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JP2000145432A - Exhaust gas purifier for diesel engines - Google Patents

Exhaust gas purifier for diesel engines

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Publication number
JP2000145432A
JP2000145432A JP10322317A JP32231798A JP2000145432A JP 2000145432 A JP2000145432 A JP 2000145432A JP 10322317 A JP10322317 A JP 10322317A JP 32231798 A JP32231798 A JP 32231798A JP 2000145432 A JP2000145432 A JP 2000145432A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
air supply
period
filter
flow rate
exhaust gas
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.)
Granted
Application number
JP10322317A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4147649B2 (en
Inventor
Takahiro Hamazaki
恭弘 浜崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota 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 JP32231798A priority Critical patent/JP4147649B2/en
Publication of JP2000145432A publication Critical patent/JP2000145432A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4147649B2 publication Critical patent/JP4147649B2/en
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    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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    • Y02A50/2351Atmospheric particulate matter [PM], e.g. carbon smoke microparticles, smog, aerosol particles, dust

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

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an exhaust gas purifier for diesel engines that improves regeneration efficiency and shortens regeneration time. SOLUTION: The regeneration period is divided into three time periods for the purpose of control: an ignition time T1 up until close to the particulate ignition time; a combustion propagation time T2 for spreading ignited particulates, and the cooling time T3 during which the filter is cooled after combustion propagation time T2. So that the air intake volume has a negative correlation with the residual quantity of particulates, at least during the latter half of the combustion propagation time T2, an air intake volume Qv is made to change steplessly or in multiple steps (3 or more steps). This makes it possible to improve the regeneration efficiency and shorten the regeneration time.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術】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 components (particulates) contained in exhaust gas of a diesel engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】たとえば特開平9−88549号公報に
記載されるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置で
は、推定したフィルタのパティキュレ−ト捕集量に応じ
てフィルタに流入させる給気流量値を決定し、この定給
気流量値でフィルタ中のパティキュレ−トを燃焼させて
いる。
2. Description of the Related Art In an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-88549, a supply air flow value to be introduced into a filter is determined in accordance with an estimated amount of particulate collected by the filter. The particulates in the filter are burned at the constant supply air flow value.

【0003】また、他の従来技術では、パティキュレ−
トが着火するまでの着火期間、その後のパティキュレ−
トの燃焼伝播期間、その後のフィルタの冷却のための放
冷期間を設け、各期間ごとに最適な給気流量値を定め、
この給気流量値の変化パターンにしたがってシーケンシ
ャルに給気流量制御を行っている。このような定給気流
量値制御の主要な目的は、フィルタを構成するセラミッ
クス(たとえばコージェライトや炭化珪素)が、所定の
最高許容温度を超えるとクラックなどの焼損を生じ、フ
ィルタ温度が低下すると失火や延焼速度の極端な低下を
生じるのを防止するためである。
[0003] In another prior art, a particulate
Ignition period until the igniter, then the particulates
The combustion propagation period, the cooling period for cooling the filter is provided, and the optimal supply air flow value is determined for each period,
The supply air flow control is performed sequentially according to the change pattern of the supply air flow value. The main purpose of such constant air supply flow rate control is that when the ceramics (for example, cordierite or silicon carbide) constituting the filter exceeds a predetermined maximum allowable temperature, burning such as cracks occurs and the filter temperature decreases. This is to prevent a misfire or an extremely low rate of fire spread.

【0004】更に説明すると、従来のこのような定給気
流量値制御により、ヒータからフィルタに流入させる加
熱空気の流量及び温度をそれぞれ一定化することによ
り、外部からフィルタに与える熱量を固定でき、更に、
給気流量の変化によるフィルタ内の燃焼熱の発生量の変
化を低減することができ、フィルタ温度を予想する好適
範囲に維持することができる。
More specifically, by such a conventional constant air supply flow rate control, the flow rate and temperature of the heated air flowing from the heater into the filter can be made constant to fix the amount of heat applied to the filter from the outside. Furthermore,
The change in the amount of combustion heat generated in the filter due to the change in the supply air flow rate can be reduced, and the filter temperature can be maintained within an expected suitable range.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】ところが、燃焼伝播中
特にその後半期間に定給気流量値制御を行う上述した従
来の給気流量制御技術によれば、燃焼中はフィルタ内に
燃焼伝播が進んで、フィルタの許容温度範囲内で十分に
まだ燃焼を促進できるにもかかわらず、設定された定給
気流量値が小さいために燃焼速度が遅く、その結果、再
生必要時間及び再生に必要な電力量が増大するという問
題や、ヒータから遠いフィルタの末端部において燃焼が
十分に行われず、燃え残りが生じ易いという問題があっ
た。
However, according to the above-described conventional supply air flow control technique for performing constant supply air flow value control during combustion propagation, particularly during the latter half of the period, combustion propagation proceeds through the filter during combustion. In spite of the fact that combustion can still be sufficiently promoted within the allowable temperature range of the filter, the combustion speed is slow due to the small constant supply flow rate value, and as a result, the required regeneration time and the power required for regeneration are reduced. There is a problem that the amount increases, and there is a problem that combustion is not sufficiently performed at an end portion of the filter far from the heater, so that unburned residue easily occurs.

【0006】もちろん、燃焼伝播中特にその後半期間に
設定される定給気流量値を増大することにより上記燃焼
伝播中特にその後半期間における燃焼を強化することも
できるが、この場合には燃焼伝播期間の初期や前半期間
において、給気流量が大きくなって、フィルタ各部の燃
焼進行度合いのばらつきが大きくなってしまうという問
題が生じた。更に説明すると、パティキュレ−ト燃焼は
フィルタのヒータ側の端面から開始されるが、厳密に考
えると、まず最初にこの端面の一部領域で着火が生じ、
この着火領域から燃焼伝播面が径方向および軸方向に進
行することにより延焼がなされる。したがって、この着
火直後の期間や燃焼伝播期間の前半部分などにおいてあ
まり給気流量が多いと、フィルタ軸方向への給気の流
れ、熱の流れが急速となって、燃焼伝播面がフィルタの
端面全体に広がる前に上記着火領域から燃焼が軸方向へ
進行してしまい、これによりフィルタの径方向各部にお
いて軸方向燃焼度合いが大きくばらつき、最終的にフィ
ルタの再生効率(パティキュレ−ト残存比率の逆数)が
低下してしまうという不具合が生じる。
Of course, it is also possible to enhance the combustion during the combustion propagation, particularly during the latter half of the period by increasing the constant supply flow rate value set during the combustion propagation, particularly during the latter half of the period. In the initial period and the first half of the period, the supply air flow rate becomes large, causing a problem that the degree of progress of the combustion progress of each part of the filter becomes large. More specifically, particulate combustion starts from the end face of the filter on the heater side. Strictly speaking, first, ignition occurs in a part of this end face,
The flame spreads as the combustion propagation surface advances radially and axially from the ignition region. Therefore, if the air supply flow rate is too large in the period immediately after ignition or in the first half of the combustion propagation period, the flow of supply air and heat in the axial direction of the filter will increase rapidly, and the combustion propagation surface will become the end face of the filter. The combustion proceeds in the axial direction from the ignition region before spreading over the entirety, whereby the degree of axial combustion greatly varies in each radial portion of the filter, and finally the regeneration efficiency of the filter (the reciprocal of the residual ratio of particulates) ) Is reduced.

