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JP2003254044A - Regeneration control device for particulate filter - Google Patents

Regeneration control device for particulate filter

Info

Publication number
JP2003254044A
JP2003254044A JP2002060189A JP2002060189A JP2003254044A JP 2003254044 A JP2003254044 A JP 2003254044A JP 2002060189 A JP2002060189 A JP 2002060189A JP 2002060189 A JP2002060189 A JP 2002060189A JP 2003254044 A JP2003254044 A JP 2003254044A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
particulate filter
control device
particulate
pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2002060189A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shuichi Nakamura
村 秀 一 中
Akira Kawakami
上 彰 川
Naomichi Koike
池 尚 道 小
Hisashi Akagawa
川 久 赤
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.)
UD Trucks Corp
Original Assignee
UD Trucks Corp
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 UD Trucks Corp filed Critical UD Trucks Corp
Priority to JP2002060189A priority Critical patent/JP2003254044A/en
Publication of JP2003254044A publication Critical patent/JP2003254044A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a regeneration control device for a particulate filter having a fail/safe function at a low cost which prevents a failure of a fuel consumption and can cope with a specific operation condition and an abnormality of various kinds of detection means. <P>SOLUTION: The regeneration control device for the particulate filter has a branched part (5) provided on a midway of an exhaust system (4); a plurality of branched pipes (6, 7) disposed in parallel at a downstream of the branched part (5); and a plurality of particulate filter (F1, F2) interposed on a plurality of branched pipes (6, 7). In the particulate filters (F1, F2), electric heaters (Fh1, Fh2) are provided at an upstream side and filter bodies (Ff1, Ff2) are provided at a downstream side. Directional control valves (V1, V2) are interposed at an area between the branched part (5) of a plurality of branched pipes (6, 7) and a plurality of particulate filters (F1, F2). <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明が属する技術分野】本発明は、内燃機関の電気ヒ
ータを用いた交互再生式パティキュレートフィルタの再
生制御装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a regeneration control device for an alternating regeneration type particulate filter using an electric heater of an internal combustion engine.

【0002】[0002]

【従来の技術】ディーゼルエンジンで排出される排気ガ
ス中に含まれる所謂「パティキュレートマター(P
M)」を除去する為のディーゼルパティキュレートフィ
ルタ(DPF)(以降、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタをDPFと略記する)は、フィルタによって捕集
されたPMを触媒の酸化作用により除去する触媒方式
と、フィルタによって捕集された煤をバーナによって燃
してしまう(フィルタを再生する)ことにより煤中に含
まれるPMを除去するバーナー方式と、フィルタによっ
て捕集された煤を電気ヒータによって燃してしまう(フ
ィルタを再生する)ことにより煤中に含まれるPMを除
去する電気ヒータ方式と、に大別される。
2. Description of the Related Art So-called "particulate matter (P) contained in exhaust gas emitted from a diesel engine
M) ”for removing diesel particulate filter (DPF) (hereinafter, diesel particulate filter is abbreviated as DPF) is a catalyst system that removes PM trapped by the filter by the oxidizing action of the catalyst. Burner burns the soot collected by the burner (regenerates the filter) to remove PM contained in the soot, and burns the soot collected by the filter with an electric heater ( It is roughly classified into an electric heater system in which PM contained in soot is removed by regenerating a filter).

【0003】触媒方式は、触媒であるフィルタ本体が高
価であり、且触媒は排気温度が高温(200〜300℃
以上)でないと触媒としての機能が働かない。したがっ
て、エンジンが長時間、低速且低負荷で運転されるよう
な場合は煤が溜まり過ぎてフィルタの目詰まりが生じ易
く、ハウジングの破損にも繋がりかねない。
In the catalyst system, the filter body, which is a catalyst, is expensive, and the exhaust temperature of the catalyst is high (200 to 300 ° C.).
Otherwise, the function as a catalyst will not work. Therefore, when the engine is operated for a long time at a low speed and a low load, the soot is excessively accumulated and the filter is likely to be clogged, and the housing may be damaged.

【0004】バーナ方式は、熱量100〜200kW程
度のバーナと助燃ポンプを有しており、システムが複雑
化して高価となる。
The burner system has a burner with an amount of heat of about 100 to 200 kW and an auxiliary combustion pump, which makes the system complicated and expensive.

