necessary for controlling the exhaust gas flow rate and the necessary input heat amount is not necessary, and the cost can be reduced.
そして、、強制再生モードIIと通常モードＩとを繰り返すことによりパティキュレートを燃焼するようにしたので、未燃燃料を放出する時間が短縮され、エンジンオイルの劣化速度を低減することができる。
また、上述した排気浄化装置では、排気浄化手段１７を、連続再生型のトラップフィルタ２３としたので、トラップフィルタ２３に捕集されたパティキュレートを連続的に酸化して再生することができる。
Since the particulates are burned by repeating the forced regeneration mode II and the normal mode I, the time for discharging unburned fuel is shortened, and the deterioration rate of engine oil can be reduced.
Further, in the above-described exhaust purification device, the exhaust purification means 17 is the continuous regeneration type trap filter 23. Therefore, the particulates collected by the trap filter 23 can be continuously oxidized and regenerated.
なお、上述した実施形態では、再生時期判断手段３５による判断を、トラップフィルタ２３の入口側の圧力と出口側の圧力との差圧を演算して行った例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、回転数センサ，アクセル開度センサ等の信号をＥＣＵに取り込み、パティキュレート排出量マップおよび燃焼量マップからパティキュレートの排出量と燃焼量を算出し、これ等の差を積算してトラップフィルタ２３の目詰まり度合いを判断するようにしても良い。 In the above-described embodiment, the example in which the determination by the regeneration timing determination unit 35 is performed by calculating the differential pressure between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the trap filter 23 has been described. The present invention is not limited to the embodiment. For example, signals from the rotation speed sensor, the accelerator opening sensor, etc. are taken into the ECU, and the particulate discharge amount and the combustion amount are calculated from the particulate discharge map and the combustion amount map. These differences may be integrated to determine the degree of clogging of the trap filter 23.
そして、このようにすることにより、排気浄化手段１７に圧力センサ等を配置することなくトラップフィルタ２３の目詰まり度合いを判断することができる。
また、上述した実施形態では、再生時期判断手段３５によるトラップフィルタ２３の再生時期であるとの判断が解除された時に、通常モードＩのみによる制御に復帰させた例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、予め設定された設定時間が経過した時に、通常モードＩのみによる制御に復帰させても良く、また、マップ等から算出されたパティキュレートの燃焼量が目標値に達した時に、通常モードＩのみによる制御に復帰させても良い。
In this way, the degree of clogging of the trap filter 23 can be determined without arranging a pressure sensor or the like in the exhaust gas purification means 17.
Further, in the above-described embodiment, the example in which the control is returned to the normal mode I only when the determination that the regeneration time determination unit 35 determines that it is the regeneration time of the trap filter 23 has been described. The present invention is not limited to this embodiment. For example, when the preset set time has elapsed, the control may be returned to the normal mode I only, and the particulate combustion amount calculated from the map or the like. When the value reaches the target value, the control may be returned to the normal mode I only.
さらに、上述した実施形態では、ケーシング１９内に酸化触媒２１とトラップフィルタ２３とを別々に配置した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、多孔性材料に酸化触媒である貴金属酸化触媒成分を担持して酸化触媒とトラップフィルタとを一体に形成しても良い。
また、上述した実施形態では、ディーゼルエンジンの排気の浄化に本発明を適用した例について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、例えば、ガソリンエンジン等の排気の浄化に広く適用することができる。
Further, in the above-described embodiment, the example in which the oxidation catalyst 21 and the trap filter 23 are separately arranged in the casing 19 has been described. However, the present invention is not limited to such an embodiment, and for example, a porous material The oxidation catalyst and the trap filter may be integrally formed by supporting a noble metal oxidation catalyst component that is an oxidation catalyst.
In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to purification of exhaust gas from a diesel engine has been described. However, the present invention is not limited to such embodiment, and for example, to purification of exhaust gas from a gasoline engine or the like. Can be widely applied.
１１ ディーゼルエンジン
１５ 排気管
１７ 排気浄化手段
２１ 酸化触媒
２３ トラップフィルタ
２５ 温度センサ
３１ 制御手段
３３ 燃料噴射装置
３５ 再生時期判断手段
11 Diesel engine 15 Exhaust pipe 17 Exhaust purification means 21 Oxidation catalyst 23 Trap filter 25 Temperature sensor 31 Control means 33 Fuel injection device 35 Regeneration time judgment means
Claims (3)
前記トラップフィルタの温度を検出する温度検出手段と、
前記トラップフィルタの目詰まり度合いから前記トラップフィルタの再生時期を判断する再生時期判断手段と、
前記内燃機関を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、
前記内燃機関を通常に制御する通常モードと、
前記トラップフィルタの再生のために前記内燃機関の燃料噴射量を増大する強制再生モードとを備え、
前記再生時期判断手段が前記トラップフィルタの再生時期であると判断し、かつ、前記温度検出手段により検出される前記トラップフィルタの温度が予め定められた第１の設定温度より低い時に、前記強制再生モードによる制御を行い前記トラップフィルタの温度を第２の設定温度まで上昇させ、前記トラップフィルタの温度が前記第２の設定温度まで上昇した時に、前記通常モードによる制御を行うことを特徴とする排気浄化装置。 An exhaust purification means including a trap filter disposed in an exhaust passage of the internal combustion engine for collecting particulates in the exhaust;
Temperature detecting means for detecting the temperature of the trap filter;
Regeneration time determination means for determining the regeneration time of the trap filter from the degree of clogging of the trap filter;
Control means for controlling the internal combustion engine,
The control means includes
A normal mode for normally controlling the internal combustion engine;
A forced regeneration mode for increasing the fuel injection amount of the internal combustion engine for regeneration of the trap filter,
When the regeneration time determining means determines that it is the regeneration time of the trap filter and the temperature of the trap filter detected by the temperature detection means is lower than a first preset temperature, the forced regeneration is performed. Exhaust gas, characterized in that control according to mode is performed to raise the temperature of the trap filter to a second set temperature, and control is performed according to the normal mode when the temperature of the trap filter rises to the second set temperature. Purification equipment.
前記排気浄化手段は、触媒によるパティキュレートの燃焼除去が可能な連続再生型のトラップフィルタであることを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1,
The exhaust gas purifying device is a continuously regenerating trap filter capable of burning and removing particulates with a catalyst.
前記再生時期判断手段は、パティキュレート排出量マップおよび燃焼量マップからパティキュレートの排出量と燃焼量を算出し、これ等の差を積算して前記トラップフィルタの目詰まり度合いを判断することを特徴とする排気浄化装置。 The exhaust emission control device according to claim 1 or 2,
The regeneration time determining means calculates a particulate discharge amount and a combustion amount from a particulate discharge map and a combustion amount map, and adds a difference between them to determine the degree of clogging of the trap filter. Exhaust gas purification device.
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