【0007】本発明は上記問題点に鑑みなされたもので
あり、再生効率の向上や再生時間の短縮を実現可能なデ
ィーゼルエンジンの排気ガス浄化装置を提供することを
目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine capable of improving the regeneration efficiency and shortening the regeneration time.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】請求項1記載のディーゼ
ルエンジンの排気ガス浄化装置によれば、再生期間は、
パティキュレ−ト着火時点近傍までの着火期間、着火し
たパティキュレ−トを延焼させる燃焼伝播期間、及び、
燃焼伝播期間後にフィルタを冷却する放冷期間に分けて
制御される。
According to the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the present invention, the regeneration period is as follows.
An ignition period up to near the point at which the particulate is ignited, a combustion propagation period during which the ignited particulate is spread, and
After the combustion propagation period, control is performed by dividing into a cooling period in which the filter is cooled.

【0009】本構成では特に、燃焼伝播期間の少なくと
も後半期間に、給気流量がパティキュレ−トの残存量に
負の相関を有するように、給気流量を無段階または多段
階(3段階以上)に変化させるので、再生効率の向上や
再生時間の短縮を実現することができる。以下、更に詳
しく説明する。本構成によれば、燃焼伝播期間の少なく
とも後半期間の最初には、フィルタに比較的少ない給気
流量が供給される。これにより、発生熱伝播遅れからま
だフィルタの前部または中央部にとどまっている燃焼伝
播面が軸方向へ急速に進行することがなく、フィルタの
径方向各部の軸方向燃焼進行度合いが大きくばらつくの
を抑制することができる。
In this configuration, in particular, at least in the second half of the combustion propagation period, the supply flow rate is stepless or multi-step (three or more steps) so that the supply flow rate has a negative correlation with the remaining amount of particulates. , The reproduction efficiency can be improved and the reproduction time can be shortened. Hereinafter, this will be described in more detail. According to this configuration, at least at the beginning of the latter half of the combustion propagation period, a relatively small supply flow rate is supplied to the filter. As a result, the combustion propagation surface still remaining at the front or center portion of the filter does not rapidly advance in the axial direction due to the generated heat propagation delay, and the degree of axial combustion progress of each radial portion of the filter greatly varies. Can be suppressed.

【0010】そして、燃焼伝播期間の少なくとも後半期
間の後期には、フィルタに供給される給気流量が増大さ
れる。これにより、燃焼伝播面が軸方向に相当に進行し
てもはや今後の上記ばらつきを顧慮する必要がすくない
燃焼伝播期間の少なくとも後半期間の後期には、フィル
タに十分な給気流量を投入して燃焼伝播期間を短縮する
ことができる。また、ヒータ側のフィルタ端面から遠く
離れていて加熱されにくく、燃えにくく延焼速度が低下
しがちなこの期間における燃焼具合を良化して、この燃
焼伝播期間の最終期間における燃えの残りを低減するこ
とができる。
[0010] At least in the latter half of the combustion propagation period, the supply air flow supplied to the filter is increased. As a result, at least in the latter half of the combustion propagation period, in which the combustion propagation surface has advanced considerably in the axial direction and it is no longer necessary to consider the above-mentioned variation, a sufficient air supply flow rate is supplied to the filter and combustion is performed. The propagation period can be shortened. In addition, the combustion condition in this period, which is far from the filter end surface on the heater side, is difficult to be heated, is less likely to burn, and tends to reduce the spread of fire, is improved, and the remaining combustion in the last period of the combustion propagation period is reduced. Can be.

【0011】第二点として、本構成では、上記した燃焼
伝播期間の少なくとも後半期間における上記給気流量の
増大を、パティキュレ−ト残存量に負相関を有するよう
に無段階または多段階に実施する。すなわち、実際のパ
ティキュレ−ト残存量に応じて給気流量を制御する。こ
れにより、元々のパティキュレ−ト量が少なくパティキ
ュレ−ト残存量が早期に減少する場合には早めに給気流
量を増大して燃焼強化を実施し、フィルタの後端側での
燃焼維持を行い、その立ち消え状態への移行を防ぐ。逆
に、元々のパティキュレ−ト量が多く、パティキュレ−
ト燃焼による発生熱量が燃焼伝播期間の早期から多い場
合には、給気流量の増大を遅延させてフィルタ温度の過
昇を防ぐことができる。
Second, in the present configuration, the increase of the supply air flow in at least the latter half of the combustion propagation period is carried out steplessly or in multiple stages so as to have a negative correlation with the remaining amount of particulates. . That is, the air supply flow rate is controlled in accordance with the actual remaining amount of particulates. Accordingly, when the original amount of particulates is small and the remaining amount of particulates decreases early, the air supply flow rate is increased early to enhance the combustion, and the combustion is maintained at the rear end side of the filter. , Preventing its transition to the disappearing state. Conversely, the original amount of particulates is large,
If the amount of heat generated by the heat combustion is large from the early stage of the combustion propagation period, it is possible to delay the increase in the supply air flow rate and prevent the filter temperature from rising excessively.

【0012】請求項2記載の構成によれば請求項1記載
のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において更
に、給気手段は残存量に負の相関を有して給気流量が変
化する特性をもつ。そして、燃焼伝播期間の少なくとも
後半期間の少なくとも一部にて給気手段の回転数制御用
の電気パラメータを固定する。このようにすれば、請求
項1記載の給気流量制御をセンサを用いた複雑なフィー
ドバック制御系を採用することなく実現することができ
る。
According to a second aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the first aspect, the air supply means has a characteristic that the air supply flow rate changes with a negative correlation with the remaining amount. . Then, the electric parameter for controlling the rotation speed of the air supply means is fixed in at least a part of at least the latter half of the combustion propagation period. With this configuration, the supply air flow control according to the first aspect can be realized without employing a complicated feedback control system using a sensor.

【0013】以下、更に詳しく説明する。たとえば遠心
ブロワなど上記特性をもつ給気手段では、パティキュレ
−ト残存量の絶対値に負の相関を有して給気流量が連動
する。したがって、最初のパティキュレ−ト量の多寡に
かかわらず、パティキュレ−ト残存量の絶対値に応じて
給気流量を定めるとともにパティキュレ−ト残存量の減
少にしたがい給気流量を増大させて再生期間短縮、再生
効率向上を図る上記請求項1記載の給気流量制御を、こ
の給気手段の駆動モータの回転数を固定するという極め
て簡素な装置構成で実現できる。
The details will be described below. For example, in the air supply means having the above characteristics such as a centrifugal blower, the air supply flow rate is linked with the negative value of the absolute value of the residual amount of particulates. Therefore, regardless of the initial amount of particulates, the supply air flow is determined according to the absolute value of the remaining amount of particulates, and the supply air flow is increased as the amount of remaining particulates decreases, thereby shortening the regeneration period. In addition, the air supply flow rate control according to claim 1 for improving the regeneration efficiency can be realized with an extremely simple device configuration in which the rotation speed of the drive motor of the air supply means is fixed.

【0014】請求項3記載の構成によれば請求項1記載
のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において更
に、パティキュレ−トの残存量に関連する物理量を検出
し、この物理量に基づいて積極的に給気流量を請求項1
記載の方法で制御する。このようにすれば、給気手段の
流体負荷抵抗と給気流量との関係を示す特性に限定され
ることなく、パティキュレ−ト残存量の変化に対して最
も好適なレートで給気流量を増大させることができる。
According to a third aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to the first aspect, a physical quantity related to the remaining amount of the particulates is further detected, and the supply is positively performed based on the physical quantity. Claim 1
Control by the method described. In this way, the supply flow rate is increased at the rate most suitable for the change in the residual particulate amount, without being limited to the characteristic indicating the relationship between the fluid load resistance of the supply means and the supply flow rate. Can be done.