【0005】電気ヒータ方式は、上述の触媒方式及びバ
ーナ方式での問題は無いが、車両に搭載されるジェネレ
ータ(発電機)の容量がせいぜい2〜3kWである為、
電気ヒータの容量が限られる。しかし、フィルタに捕集
した煤の燃焼には600℃以上の温度が必要であり、フ
ィルタ1個に排気全流を流しながら加熱する場合には2
00kW程度が必要となる。
The electric heater system has no problem with the above-mentioned catalyst system and burner system, but since the capacity of the generator (generator) mounted on the vehicle is at most 2-3 kW,
The capacity of the electric heater is limited. However, the temperature of 600 ° C. or higher is required for burning the soot collected in the filter, and it is 2 when heating the exhaust gas through one filter while heating.
About 00 kW is required.

【0006】そこで、排気系に複数のDPFを並列に設
け、煤が溜まったら順に切り換えて電気ヒータで再生を
行う方法が提案されている。
Therefore, a method has been proposed in which a plurality of DPFs are provided in parallel in the exhaust system, and when soot is accumulated, the soots are switched in order and regenerated by an electric heater.

【0007】そのような複数の電気ヒータ式DPFによ
るフィルタ再生(捕集した煤の焼却)は、煤が過剰に捕
集された時に行うと、フィルタ温度が高温になり過ぎ、
フィルタの亀裂や溶損を生じる場合がある。
If such filter regeneration (incineration of collected soot) by a plurality of electric heater type DPFs is performed when the soot is excessively collected, the filter temperature becomes too high,
This may cause cracking or melting of the filter.

【0008】一方、煤が少量の段階で再生すると再生不
良となる。また通電頻度が高まり、電力消費が増加す
る。その為エンジンを運転中に常時的確な捕集量(煤の
詰まり具合)を検知することが重要となる。
On the other hand, if the soot is regenerated in a small amount, reproduction becomes defective. In addition, the frequency of energization increases and power consumption increases. Therefore, it is important to detect an accurate collection amount (soot clogging condition) while the engine is operating.

【0009】捕集量を示す指標としては、フィルタ圧損
やエンジン回転及び吸気圧力等から刻々の圧損係数を算
出する方法が有効である。
As an index showing the collected amount, a method of calculating the pressure loss coefficient every moment from the filter pressure loss, the engine rotation, the intake pressure and the like is effective.

【0010】しかし、長時間のアイドリング又は低速運
転や、逆に連続高速運転等の場合、或いは各種センサの
信号異常により、捕集量の推定計算値(圧損係数)が設
定値に達する以前にフィルタ前の圧力が異常に高くなっ
た場合には、エンジンの背圧が高くなり過ぎ、燃費が悪
化することに加え、DPFケーシングや排気管の破損を
来す恐れがある。
However, in the case of idling for a long time or low speed operation, on the contrary, continuous high speed operation, or due to signal anomalies of various sensors, the filter before the estimated calculation value (pressure loss coefficient) of the trapped amount reaches the set value. If the previous pressure becomes abnormally high, the back pressure of the engine will become too high, fuel consumption will deteriorate, and the DPF casing and the exhaust pipe may be damaged.

【0011】又、圧力検出手段自体の不具合により、目
詰まり検出が正常に出来ない場合のフェールセーフが確
立していないという問題を抱えている。
Further, there is a problem that fail-safe is not established when the clogging cannot be detected normally due to a malfunction of the pressure detecting means itself.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述した従
来技術の問題点に鑑みて提案されたものであり、廉価
で、燃費悪化を防止し、特殊な運転条件に対応出来、各
種検出手段の異常にも対応できるようなフェールセーフ
機能を有したパティキュレートフィルタの再生制御装置
の提供を目的としている。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed in view of the above-mentioned problems of the prior art, is inexpensive, can prevent deterioration of fuel consumption, can cope with special driving conditions, and can be used as various detecting means. An object of the present invention is to provide a particulate filter regeneration control device having a fail-safe function capable of coping with the above abnormality.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明のパティキュレー
トフィルタの再生制御装置は、排気系(4)の途中に設
けた分岐部(5)と、該分岐部(5)の下流に並列に配
置された複数の分岐管(6、7)と、該複数の分岐管
(6、7)の各々に介装された複数のパティキュレート
フィルタ(F1、F2)と、を有するパティキュレート
フィルタの再生制御装置において、前記パティキュレー
トフィルタ(F1、F2)は上流側に電気ヒータ(Fh
1、Fh2)を、下流側にフィルタ本体(Ff1、Ff
2)を内装し、前記複数の分岐管(6、7)各々の前記
分岐部(5)と前記複数のパティキュレートフィルタ
(F1、F2)の間の領域に切替弁(V1、V2)を介
装したことを特徴としている。
A particulate filter regeneration control device according to the present invention is arranged in parallel with a branch portion (5) provided in the middle of an exhaust system (4) and downstream of the branch portion (5). Control of a particulate filter having a plurality of branched pipes (6, 7) and a plurality of particulate filters (F1, F2) interposed in each of the plurality of branched pipes (6, 7) In the apparatus, the particulate filter (F1, F2) is provided with an electric heater (Fh) on the upstream side.
1, Fh2) to the downstream side of the filter body (Ff1, Ff
2) is installed, and a switching valve (V1, V2) is interposed in a region between the branch portion (5) of each of the plurality of branch pipes (6, 7) and the plurality of particulate filters (F1, F2). It is characterized by wearing.

【0014】又、本発明のパティキュレートフィルタ
(DPF)の再生制御装置は、制御手段(9)と、前記
パティキュレートフィルタ(F1、F2)上流の圧力及
び大気圧を検出する圧力検出手段(Sa、Sp)と、エ
ンジン回転数検出手段(Sn)及びエンジン吸気圧セン
サ(Sb)とを有し、前記制御手段(9)は、前記圧力
検出手段(Sp)の出力信号と、前記エンジン回転数検
出手段(Sn)の検出信号とによって煤の捕集量を推定
し、推定捕集量が所定値を超えたフィルタ(Ff1また
はFf2)側の切替弁(V1またはV2)を閉鎖すると
共に同じ側の電気ヒータ(Fh1またはFh2)への通
電(フィルタの再生)を所定時間行い、別のフィルタ
(Ff2またはFf1)側の切替弁(V2またはV1)
を開く様に制御することを特徴としている。さらに、本
発明によれば、複数の圧力検出手段からフィルタ圧損を
算出し、それが所定値を越えた場合、再生するようにな
っている。そして、本発明によれば、捕集時間が所定値
を越えた場合再生するようになっている。
Further, the particulate filter (DPF) regeneration control device of the present invention comprises a control means (9) and a pressure detection means (Sa) for detecting the pressure upstream of the particulate filters (F1, F2) and the atmospheric pressure. , Sp), engine speed detection means (Sn) and engine intake pressure sensor (Sb), and the control means (9) outputs the output signal of the pressure detection means (Sp) and the engine speed. The soot collection amount is estimated by the detection signal of the detection means (Sn), and the switching valve (V1 or V2) on the filter (Ff1 or Ff2) side where the estimated collection amount exceeds a predetermined value is closed and the same side is closed. Electricity to the electric heater (Fh1 or Fh2) is regenerated (regeneration of the filter) for a predetermined time, and a switching valve (V2 or V1) on another filter (Ff2 or Ff1) side
It is characterized by controlling to open. Further, according to the present invention, the filter pressure loss is calculated from a plurality of pressure detecting means, and when it exceeds a predetermined value, the filter pressure loss is regenerated. And according to the present invention, when the collection time exceeds a predetermined value, it is regenerated.

【0015】上述の構成を有するパティキュレートフィ
ルタ「PF」の再生制御装置の制御方法は、制御手段
(9)が上記各種センサ(Sp、Sn、Sa、Sb)に
異常が発生しているか否かを判断する異常発生判断工程
(S3)と、各種センサ(Sp、Sn、Sa、Sb)の
何れかに異常が発生している場合に前記電気ヒータ(F
h1、Fh2)を非通電にする通電遮断工程(S4)と
を含むことが望ましい(図2)。
In the control method of the regeneration control device for the particulate filter "PF" having the above-mentioned structure, the control means (9) determines whether or not the various sensors (Sp, Sn, Sa, Sb) are abnormal. The abnormality generation determination step (S3) for determining whether or not any of the various sensors (Sp, Sn, Sa, Sb) is abnormal, and the electric heater (F
It is desirable to include an energization interruption step (S4) of deenergizing h1 and Fh2) (FIG. 2).