【0015】請求項4記載の構成によれば請求項1ない
し3のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、給気流量に関連する物理量を検出
し、この物理量に基づいて給気流量が所定値に達したと
判定した時点で燃焼伝播期間を終了させる。このように
すれば、給気流量が増えてパティキュレ−ト残存量が実
質的に0に達したと判定した時点を簡単に決定するとと
もに、この決定時点でただちに放冷期間にいこうできる
ので、簡素な構成で再生時間の短縮を実現することがで
きる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to any one of the first to third aspects, a physical quantity related to a supply air flow is further detected, and the air supply is performed based on the physical quantity. When it is determined that the flow rate has reached the predetermined value, the combustion propagation period ends. In this way, it is possible to easily determine the point in time when it is determined that the supply air flow rate has increased and the residual amount of particulates has substantially reached 0, and to immediately proceed to the cooling period at this point in time. With a simple configuration, the reproduction time can be reduced.

【0016】給気流量に関連する物理量を検出する手段
としては、パティキュレ−ト残存量が減ることにより給
気流量が増える給気手段を採用する場合にはたとえば給
気流量センサを採用することができる。また、多くのタ
イプの給気手段においては通常、パティキュレ−ト残存
量が減って給気手段の負荷抵抗が減少すれば、その消費
電力または負荷電流の低減や、回転数の増大または給気
流量の増大が生じるので、これらによりパティキュレ−
ト残存量を推定することができる。
As a means for detecting a physical quantity related to the supply flow rate, in the case of employing an intake means in which the supply flow rate increases due to a decrease in the residual amount of particulates, for example, a supply flow rate sensor may be employed. it can. Also, in many types of air supply means, if the residual amount of particulates is reduced and the load resistance of the air supply means is reduced, the power consumption or load current is reduced, the rotation speed is increased, or the air supply flow rate is increased. These increase the amount of particulates,
The remaining amount of the data can be estimated.

【0017】更に、フィルタの圧力損失を圧力センサで
検出してその検出値によりパティキュレ−ト残存量を推
定することもできる。請求項5記載の構成によれば請求
項1ないし4のいずれか記載のディーゼルエンジンの排
気ガス浄化装置において更に、燃焼伝播期間の初期期間
に定給気流量値制御を行う。なお、この定給気流量値
は、燃焼伝播期間の後半における給気流量より小さく設
定される。
Further, the pressure loss of the filter can be detected by a pressure sensor and the residual amount of the particulate can be estimated from the detected value. According to a fifth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to any one of the first to fourth aspects, a constant supply flow rate value control is further performed during an initial period of a combustion propagation period. Note that this constant supply air flow value is set smaller than the supply air flow in the latter half of the combustion propagation period.

【0018】このようにすれば、パティキュレ−ト残存
量により変動することなく着火直後の燃焼を後半期より
緩慢な一定レベルとすることができるので、フィルタの
端面の一部で生じた着火領域から燃焼伝播面が軸方向へ
大きく進行する前にフィルタ内部より相対的に高温であ
って燃焼伝播し易いフィルタの径方向へ燃焼伝播面が格
段に高速に進行することができ、フィルタの径方向各部
における燃焼伝播面の軸方向のばらつきを抑止し、それ
に起因するフィルタ後端部における燃え残りを低減する
ことができる。
In this manner, the combustion immediately after ignition can be made to be at a constant level that is slower than the latter half without fluctuating due to the residual amount of particulates. The combustion propagation surface is relatively hotter than the inside of the filter before the combustion propagation surface largely advances in the axial direction, so that the combustion propagation surface can proceed at a remarkably high speed in the radial direction of the filter, which facilitates combustion propagation. Thus, it is possible to suppress the variation in the axial direction of the combustion propagation surface in the above, and reduce the unburned residue at the rear end of the filter due to the variation.

【0019】請求項6記載の構成によれば請求項1ない
し5のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、着火期間に定給気流量値制御を行
う。このようにすれば、この着火期間における給気流量
のばらつきに強く依存する再生開始から着火開始までの
時間(着火期間の長さ)のばらつきを減少することがで
きるので、その後の燃焼伝播期間の始点が実際の着火時
点からずれるのを良好に抑止できる。
According to a sixth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to any one of the first to fifth aspects, a constant supply flow rate value control is further performed during an ignition period. In this way, the variation in the time from the start of regeneration to the start of ignition (the length of the ignition period), which strongly depends on the variation in the supply flow rate during this ignition period, can be reduced. Deviation of the starting point from the actual ignition point can be suppressed well.

【0020】その他、この期間における給気はフィルタ
各部の予熱を行うので、この着火期間における給気流量
のばらつきにより燃焼伝播期間開始時点におけるフィル
タ各部の温度のばらつきも減らすことができる。なお、
この着火期間における給気流量や給気温度は、外気温度
に応じて制御することもできるが、この制御は、請求項
1記載の制御とはまったく異なる制御であり、外気温度
による燃焼伝播期間初期におけるフィルタ各部温度のば
らつきを低減する方向で行われるべきである。
In addition, since the air supply during this period preheats the respective parts of the filter, the fluctuation of the supply air flow during the ignition period can also reduce the fluctuation of the temperature of the respective parts at the start of the combustion propagation period. In addition,
The air supply flow rate and air supply temperature during this ignition period can be controlled in accordance with the outside air temperature, but this control is completely different from the control according to claim 1, and is performed in the initial stage of the combustion propagation period based on the outside air temperature. In order to reduce the variation in the temperature of each part of the filter.

【0021】着火期間の終了すなわち燃焼伝播期間の開
始時点は、上述の着火期間における給気流量の定給気流
量値制御または外気温度の影響をキャンセルした定給気
流量値制御と、フィルタ流入空気温度変化の一定化制御
により、着火期間開始時点から一定時間後に実施するこ
とができる他、ヒータに面するフィルタの端面の温度を
モニタして行うことができる。
At the end of the ignition period, that is, at the start of the combustion propagation period, the constant supply air flow value control of the supply air flow during the above ignition period or the constant supply air flow value control canceling the influence of the outside air temperature, By controlling the temperature change to be constant, the control can be performed after a fixed time from the start of the ignition period, and the temperature of the end face of the filter facing the heater can be monitored.

【0022】請求項7記載の構成によれば請求項1ない
し6のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、放冷期間に給気流量を定給気流量
値制御する。このようにすれば、放冷期間において、フ
ィルタの温度低下率が高すぎない範囲でできるだけ高速
にフィルタ温度を低下させることができ、放冷期間の短
縮を実現することができる。
According to a seventh aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to any one of the first to sixth aspects, the supply air flow rate is further controlled during the cooling period. By doing so, the filter temperature can be decreased as quickly as possible within a range where the temperature decrease rate of the filter is not too high during the cooling period, and the cooling period can be shortened.

【0023】請求項8記載の構成によれば請求項5ない
し7のいずれか記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄
化装置において更に、燃焼伝播期間における給気手段の
給気流量増大運転時に加熱手段の発生する熱量を低減さ
せる。このようにすれば、燃焼伝播期間の後半において
給気流量増大による燃焼熱の増大に応じて段階的にまた
は連続的にフィルタに供給する空気温度を低下させるこ
とができるので、フィルタ温度の過昇を抑止し、かつ、
ヒータ消費電力を節約することができる。
According to an eighth aspect of the present invention, in the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to any one of the fifth to seventh aspects, further, the generation of the heating means during the operation of increasing the supply flow rate of the supply means during the combustion propagation period. Reduce the amount of heat generated. In this way, the temperature of the air supplied to the filter can be decreased stepwise or continuously in accordance with the increase in the combustion heat due to the increase in the supply air flow rate in the latter half of the combustion propagation period. Deter, and
Heater power consumption can be saved.

【0024】請求項9記載の構成によればフィルタの温
度に関連する物理量を検出し、この物理量に基づいて燃
焼伝播期間の少なくとも後半において温度が所定の許容
範囲から逸脱しない範囲で給気流量を増大させる制御を
行うので、請求項1記載の制御よりも一層、フィルタ許
容温度にフィルタ温度を接近させて燃焼を維持させるこ
とができ、請求項1記載の効果を一層強化することがで
きる。
According to the ninth aspect of the present invention, a physical quantity related to the temperature of the filter is detected, and based on the physical quantity, the supply air flow rate is set within a range in which the temperature does not deviate from a predetermined allowable range at least in the second half of the combustion propagation period. Since the control for increasing the pressure is performed, the combustion can be maintained by making the filter temperature closer to the filter permissible temperature than the control according to the first aspect, and the effect according to the first aspect can be further enhanced.