【0016】また、上述の構成を有するパティキュレー
トフィルタ「PF」の再生制御装置の制御方法は、制御
手段(9)が、前記圧力検出手段(Sp、Sa、Sb)
と、エンジン回転数検出手段(Sn)との出力信号に基
づいて、フィルタ(Ff1、Ff2)の煤の詰まり量を
推定計算し、煤の詰まり量が所定値以上であるか否かを
判定する煤詰まり量判定工程(S11、S12、S1
3)と、煤詰まり量が所定値以上の場合に、前記切替弁
(V1、V2)を切替える切替弁切替え工程(S14)
と、煤の詰まり量が所定値以上でない場合は、前記電気
ヒータ(Fh1、Fh2)を非通電にする通電遮断工程
(S16)とを含むことが望ましい(図3)。
Further, in the control method of the regeneration control device for the particulate filter "PF" having the above-mentioned structure, the control means (9) has the pressure detection means (Sp, Sa, Sb).
And the soot clogging amount of the filters (Ff1, Ff2) is estimated and calculated based on the output signal from the engine speed detecting means (Sn), and it is determined whether or not the soot clogging amount is equal to or greater than a predetermined value. Soot clogging amount determination process (S11, S12, S1
3) and a switching valve switching step (S14) of switching the switching valve (V1, V2) when the soot clogging amount is equal to or larger than a predetermined value.
It is desirable to include an energization interruption step (S16) of de-energizing the electric heaters (Fh1, Fh2) when the clogging amount of soot is not more than a predetermined value (FIG. 3).

【0017】ここで、フィルタの煤の詰まり量を推定計
算するに際して、刻々のエンジン回転数及び吸気圧とそ
の時点での(「PF」における圧損(フィルタ前後の圧
力差)によって算出することが出来る。
Here, when the filter soot clogging amount is estimated and calculated, it can be calculated by the engine speed and intake pressure at every moment and the pressure loss (pressure difference before and after the filter) at "PF" at that time. .

【0018】また、上述の構成を有するパティキュレー
トフィルタ「PF」の再生制御装置の制御方法は、制御
手段(9)が、パティキュレートフィルタ(F1、F
2)上流の温度に応じてヒータ(Fh1、Fh2)の電
流をデューティー制御するデューティー制御工程(S2
2)と、再生時間が所定値以上となったか否かを判定す
る経過時間判定工程(S24)と、再生時間が所定値以
上となった場合に、ヒータ(Fh1、Fh2)を非通電
にする通電遮断工程(S25)とを含むことが望ましい
(図4)。
Further, in the control method of the regeneration control device for the particulate filter "PF" having the above-mentioned structure, the control means (9) has the particulate filters (F1, F).
2) Duty control step (S2) in which the current of the heaters (Fh1, Fh2) is duty controlled according to the upstream temperature.
2), an elapsed time determination step (S24) for determining whether or not the regeneration time has become a predetermined value or more, and the heaters (Fh1, Fh2) are de-energized when the regeneration time has become a predetermined value or more. It is desirable to include the energization interruption step (S25) (FIG. 4).

【0019】上述した様な構成を具備する本発明のディ
ーゼルパティキュレートフィルタの再生制御装置によれ
ば、電気ヒータ(Fh1、Fh2)を内装した複数のパ
ティキュレートフィルタ(F1、F2)を備えて、交互
に捕集、再生を行うので、個々のパティキュレートフィ
ルタは小型化出来、車両への搭載も容易となる。
According to the regeneration control device for a diesel particulate filter of the present invention having the above-described structure, the diesel particulate filter regeneration control device is provided with a plurality of particulate filters (F1, F2) in which electric heaters (Fh1, Fh2) are installed. Since they are alternately collected and regenerated, the individual particulate filters can be downsized and can be easily mounted on the vehicle.

【0020】フィルタ(Ff1、Ff2)の再生に際し
ては、複数のパティキュレートフィルタ(F1、F2)
の内の1台に順に閉弁して再生させればよく、従って再
生に要する電力は大幅に抑制出来、既存のジェネレータ
が使用出来る。
When reproducing the filters (Ff1, Ff2), a plurality of particulate filters (F1, F2) are used.
It is sufficient to sequentially close and regenerate one of the above, and therefore the power required for regeneration can be greatly suppressed and the existing generator can be used.