【0025】請求項10記載の構成によれば請求項10
記載のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置において
更に、着火後における給気手段の給気流量増大運転時に
加熱手段の発生する熱量を物理量に基づいて内部温度が
所定の許容範囲から逸脱しない範囲で低減させることが
できるので、請求項8と同じ効果を奏することができ
る。
According to the tenth aspect, the tenth aspect is provided.
In the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine described above, the amount of heat generated by the heating means during the operation of increasing the supply flow rate of the supply means after ignition is reduced within a range in which the internal temperature does not deviate from a predetermined allowable range based on the physical quantity. Therefore, the same effect as the eighth aspect can be obtained.

【0026】[0026]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適態様を実施例
を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to examples.

【0027】[0027]

【実施例1】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図
1に示すブロック図を参照して説明する。この排気ガス
浄化装置は金属製のフィルタ収容ケース1を有し、フィ
ルタ収容ケース1内にはセラミックハニカムフィルタ2
が収容されている。フィルタ2の上流側端面に面してヒ
ータ3が小間隔を隔てて対面配置されており、フィルタ
2とヒータ3との間には温度センサ4が配設されてい
る。なお、温度センサ4は、フィルタ2の上流側端面又
はヒータ3の下流側端面に密接してもよい。
Embodiment 1 An embodiment of an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention will be described with reference to a block diagram shown in FIG. This exhaust gas purifying apparatus has a metal filter housing case 1 and a ceramic honeycomb filter 2 in the filter housing case 1.
Is housed. A heater 3 is disposed facing the upstream end face of the filter 2 at a small interval, and a temperature sensor 4 is disposed between the filter 2 and the heater 3. The temperature sensor 4 may be in close contact with the upstream end face of the filter 2 or the downstream end face of the heater 3.

【0028】ヒータ3は、裸のニクロム線を、ケース1
に固定された電気絶縁性のセラミック部材(絶縁支持
材)により支持しつつ、フィルタ2の軸方向と直角の方
向へ張り回してなる。ヒータ3は、後述するコントロー
ラ9を通じて商用200V交流電源から給電される。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100の排気主管101と送気用枝管102とが連
結されている。送気用枝管102の末端を排気主管10
1に連結させてもよい。5は電磁弁、6はエアフローメ
ータ、7はブロワであり、ブロワ7のモータMの駆動に
より外気が送気用枝管102を通じてフィルタ2に送入
される。
The heater 3 is provided with a bare nichrome wire,
The filter 2 is stretched in a direction perpendicular to the axial direction of the filter 2 while being supported by an electrically insulating ceramic member (insulating support) fixed to the filter 2. The heater 3 is supplied with electric power from a commercial 200 V AC power supply through a controller 9 described below. An exhaust main pipe 101 and an air supply branch pipe 102 of the diesel engine 100 are connected to an upstream end wall of the filter housing case 1. The end of the air supply branch pipe 102 is connected to the exhaust main pipe 10.
1 may be connected. Reference numeral 5 denotes an electromagnetic valve, 6 denotes an air flow meter, and 7 denotes a blower. When the motor M of the blower 7 is driven, outside air is supplied to the filter 2 through the air supply branch pipe 102.

【0029】送気用枝管102から圧力ホース103が
延設されており、圧力ホース103の先端には圧力セン
サ8が設けられている。104はフィルタであり、10
5はフィルタ収容ケース1の下流側の端壁から外部に排
気ガスを放出する尾管である。ブロワ7としては、流量
が負荷流体抵抗に負の相関を有する形式のものが採用さ
れる。この種のものとしてはたとえば遠心翼形式のもの
が好適である。この種のブロワでは、回転数一定状態で
流量は負荷流体抵抗に略逆比例する流量特性を有する。
A pressure hose 103 extends from the air supply branch pipe 102, and a pressure sensor 8 is provided at an end of the pressure hose 103. 104 is a filter and 10
Reference numeral 5 denotes a tail pipe that discharges exhaust gas from the downstream end wall of the filter housing case 1 to the outside. As the blower 7, one having a type in which the flow rate has a negative correlation with the load fluid resistance is employed. As this type, for example, a centrifugal blade type is suitable. This type of blower has a flow rate characteristic in which the flow rate is substantially inversely proportional to the load fluid resistance when the rotation speed is constant.

【0030】モータMとしては、交流モータ、直流モー
タのどちらでも採用することができる。前者では誘導モ
ータ以外では通常、印加周波数を固定することにより回
転数を固定することができ、後者では通常、印加電圧を
固定することにより回転数を固定することができる。温
度センサ4、エアフローメータ6、圧力センサ8の信号
はコントローラ9に入力され、コントローラ9は演算結
果に基づいてヒータ3、電磁弁5、ブロワ7のモータM
を駆動制御している。
As the motor M, either an AC motor or a DC motor can be employed. In the former case, the rotation frequency can be usually fixed by fixing the applied frequency except for the induction motor, and in the latter case, the rotation speed can usually be fixed by fixing the applied voltage. The signals from the temperature sensor 4, the air flow meter 6, and the pressure sensor 8 are input to the controller 9, and the controller 9 outputs the motor M of the heater 3, the solenoid valve 5, and the blower 7 based on the calculation result.
Drive control.

【0031】コントローラ9はマイコン(図示せず)を
内蔵する制御装置であって、このマイコンは、入力され
る各種データをデジタルデータに変換後、演算処理して
ヒータ3、電磁弁5及びブロワ7用のモータMを駆動制
御して再生を実行する。12は異常発生時に発報する警
報ブザー12であり、13は再生時期の到来を報知する
ランプであり、14はコントローラ9にフィルタ再生動
作を指令する手動スイッチであり、15は車載バッテリ
である。
The controller 9 is a control device having a microcomputer (not shown) built therein. The microcomputer 9 converts various kinds of input data into digital data, performs arithmetic processing on the converted data, and performs processing on the heater 3, the solenoid valve 5, and the blower 7 The reproduction is executed by controlling the drive of the motor M for driving. Reference numeral 12 denotes an alarm buzzer that issues an alarm when an abnormality occurs. Reference numeral 13 denotes a lamp that notifies the arrival of the regeneration time. Reference numeral 14 denotes a manual switch that instructs the controller 9 to perform a filter regeneration operation. Reference numeral 15 denotes an on-vehicle battery.

【0032】フィルタ2はハニカムセラミックフィルタ
であって、コ−ジェライト又は炭化珪素を素材として円
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−トだけが下流端封栓通気孔及び多孔性隔壁
に捕集される。
The filter 2 is a honeycomb ceramic filter and is fired in a cylindrical shape using cordierite or silicon carbide as a raw material. The filter 2 has a number of vents penetrating both end faces, one of the adjacent vents is plugged at the upstream end and the other is plugged at the downstream end.
Exhaust gas passes through the porous partition between adjacent vents, and only particulates are trapped in the downstream end plug vent and porous partition.