【0021】制御手段(9)は、例えば、圧力検出手段
(Sp、Sa、Sb)と、エンジン回転数検出手段(S
n)との出力信号に基づいて、フィルタの煤の詰まり量
を推定計算し、煤詰まり量が所定値以上の場合に、前記
切替弁(V1、V2)を切替え、煤の詰まり量が所定値
以上でない場合は、前記電気ヒータ(Fh1、Fh2)
を非通電にするように制御するので、煤の過捕集による
フィルタ(F1、F2)の損傷を防止出来る。又複数の
圧力検出手段からフィルタ圧損を算出し、それが所定値
を越えた場合、再生するようにし、又は捕集時間が所定
値を越えた場合再生するようにしたので、長時間のアイ
ドリング又は低速運転や、逆に連続高速運転等の場合、
或いは各種センサの信号異常により、捕集量の推定計算
値(圧損係数)が設定値に達する以前にフィルタ前の圧
力が異常に高くなった場合に、エンジンの背圧が高くな
り過ぎたり、燃費が悪化したりDPFケーシングや排気
管の破損する恐れがなくなる。
The control means (9) is, for example, a pressure detecting means (Sp, Sa, Sb) and an engine speed detecting means (S).
n), the amount of soot clogging of the filter is estimated and calculated, and when the amount of soot clogging is equal to or greater than a predetermined value, the switching valve (V1, V2) is switched so that the amount of soot clogging becomes a predetermined value. Otherwise, the electric heater (Fh1, Fh2)
Is controlled so that it is not energized, so that damage to the filters (F1, F2) due to excessive trapping of soot can be prevented. Also, the filter pressure loss is calculated from a plurality of pressure detecting means, and if it exceeds a predetermined value, it is regenerated, or if the collection time exceeds a predetermined value, it is regenerated. In the case of low speed operation or, conversely, continuous high speed operation,
Alternatively, if the pressure before the filter becomes abnormally high before the estimated calculation value (pressure loss coefficient) of the collected amount reaches the set value due to the signal abnormality of various sensors, the back pressure of the engine becomes too high or the fuel consumption is reduced. Does not become worse or the DPF casing or the exhaust pipe is not damaged.

【0022】制御手段(9)のパティキュレートフィル
タ(F1、F2)の再生制御方法には、各種の検出手段
(センサ類Sp、Sn、Sa、Sb)が異常となった際
に、前記電気ヒータ(Fh1、Fh2)を非通電にする
フェールセーフ機能を有しているので、異常が発生した
場合でもヒータ等が破損することは無い。
The regeneration control method of the particulate filter (F1, F2) of the control means (9) is based on the electric heater when various detection means (sensors Sp, Sn, Sa, Sb) become abnormal. Since it has a fail-safe function of de-energizing (Fh1, Fh2), even if an abnormality occurs, the heater or the like is not damaged.

【0023】制御手段(9)は、パティキュレートフィ
ルタ(F1、F2)上流の温度に応じてヒータ(Fh
1、Fh2)の電流をデューティー制御するので、消費
電力を最小限に押さえ、且過加熱によるヒータの焼損や
フィルタ本体の溶損を防ぐことが出来る。
The control means (9) controls the heater (Fh) according to the temperature upstream of the particulate filters (F1, F2).
Since the current of (1) and (Fh2) is duty controlled, it is possible to minimize power consumption and prevent burnout of the heater and melting damage of the filter body due to overheating.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して、本発
明の実施形態を説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.

【0025】先ず、図1及び図2を参照して、第1実施
形態を説明する。エンジン1の排気マニフォルド2には
ターボチャージャ3を介して排気管4が接続されてい
る。該排気管4には分岐部5が接続され、該分岐部5に
は第1の分岐管6と、第2の分岐管7が接続されてい
る。そして、前記第1の分岐管6の後端6aと、前記第
2の分岐管7の後端7aとは1本のテールパイプ8に合
流する様に接続されている。
First, the first embodiment will be described with reference to FIGS. An exhaust pipe 4 is connected to an exhaust manifold 2 of the engine 1 via a turbocharger 3. A branch portion 5 is connected to the exhaust pipe 4, and a first branch pipe 6 and a second branch pipe 7 are connected to the branch portion 5. Then, the rear end 6a of the first branch pipe 6 and the rear end 7a of the second branch pipe 7 are connected so as to merge into one tail pipe 8.

【0026】前記第1の分岐管6には、上流側に第1の
切替弁V1が、下流側に第1のディーゼルパティキュレ
ートフィルタ「DPF」(請求項1、2ではパティキュ
レートフィルタ:以降、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタを「DPF」と略記する)F1が介装されてい
る。そして、前記第2の分岐管7には、上流側に第2の
切替弁V2が、下流側に第2の「DPF」F2が介装さ
れている。
The first branch pipe 6 is provided with a first switching valve V1 on the upstream side and a first diesel particulate filter "DPF" on the downstream side (in claims 1 and 2, the particulate filter: hereinafter, The diesel particulate filter is abbreviated as "DPF") F1. The second branch pipe 7 is provided with a second switching valve V2 on the upstream side and a second "DPF" F2 on the downstream side.