【0033】コントローラ9は、温度センサ4が検出す
る温度が燃焼伝播期間に所定範囲に維持されるようにヒ
ータ3への通電電流をフィードバック制御する。この種
の二値オンオフフィードバック制御については周知であ
るので詳細な説明は省略する。コントローラ9は、ブロ
ワ7のモータMに印加する電圧を無段階に変更可能なイ
ンバータ回路を通じて、交流モータからなるモータMに
給電する。入力されるPWM制御電圧により内蔵のパワ
ースイッチング素子を断続制御してその出力周波数を制
御するインバータ回路については周知の構成であるので
詳細な説明は省略する。また、モータMとして直流モー
タを使用する場合には平均出力直流電圧をPWM制御型
のコンバータで制御して回転数を制御できる。そしてこ
れらの回転数制御によりブロワ7の流量が制御される。
この種のモータ制御回路は周知であるので、詳細な説明
は省略する。
The controller 9 performs feedback control of the current supplied to the heater 3 so that the temperature detected by the temperature sensor 4 is maintained within a predetermined range during the combustion propagation period. This type of binary on / off feedback control is well known, and a detailed description thereof will be omitted. The controller 9 supplies power to the motor M including an AC motor through an inverter circuit capable of changing the voltage applied to the motor M of the blower 7 in a stepless manner. Since the inverter circuit for controlling the output frequency by intermittently controlling the built-in power switching element by the input PWM control voltage has a well-known configuration, detailed description thereof will be omitted. When a DC motor is used as the motor M, the average output DC voltage can be controlled by a PWM control type converter to control the number of revolutions. The flow rate of the blower 7 is controlled by controlling the rotation speed.
Since this type of motor control circuit is well known, a detailed description is omitted.

【0034】以下、このディーゼルエンジンの排気ガス
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10
0から排出された排気ガスは排気管101を通じてフィ
ルタ収容ケース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
が尾管105から外部に排出される。なお、このパティ
キュレ−ト捕集動作時に電磁弁5は遮断され、ヒータ3
及びブロワ7のモータMへの通電も遮断される。
The operation of the exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine will be described below. (Particle collection operation) Diesel engine 10
The exhaust gas discharged from the exhaust pipe 0 is introduced into the filter housing case 1 through the exhaust pipe 101, particulates in the exhaust gas are collected by the filter 2, and the purified exhaust gas is discharged from the tail pipe 105 to the outside. You. During this particulate collection operation, the solenoid valve 5 is shut off and the heater 3
The power supply to the motor M of the blower 7 is also cut off.

【0035】なお、この実施例では、ブロワ7として
は、流量が負荷流体抵抗に負の相関を有する流量特性を
有する形式のものを採用する。この形式のブロワとして
は、たとえば遠心送風形状のものが好適である。 (フィルタ再生時期判定動作)次に、コントローラ9に
より実行されるこのフィルタ2の再生時期判定動作を説
明する。
In this embodiment, a blower having a flow characteristic having a negative correlation with the load fluid resistance is used as the blower 7. As this type of blower, for example, a blower having a centrifugal air blowing shape is preferable. (Filter regeneration timing determination operation) Next, the regeneration timing determination operation of the filter 2 executed by the controller 9 will be described.

【0036】イグニッションスイチ(図示せず)がオン
されると、バッテリ15からコントローラ9に電源電圧
が供給され、これらは初期リセットされて動作を開始す
る。同時に図示しないスタータがエンジンを起動する。
次に、圧力センサ8から圧力Pを読み込み、温度センサ
4から温度Tを読み込む。次に、エンジン運転中であれ
ば、圧力Pが所定のしきい値圧力を超えるかどうかを判
定し、超えればランプ13を点灯してフィルタ再生を要
求する。
When an ignition switch (not shown) is turned on, a power supply voltage is supplied from the battery 15 to the controller 9, and these are reset initially to start operation. At the same time, a starter (not shown) starts the engine.
Next, the pressure P is read from the pressure sensor 8 and the temperature T is read from the temperature sensor 4. Next, if the engine is operating, it is determined whether or not the pressure P exceeds a predetermined threshold pressure, and if so, the lamp 13 is turned on to request the filter to be regenerated.

【0037】(フィルタ再生動作)オペレータがランプ
13の発光を見てフィルタ再生が必要なことを確認し、
エンジン停止期間中にフィルタ再生のためにスイッチ1
4をオンすれば、フィルタ再生ルーチンが実施してフィ
ルタ2を再生する。このフィルタ再生ルーチンを図2に
示すフローチャートおよび図3に示すタイミングチャー
トを参照して以下に説明する。なお、フィルタ再生は、
着火期間、燃焼伝播期間および放冷期間の順に実施され
る。
(Filter regeneration operation) The operator observes the emission of the lamp 13 and confirms that filter regeneration is necessary.
Switch 1 for filter regeneration during engine shutdown
When 4 is turned on, the filter regeneration routine is executed to regenerate the filter 2. This filter regeneration routine will be described below with reference to the flowchart shown in FIG. 2 and the timing chart shown in FIG. In addition, filter regeneration
The ignition period, the combustion propagation period, and the cooling period are performed in this order.

【0038】着火期間において、コントローラ9は、ま
ず電磁弁5を開き、ヒータ3及びモータMへの給電を実
行して加熱空気をフィルタ2に供給してそれを昇温させ
る(S10)。ブロワ駆動用のモータMは、エアフロー
メータ6から出力される検出給気流量値が着火期間目標
給気流量値Q1に維持されるように、モータMの回転数
を制御する。この回転数制御には上記インバータ回路の
出力周波数を制御すればよいが、モータMが直流モータ
の場合にはモータMへ出力する直流電圧の大きさを制御
してもよい。
During the ignition period, the controller 9 first opens the solenoid valve 5, supplies power to the heater 3 and the motor M, supplies heated air to the filter 2, and raises the temperature (S10). The blower driving motor M controls the number of revolutions of the motor M so that the detected supply air flow value output from the air flow meter 6 is maintained at the ignition period target supply air flow value Q1. For this rotation speed control, the output frequency of the inverter circuit may be controlled, but if the motor M is a DC motor, the magnitude of the DC voltage output to the motor M may be controlled.

【0039】次に、再生開始時点からカウントするタイ
マーのカウント時間Tがあらかじめ定められた着火期間
T1に達したら(S12)、次の燃焼伝播期間を開始
し、モータMの回転数を低下させて給気流量Qを着火期
間の給気流量Q1より小さいQ2に減らす(S14)。
この実施例では、タイマー制御により着火期間の長さT
1を決定しているが、温度センサ4をフィルタ2の前端
面に近接ないし接触して設置するなどしてしておけば、
温度センサ4の検出温度はほぼフィルタの前端面温度に
近似するので、検出温度がパティキュレ−ト着火温度を
超えた段階で着火期間を終了することも可能である。
Next, when the count time T of the timer counting from the start of regeneration reaches a predetermined ignition period T1 (S12), the next combustion propagation period starts, and the number of revolutions of the motor M is reduced. The supply air flow Q is reduced to Q2 smaller than the supply air flow Q1 during the ignition period (S14).
In this embodiment, the length of the ignition period T is controlled by timer control.
However, if the temperature sensor 4 is installed close to or in contact with the front end face of the filter 2,
Since the temperature detected by the temperature sensor 4 is almost similar to the temperature of the front end face of the filter, the ignition period can be ended when the detected temperature exceeds the particulate ignition temperature.

【0040】この実施例で、着火期間終了後、給気流量
Q1をQ2に減らすのは、着火領域からの延焼が大きな
給気流量により軸方向へ進行するのを抑止し、フィルタ
前端面をまんべんなく着火させるためである。なお、着
火期間の給気流量を最初からQ2に設定することも考え
られるが着火期間の給気流量が少ないと、フィルタ全体
の昇温ができにくく、フィルタの前端面のみが加熱され
ているにもかかわらずフィルタ後端部の温度上昇が小さ
く、その後の軸方向燃焼伝播に悪影響が生じるためであ
る。
In this embodiment, the reason for reducing the supply air flow Q1 to Q2 after the end of the ignition period is that the spread of fire from the ignition region is prevented from proceeding in the axial direction due to the large supply air flow, and the front end face of the filter is evenly distributed. It is to ignite. It is conceivable to set the supply flow rate during the ignition period to Q2 from the beginning, but if the supply flow rate during the ignition period is small, it is difficult to raise the temperature of the entire filter, and only the front end face of the filter is heated. Nevertheless, the temperature rise at the rear end of the filter is small, and the subsequent axial combustion propagation is adversely affected.