【0027】前記第1の「DPF」F1には、「DP
F」を構成する第1のケーシングFa1の上流側に第1
の電気ヒータFh1を、下流側に第1のフィルタ本体F
f1を内装している。又、前記第2の「DPF」F2に
は、「DPF」を構成する第2のケーシングFa2の上
流側に第2の電気ヒータFh2を、下流側に第2のフィ
ルタ本体Ff2を内装している。
The first "DPF" F1 contains "DP
The first casing Fa1 constituting the F ”is provided on the upstream side of the first casing Fa1.
The electric heater Fh1 of the first filter main body F on the downstream side.
It is equipped with f1. In the second "DPF" F2, a second electric heater Fh2 is installed on the upstream side of the second casing Fa2 forming the "DPF" and a second filter body Ff2 is installed on the downstream side. .

【0028】前記分岐部5にはフィルタ上流圧を検出す
る検出手段である圧力センサSpが取付けられている。
又、前記エンジン1にはエンジン回転数を検出するエン
ジン回転センサSnが取り付けられている。そして該圧
力センサSpと該エンジン回転センサSnは共に入力信
号ラインLiによって制御手段であるコントローラ9に
接続されている。
A pressure sensor Sp, which is a detecting means for detecting the filter upstream pressure, is attached to the branch portion 5.
Further, the engine 1 is provided with an engine rotation sensor Sn for detecting the engine speed. The pressure sensor Sp and the engine rotation sensor Sn are both connected to the controller 9 as a control means by an input signal line Li.

【0029】前記第1の切替弁V1には第1のソレノイ
ド弁SV1を介装した第1の(ソレノイド弁の作動用)
エア供給ラインLa1が連通している。又、前記第2の
切替弁V2には第2のソレノイド弁SV2を介装した第
2の(ソレノイド弁の作動用)エア供給ラインLa2が
連通している。
A first solenoid valve (for actuation of the solenoid valve) is provided with a first solenoid valve SV1 on the first switching valve V1.
The air supply line La1 communicates. Further, a second (for operating the solenoid valve) air supply line La2 having a second solenoid valve SV2 interposed therein communicates with the second switching valve V2.

【0030】前記第1のソレノイド弁SV1及び前記第
2のソレノイド弁SV2は出力信号ラインLoによって
前記コントローラ9に接続されている。
The first solenoid valve SV1 and the second solenoid valve SV2 are connected to the controller 9 by an output signal line Lo.

【0031】又、前記第1の電気ヒータFh1及び前記
第2の電気ヒータFh2は、前記コントローラ9を介し
てバッテリー30の電力、又はエンジン1によって駆動
されるジェネレータ20で発電された電力を電力供給ラ
インLe、Ldによって供給される。図中Fはフューズ
である。
The first electric heater Fh1 and the second electric heater Fh2 supply the electric power of the battery 30 or the electric power generated by the generator 20 driven by the engine 1 through the controller 9. It is supplied by lines Le, Ld. In the figure, F is a fuse.

【0032】前記第1のフィルタ本体Ff1の直前、及
び第2のフィルタ本体Ff2の直前には夫々フィルタの
温度を検出するための第1の温度センサT1、及び第2
の温度センサT2とが設置され、共に信号ラインLtに
よってコントローラ9に接続されている。
Immediately before the first filter body Ff1 and immediately before the second filter body Ff2, a first temperature sensor T1 for detecting the temperature of the filter and a second temperature sensor T1 for detecting the temperature of the filter, respectively.
Temperature sensor T2 is installed, and both are connected to the controller 9 by a signal line Lt.

【0033】図2を参照してメイン制御(フェールセー
フ機能を含む制御)ルーチンについて説明する。尚、以
降は第1の「DPF」F1が捕集中の場合を例に説明す
る。
The main control (control including the fail safe function) routine will be described with reference to FIG. In the following, a case where the first “DPF” F1 is trapped and concentrated will be described as an example.

【0034】ステップS1において、コントローラ9は
各検出手段Sp、Snからのデータであるパラメータを
読込み、ステップS2に進む。
In step S1, the controller 9 reads the parameters, which are the data from the detection means Sp and Sn, and proceeds to step S2.

【0035】ステップS2では、コントローラ9はエラ
ー又は異常が発生しているか否かを判断して、発生して
いる場合(ステップS2のYES)は、ステップS3に
進み、発生していなければ(NO)、ステップS5に進
む。
In step S2, the controller 9 determines whether or not an error or abnormality has occurred, and if it has occurred (YES in step S2), the process proceeds to step S3, and if it has not occurred (NO). ), And proceeds to step S5.