【0041】次に、タイマーが燃焼伝播期間になってか
らT2時間経過したかどうかを調べ(S16)、達した
ら、上記着火後の給気流量抑制により、フィルタの前端
面全体に燃焼伝播面が生じたと判断して、モータMの駆
動周波数を所定値にセットし、ブロワ7の回転数を所定
値に固定する(S18)。この所定値は、通常のパティ
キュレ−ト量において給気流量Q2に近い値とすること
が好ましい。なお、ステップS14、S16は省略可能
である。なお、この実施例では、t2は少なくとも燃焼
伝播期間の前半期間に開始されるように設定する。
Next, it is checked whether or not T2 time has elapsed after the timer reaches the combustion propagation period (S16). When the timer reaches the combustion propagation period, the combustion propagation surface is formed on the entire front end surface of the filter by suppressing the supply air flow after the ignition. When it is determined that this has occurred, the drive frequency of the motor M is set to a predetermined value, and the rotation speed of the blower 7 is fixed to a predetermined value (S18). This predetermined value is preferably a value close to the supply air flow rate Q2 in a normal particulate amount. Steps S14 and S16 can be omitted. In this embodiment, t2 is set to start at least in the first half of the combustion propagation period.

【0042】このようにすると、フィルタ中のパティキ
ュレ−ト残存量が多く、燃焼伝播面がまだ比較的高温の
フィルタの前部にある場合には、給気流量を押さえてそ
の燃焼熱量の増大を抑止し、かつ、軸方向延焼速度がフ
ィルタの径方向各部(特に比較的高温の径方向中心部と
比較的低温の外周部との間で)で軸方向延焼速度がばら
つくのを抑止する。
In this way, when the amount of particulates remaining in the filter is large and the combustion propagation surface is still in front of the relatively high temperature filter, the amount of combustion heat is suppressed by suppressing the supply flow rate. In addition, the axial flame spread speed is prevented from varying at each radial portion of the filter (particularly between a relatively high temperature radial center portion and a relatively low temperature outer peripheral portion).

【0043】そして、フィルタ中のパティキュレ−ト残
存量が減少し、燃焼伝播面がフィルタの後部に移行した
場合には、ブロワ7の負荷流体抵抗の減少により給気流
量を増加させてその燃焼熱量を増大させて燃焼速度を速
め、かつ、フィルタの前端部に比べて温度が低く燃焼速
度が低下しがちなフィルタ後部の燃焼をアシストする。
なお、フィルタ後部における軸方向延焼速度の増大では
残りの軸方向延焼距離は短縮されているので、フィルタ
の径方向各部(特に比較的高温の径方向中心部と比較的
低温の外周部との間で)での軸方向延焼速度が多少ばら
ついても問題とはならない。
When the residual amount of particulates in the filter decreases and the combustion propagation surface shifts to the rear of the filter, the supply flow rate is increased due to the decrease in the load fluid resistance of the blower 7, and the combustion heat quantity is increased. Is increased to increase the combustion speed, and assist the combustion at the rear part of the filter where the temperature is lower than at the front end of the filter and the combustion rate tends to decrease.
As the axial spreading speed at the rear of the filter is increased, the remaining axial spreading distance is shortened. Therefore, the radial portions of the filter (particularly, between the relatively high-temperature radial center portion and the relatively low-temperature outer peripheral portion). However, there is no problem even if the axial spread speed in (2) varies somewhat.

【0044】これにより、フィルタ後部における燃え残
りを低減して再生効率を向上することができる。次に、
t2からの時間があらかじめ決められた所定の一定時間
Tvが経過すれば(S20)、ヒータ3をオフし、給気
流量Qを大きな所定値Q3にセットする(S22)。こ
れにより、フィルタ2は冷たい給気により冷却されて冷
却される。
Thus, the unburned portion at the rear of the filter can be reduced and the regeneration efficiency can be improved. next,
When a predetermined time Tv, which has been determined in advance from time t2, has elapsed (S20), the heater 3 is turned off and the supply air flow Q is set to a large predetermined value Q3 (S22). As a result, the filter 2 is cooled by the cold air supply and cooled.

【0045】次に、t3からの時間があらかじめ決めら
れた所定の放冷期間T3に達すれば(S24)、電磁弁
5をオフし、ブロワ7をオフして再生動作を終了する。
Next, when the time from t3 reaches a predetermined cooling period T3 (S24), the solenoid valve 5 is turned off, the blower 7 is turned off, and the regeneration operation ends.

【0046】[0046]

【実施例2】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図4に示すように、図2のステップS20におい
て、パティキュレ−ト残存量を調べてそれが0であると
判定した時点で燃焼伝播期間を終了し、放冷期間に移行
するようにしたものである。
Embodiment 2 Another embodiment will be described below. In this embodiment, as shown in FIG. 4, at step S20 in FIG. 2, the residual amount of particulates is checked, and when it is determined that the residual amount is 0, the combustion propagation period ends, and the process proceeds to the cooling period. It is like that.

【0047】この実施例では、パティキュレ−ト残存量
が0かどうかを、エアフローメータが検出する給気流量
が所定値に達したかどうかで判定している。このように
すれば、燃焼伝播期間の長さを必要最小限とすることが
できるので、再生時間を短縮することができる。 (変形態様)その他、給気流量の増加率が飽和した時点
またはそれから所定時間後に燃焼伝播期間を終了しても
よい。
In this embodiment, whether or not the residual amount of particulates is 0 is determined by whether or not the supply flow rate detected by the air flow meter has reached a predetermined value. By doing so, the length of the combustion propagation period can be minimized, so that the regeneration time can be shortened. (Modification) In addition, the combustion propagation period may be ended when the rate of increase of the supply air flow is saturated or a predetermined time after that.

【0048】その他、圧力センサ8の検出圧力が所定の
しきい値まで低下したら燃焼伝播期間の終了と判定して
もよく、この検出圧力の低下率変化が飽和した時点また
はそれから所定時間後に燃焼伝播期間を終了してもよ
い。
Alternatively, the end of the combustion propagation period may be determined when the pressure detected by the pressure sensor 8 drops to a predetermined threshold value. The period may end.

【0049】[0049]

【実施例3】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図2のステップS18、S20の代わりに、図5に
示すように、再生開始時点におけるブロワ7を駆動した
状態での圧力センサ8が検出する圧力Pini(または
給気流量Q)に基づいてマップから燃焼伝播期間のTv
期間における給気流量Qの変化パターンを決定するもの
である。
Embodiment 3 Another embodiment will be described below. In this embodiment, instead of steps S18 and S20 in FIG. 2, as shown in FIG. 5, the pressure Pini (or supply air flow rate Q) detected by the pressure sensor 8 when the blower 7 is driven at the start of the regeneration, as shown in FIG. Tv of the combustion propagation period from the map based on
The change pattern of the supply air flow rate Q during the period is determined.

【0050】すなわち、再生開始時点におけるブロワ7
を駆動し、一定の給気流量を供給した時点において、圧
力センサ8が検出する圧力Piniは正確にフィルタ2
の流体抵抗に応じた値となる。そして、フィルタ2の流
体抵抗はパティキュレ−ト量に応じて変化するので、こ
の圧力Piniに基づいてマップから初期パティキュレ
−ト量を良好に正確に推定することができる。
That is, the blower 7 at the start of reproduction
At the time when a constant supply air flow rate is supplied, the pressure Pini detected by the pressure sensor 8 is accurately determined by the filter 2.
Of the fluid resistance. Since the fluid resistance of the filter 2 changes in accordance with the amount of particulates, the initial amount of particulates can be satisfactorily and accurately estimated from a map based on the pressure Pini.

【0051】この初期パティキュレ−ト量と燃焼伝播期
間のTv期間における給気流量Qの変化パターンとフィ
ルタ最高温度とは、一定の関係をもつ。したがって、フ
ィルタ最高温度がその許容温度を超えない範囲によりあ
らかじめ実験により記憶したマップに初期パティキュレ
−ト量を代入して燃焼伝播期間の後半期に可能な最大給
気流量を決定することができる。これにより、再生時間
の短縮と再生効率の向上を最大限に図ることができる。
The initial particulate amount, the change pattern of the supply air flow rate Q during the Tv period of the combustion propagation period, and the filter maximum temperature have a fixed relationship. Therefore, the maximum supply flow rate that can be obtained in the latter half of the combustion propagation period can be determined by substituting the initial particulate amount into a map stored in advance through experiments in a range where the maximum filter temperature does not exceed the allowable temperature. As a result, the reproduction time can be reduced and the reproduction efficiency can be maximized.

【0052】(変形態様)再生直後の圧力センサ8が検
出する圧力Piniの代わりに、燃焼伝播期間に常時、
圧力センサ8により圧力を検出し、この値によりパティ
キュレ−ト残存量を判定することもできる。ただし、こ
の場合には、流量センサにより流量を検出し、この流量
と圧力とからフィルタの流体抵抗すなわちパティキュレ
−ト残存量を検出する必要がある。そして、上記初期パ
ティキュレ−ト量から、現時点で検出したパティキュレ
−ト残存量を差し引いて燃焼したパティキュレ−ト量を
求め、総燃焼熱量を求め、それと燃焼開始からいままで
の時間を求め、フィルタ温度を推定することができる。
そしてこのフィルタ温度に応じて選択された給気流量を
供給することによりフィルタ最高許容温度に達すること
なく給気流量を増大させることができる。
(Modification) Instead of the pressure Pini detected by the pressure sensor 8 immediately after the regeneration, always during the combustion propagation period,
The pressure is detected by the pressure sensor 8 and the residual amount of the particulate can be determined based on the detected pressure. However, in this case, it is necessary to detect the flow rate by the flow rate sensor and to detect the fluid resistance of the filter, that is, the remaining amount of particulates, from the flow rate and the pressure. Then, the amount of burned particulates is obtained by subtracting the remaining amount of particulates detected at the present time from the above-mentioned initial amount of particulates, the amount of burned particulates is obtained, the total amount of combustion heat is obtained, and the time from the start of combustion is obtained. Can be estimated.
By supplying the air supply flow rate selected according to the filter temperature, the air supply flow rate can be increased without reaching the filter maximum allowable temperature.

【0053】[0053]

【実施例4】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図2のステップS18、S20の代わりに、燃焼伝
播期間のTv期間に図6に示すように温度センサ4の検
出温度に基づいて給気流量を徐々に増加するものであ
る。温度センサ4はできるだけフィルタ2に密着させる
ことが好ましい。
Embodiment 4 Another embodiment will be described below. In this embodiment, instead of steps S18 and S20 in FIG. 2, the supply air flow rate is gradually increased based on the temperature detected by the temperature sensor 4 during the Tv period of the combustion propagation period as shown in FIG. It is preferable that the temperature sensor 4 be as close as possible to the filter 2.

【0054】このようにすれば、検出温度がその時点の
基準温度より高い場合には給気流量の増加率を押さえて
フィルタ温度の過昇を抑止し、検出温度がその時点の基
準温度より低い場合には給気流量の増加率を増加して燃
焼を強化し、再生効率向上および再生時間の短縮を図る
ことができる。
In this manner, when the detected temperature is higher than the reference temperature at that time, the rate of increase of the supply air flow is suppressed to prevent the filter temperature from rising excessively, and the detected temperature is lower than the reference temperature at that time. In this case, the rate of increase of the supply air flow rate is increased to enhance combustion, thereby improving regeneration efficiency and shortening regeneration time.

【0055】[0055]

【実施例5】他の実施例を次に説明する。この実施例
は、図2のステップS18とS20の間で、検出した給
気流量Qに負の相関を有するようにヒータ3への通電電
力を制御するものである。給気流量Qの増大は、燃焼を
盛んとしてフィルタ後部における燃え残り低減に効果的
であるが、燃焼熱の発生量を増大するのでフィルタ温度
が増加し過ぎる場合が生じる。
Embodiment 5 Next, another embodiment will be described. In this embodiment, the power supply to the heater 3 is controlled so that the detected supply air flow rate Q has a negative correlation between steps S18 and S20 in FIG. Increasing the supply air flow rate Q is effective in reducing combustion residue at the rear of the filter by increasing combustion, but the amount of combustion heat is increased, so that the filter temperature may increase too much.

【0056】この実施例においては、燃焼伝播期間の後
半期間において給気流量を増大してパティキュレ−ト焼
失速度を高めるものの、ヒータから空気を通じてフィル
タに与える熱量を減らすので、フィルタ温度過昇を抑止
しつつ、再生時間短縮、再生効率向上を図ることができ
るという優れた効果を奏することができる。 (変形態様)なお、この実施例では、給気流量Qに応じ
てヒータ電力を変更したが、給気流量の連動することな
く、給気流量が徐々に増大する燃焼伝播期間の後半期間
に自動的にヒータ温度を徐々に低減してもよい。
In this embodiment, although the supply air flow rate is increased in the latter half of the combustion propagation period to increase the burning rate of particulates, the amount of heat applied to the filter from the heater through the air is reduced, so that the filter temperature is prevented from rising excessively. In addition, it is possible to achieve an excellent effect that the reproduction time can be reduced and the reproduction efficiency can be improved. (Modification) In this embodiment, the heater power is changed according to the supply air flow rate Q. However, the heater power is not linked with the supply air flow rate, but is automatically set in the latter half of the combustion propagation period in which the supply air flow rate gradually increases. Alternatively, the heater temperature may be gradually reduced.

【0057】(変形態様)なお、この実施例では、給気
流量Qに応じてヒータ電力を変更したが、燃焼により発
生する熱量に関連する他の検出量たとえば圧力や、給気
流量と圧力との両方に応じてヒータ電力を制御してもよ
い。
(Modification) In this embodiment, the heater power is changed according to the supply air flow rate Q. However, other detected quantities related to the amount of heat generated by combustion, such as pressure, the supply air flow rate and the pressure, The heater power may be controlled according to both.

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

【図1】本発明のディーゼルエンジンの排気ガス浄化装
置の一実施例を示すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram showing one embodiment of an exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine of the present invention.

【図2】実施例1における再生制御動作を示すフローチ
ャートである。
FIG. 2 is a flowchart illustrating a reproduction control operation according to the first embodiment.

【図3】実施例1における再生制御時の温度および給気
流量の変化を示すタイミングチャートである。
FIG. 3 is a timing chart showing changes in temperature and supply air flow during regeneration control in the first embodiment.

【図4】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。
FIG. 4 is a flowchart showing reproduction control in another embodiment.

【図5】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。
FIG. 5 is a flowchart showing reproduction control in another embodiment.

【図6】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。
FIG. 6 is a flowchart showing reproduction control in another embodiment.