【0036】ステップS3ではコントローラ9は、エラ
ー表示を行い、警告を例えば図示しないアラームを作動
させることで行い、次のステップS4に進む。ステップ
S4では、「DPF」F1側のヒータ(第1の電気ヒー
タ)Fh1への通電を遮断して制御を終了させる。
In step S3, the controller 9 displays an error and gives a warning by, for example, activating an alarm (not shown), and proceeds to the next step S4. In step S4, the heater (first electric heater) Fh1 on the "DPF" F1 side is de-energized to end the control.

【0037】ステップS5では、コントローラ9は、エ
ンジン回転センサSnからの情報に基づき、エンジンが
回転中であるか否かを判断する。回転中であれば(ステ
ップS5のYES)、ステップS6に進み、回転中でな
い場合(ステップS5のNO)は、前述のステップS4
以降の制御を行う。
In step S5, the controller 9 determines whether or not the engine is rotating based on the information from the engine rotation sensor Sn. If the motor is rotating (YES in step S5), the process proceeds to step S6. If the motor is not rotating (NO in step S5), the above-described step S4 is performed.
The following control is performed.

【0038】ステップS6では、コントローラ9は、第
1の「DPF」F1においてフィルタ本体Ff1が再生
中であるか否かを判断する。再生中であれば(ステップ
S6のYES)、フィルタ再生運転にセットして制御を
終了する。再生中でない場合(ステップS6のNO)
は、捕集運転にセットして制御を終了する。
In step S6, the controller 9 determines whether or not the filter body Ff1 in the first "DPF" F1 is being regenerated. If regeneration is in progress (YES in step S6), the filter regeneration operation is set and the control ends. When not playing (NO in step S6)
Sets the collection operation and ends the control.

【0039】その様な構成及び制御方法を有する第1実
施形態のディーゼルパティキュレートフィルタの再生制
御装置によれば、電気ヒータFh1、Fh2を内装した
複数の「DPF」F1、F2を備えて、交互に捕集、再
生を行うので、個々の「DPF」は小型化出来、車両へ
の搭載も容易となる。
According to the diesel particulate filter regeneration control apparatus of the first embodiment having such a configuration and control method, a plurality of "DPFs" F1 and F2 in which electric heaters Fh1 and Fh2 are installed are provided alternately. Since the "DPF" is collected and regenerated, each "DPF" can be miniaturized and easily mounted on the vehicle.

【0040】また、フィルタFf1、Ff2の再生に際
しては、複数の「DPF」F1、F2の内の1台に順に
再生させればよく、従って再生に要する電力は大幅に抑
制出来、既存のジェネレータが使用できる。
When the filters Ff1 and Ff2 are regenerated, one of the plurality of "DPFs" F1 and F2 may be regenerated in order, so that the electric power required for the regeneration can be greatly suppressed and the existing generator can be used. Can be used.

【0041】また、各種のセンサ類Sp、Sn、Sa、
Sbが異常となった際に、前記電気ヒータFh1、Fh
2を非通電にするフェールセーフ機能を有しているの
で、異常が発生した場合でも「DPF」F1、F2の破
損を防止出来る。
Further, various sensors Sp, Sn, Sa,
When Sb becomes abnormal, the electric heaters Fh1, Fh
Since it has a fail-safe function for de-energizing 2, it is possible to prevent damage to the "DPF" F1 and F2 even when an abnormality occurs.

【0042】次は、図3を用い、図1をも参照して捕集
運転ルーチンを説明する。尚、図3は図2と同様、第1
の「DPF」F1が捕集中の場合を例に説明する。
Next, the collection operation routine will be described with reference to FIG. 3 and also with reference to FIG. Incidentally, FIG. 3 is similar to FIG.
The case where the “DPF” F1 of 1 is a trap concentration will be described as an example.

【0043】ステップS11においてコントローラ9
は、煤の詰まり量が所定値を超えているか否かを判断す
る。所定値を越えていれば(ステップS11のYE
S)、ステップS14まで進み、超えていなければ(ス
テップS11のNO)、ステップS12に進む。
In step S11, the controller 9
Determines whether the soot clogging amount exceeds a predetermined value. If it exceeds the predetermined value (YE in step S11)
S), the process proceeds to step S14, and if not exceeded (NO in step S11), the process proceeds to step S12.