【図7】他の実施例における再生制御を示すフローチャ
ートである。
FIG. 7 is a flowchart showing reproduction control in another embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2はフィルタ、3はヒータ(加熱手段)、6はエアフロ
ーメータ(給気流量関連物理量検出手段)、7はブロワ
(給気手段)、9はコントローラ(加熱制御手段、給気
制御手段)
2 is a filter, 3 is a heater (heating means), 6 is an air flow meter (physical quantity detection means relating to air supply flow), 7 is a blower (air supply means), 9 is a controller (heating control means, air supply control means)

Claims (10)

【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介設され
てパティキュレ−トを捕集するフィルタ、 前記フィルタに堆積されたパティキュレ−トを加熱する
加熱手段、 前記パティキュレ−ト燃焼のために前記フィルタに給気
する給気手段、 パティキュレ−ト着火時点近傍までの着火期間、着火し
た前記パティキュレ−トを延焼させる燃焼伝播期間、及
び、前記燃焼伝播期間後に前記フィルタを冷却する放冷
期間からなる再生期間に前記加熱手段の発生熱量を制御
する加熱制御手段、及び、 前記再生期間に前記給気手段の給気流量を制御する給気
制御手段、 を備えるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置におい
て、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の少なくとも後
半期間に、前記給気手段の給気流量が前記パティキュレ
−トの残存量に負の相関を有するように前記給気流量を
無段階または多段階に変化させることを特徴とするディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
1. A filter provided in an exhaust path of a diesel engine for collecting particulates, heating means for heating the particulates deposited on the filter, and a filter for burning the particulates An air supply means for supplying air to the filter, an ignition period up to near the point at which the particulate is ignited, a combustion propagation period for spreading the ignited particulate, and a cooling period for cooling the filter after the combustion propagation period. A heating control unit that controls the amount of heat generated by the heating unit during a regeneration period; and an air supply control unit that controls an air supply flow rate of the air supply unit during the regeneration period. The air supply control means determines that the air supply flow rate of the air supply means is at least the remaining amount of the particulates during at least the latter half of the combustion propagation period. An exhaust gas purification system for a diesel engine, wherein the air supply flow rate changing steplessly or multistage so as to have a negative correlation.
【請求項2】請求項1記載のディーゼルエンジンの排気
ガス浄化装置において、 前記給気手段は、前記残存量に負の相関を有して給気流
量が変化する特性を有し、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の少なくとも後
半期間の少なくとも一部にて前記給気手段の回転数制御
用の電気パラメータを固定する制御を行うことを特徴と
するディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
2. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein the air supply means has a characteristic that the air supply flow rate changes with a negative correlation with the remaining amount. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein the control means performs control for fixing an electric parameter for controlling a rotation speed of the air supply means in at least a part of at least a latter half of the combustion propagation period.
【請求項3】請求項1記載のディーゼルエンジンの排気
ガス浄化装置において、 前記パティキュレ−トの残存量に関連する物理量を検出
する残存量関連物理量検出手段を有し、 前記給気制御手段は、前記物理量に基づいて前記給気流
量が前記パティキュレ−トの残存量に負の相関を有する
ように前記燃焼伝播期間に前記給気手段を駆動する制御
を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス
浄化装置。
3. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, further comprising: a remaining quantity-related physical quantity detecting means for detecting a physical quantity related to the remaining quantity of the particulates; Exhaust gas for a diesel engine, wherein control is performed to drive the air supply means during the combustion propagation period so that the air supply flow rate has a negative correlation with the remaining amount of the particulates based on the physical quantity. Purification device.
【請求項4】請求項1ないし3のいずれか記載のディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気流量に関連する物理量を検出する給気流量関連
量検出手段を有し、 前記給気制御手段は、前記給気流量に関連する物理量に
基づいて前記給気流量が所定値に達したと判定した時点
で前記燃焼伝播期間を終了させることを特徴とするディ
ーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
4. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, further comprising a supply flow rate related quantity detecting means for detecting a physical quantity related to the supply flow rate, wherein the charge control is performed. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein the means terminates the combustion propagation period when it is determined that the supply flow rate has reached a predetermined value based on a physical quantity related to the supply flow rate.
【請求項5】請求項1ないし4のいずれか記載のディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の前記初期期間
に所定の前記給気流量にて前記給気手段を駆動すること
を特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
5. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein said air supply control means controls said air supply at a predetermined air supply flow rate during said initial period of said combustion propagation period. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, characterized by driving a gas means.
【請求項6】請求項1ないし5のいずれか記載のディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気制御手段は、前記着火期間に前記給気流量を所
定値とすることを特徴とするディーゼルエンジンの排気
ガス浄化装置。
6. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein said air supply control means sets said air supply flow rate to a predetermined value during said ignition period. Engine exhaust gas purification device.
【請求項7】請求項1ないし6のいずれか記載のディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記給気制御手段は、前記放冷期間に前記給気流量を所
定値とすることを特徴とするディーゼルエンジンの排気
ガス浄化装置。
7. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein said air supply control means sets said air supply flow rate to a predetermined value during said cooling period. Exhaust gas purification equipment for diesel engines.
【請求項8】請求項1ないし7のいずれか記載のディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置において、 前記加熱制御手段は、前記燃焼伝播期間における前記給
気手段の給気流量増大運転時に前記加熱手段の発生する
熱量を低減させることを特徴とするディーゼルエンジン
の排気ガス浄化装置。
8. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 1, wherein said heating control means controls said heating means during an operation of increasing a supply flow rate of said supply means during said combustion propagation period. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein the amount of generated heat is reduced.
【請求項9】ディ−ゼルエンジンの排気経路に介設され
てパティキュレ−トを捕集するフィルタ、 前記フィルタに堆積されたパティキュレ−トを加熱する
加熱手段、 前記パティキュレ−ト燃焼のために前記フィルタに給気
する給気手段、 パティキュレ−ト着火時点近傍までの着火期間、着火し
た前記パティキュレ−トを延焼させる燃焼伝播期間、及
び、前記燃焼伝播期間後に前記フィルタを冷却する放冷
期間からなる再生期間に前記加熱手段の発生熱量を駆動
制御する加熱制御手段、及び、 前記再生期間に前記給気手段の給気流量を駆動制御する
給気制御手段、 を備えるディーゼルエンジンの排気ガス浄化装置におい
て、 前記フィルタの温度に関連する物理量を検出する温度関
連物理量検出手段を備え、 前記給気制御手段は、前記燃焼伝播期間の少なくとも後
半期間に前記物理量に基づいて前記温度が所定の許容範
囲から逸脱しない範囲で前記給気流量を増大させる制御
を行うことを特徴とするディーゼルエンジンの排気ガス
浄化装置。
9. A filter interposed in an exhaust path of a diesel engine for collecting particulates, heating means for heating the particulates deposited on the filter, and a filter for burning the particulates. An air supply means for supplying air to the filter, an ignition period up to near the point at which the particulate is ignited, a combustion propagation period for spreading the ignited particulate, and a cooling period for cooling the filter after the combustion propagation period. A heating control unit that drives and controls the amount of heat generated by the heating unit during a regeneration period; and an air supply control unit that drives and controls an air supply flow rate of the air supply unit during the regeneration period. And a temperature-related physical quantity detecting means for detecting a physical quantity related to the temperature of the filter. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein control is performed to increase the supply air flow rate within a range in which the temperature does not deviate from a predetermined allowable range based on the physical quantity during at least a latter half of a seeding period.
【請求項10】請求項9記載のディーゼルエンジンの排
気ガス浄化装置において、 前記加熱制御手段は、前記着火後における前記給気手段
の給気流量増大運転時に前記加熱手段の発生する熱量を
前記物理量に基づいて前記内部温度が所定の許容範囲か
ら逸脱しない範囲で低減させることを特徴とするディー
ゼルエンジンの排気ガス浄化装置。
10. The exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine according to claim 9, wherein the heating control means calculates the heat quantity generated by the heating means during the operation of increasing the air supply flow rate of the air supply means after the ignition. An exhaust gas purifying apparatus for a diesel engine, wherein the internal temperature is reduced within a range that does not deviate from a predetermined allowable range based on the following.
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