【0044】ステップS12においてコントローラ9
は、前記圧力センサSpからの情報に基づき、第1のフ
ィルタ本体Ff1の圧損が所定値を超えているか否かを
判断する。超えていれば(ステップS12のYES)、
ステップS14に進み、超えていなければ(ステップS
12のNO)、ステップS13に進む。
In step S12, the controller 9
Determines based on the information from the pressure sensor Sp whether or not the pressure loss of the first filter body Ff1 exceeds a predetermined value. If it exceeds (YES in step S12),
Proceed to step S14, and if not exceeded (step S14
No. 12), the process proceeds to step S13.

【0045】ここで、フィルタ本体の圧損とは、フィル
タの前後端における圧損、即ちエンジン吸気圧センサS
bとフィルタ下流圧センサSaとの圧力差である。但し
圧力センサSaは大気圧で代用できる。
Here, the pressure loss of the filter body means the pressure loss at the front and rear ends of the filter, that is, the engine intake pressure sensor S.
It is the pressure difference between b and the filter downstream pressure sensor Sa. However, the pressure sensor Sa can be replaced by atmospheric pressure.

【0046】ステップS13ではコントローラ9は、捕
集運転継続時間が所定値を超えているか否かを判断す
る。超えていれば(ステップS13のYES)、ステッ
プS14に進み、超えていなければ(ステップS13の
NO)、ステップS16に進む。
In step S13, the controller 9 determines whether or not the collection operation duration time exceeds a predetermined value. If it exceeds (YES in step S13), the process proceeds to step S14. If not (NO in step S13), the process proceeds to step S16.

【0047】ステップS14においてコントローラ9
は、前記切替えバルブV1、V2を開き、閉鎖する様に
制御信号を発信する(F2の再生開始時は、逆)。そし
てステップS15に進み、「DPF」F1を再生運転に
セットする。
In step S14, the controller 9
Sends a control signal to open and close the switching valves V1 and V2 (reverse at the start of reproduction of F2). Then, the process proceeds to step S15, and the "DPF" F1 is set for regeneration operation.

【0048】ステップS16ではコントローラ9は、第
1の電気ヒータFh1への通電を遮断して、制御を終了
する。
In step S16, the controller 9 cuts off the power supply to the first electric heater Fh1 and ends the control.

【0049】このような制御を行うディーゼルパティキ
ュレートフィルタの再生制御装置によれば、圧力検出手
段Sp、Sa、Sbと、エンジン回転数検出手段Snと
の出力信号に基づいて、フィルタの煤の詰まり量を推定
計算し、煤詰まり量が所定値以上の場合に、前記切替弁
V1又はV2を閉鎖し、電気ヒータFh1またはFh2
に通電する様に切替え、煤の詰まり量が所定値以上でな
い場合は、前記電気ヒータFh1又はFh2を非通電に
するように制御するので、煤の過捕集によるフィルタF
1、F2の損傷を防止出来る。
According to the regeneration control device for the diesel particulate filter which performs such control, the filter soot is clogged based on the output signals of the pressure detecting means Sp, Sa, Sb and the engine speed detecting means Sn. The estimated amount is calculated, and when the soot clogging amount is a predetermined value or more, the switching valve V1 or V2 is closed and the electric heater Fh1 or Fh2 is closed.
The electric heater Fh1 or Fh2 is controlled so as not to be energized when the soot clogging amount is not larger than a predetermined value.
1, the damage of F2 can be prevented.

【0050】次に、図4を用い、図1をも参照してフィ
ルタ再生運転の制御を説明する。尚、図4は図2と同
様、第1の「DPF」F1の再生時を例に説明する。
Next, the control of the filter regeneration operation will be described with reference to FIG. 4 and also with reference to FIG. It should be noted that FIG. 4 will be described as an example when the first “DPF” F1 is reproduced, as in FIG.

【0051】ステップS21において、前記第1の温度
センサによって第1のフィルタ本体Ff1前端部の温度
を検出し、次のステップS22において、コントローラ
9は検出された温度に応じて第1の電気ヒータFh1の
電流値をデューティー制御する。
In step S21, the temperature of the front end portion of the first filter body Ff1 is detected by the first temperature sensor, and in the next step S22, the controller 9 determines the first electric heater Fh1 according to the detected temperature. Duty control the current value of.

【0052】次のステップS23において、コントロー
ラ9は「再生中」の信号を出力して次のステップS24
に進む。
In the next step S23, the controller 9 outputs a signal of "reproducing" and the next step S24.
Proceed to.

【0053】ステップS24ではコントローラ9は、再
生の経過時間が所定値を超えたか否かを判断する。所定
値を超えていれば(ステップS24のYES)、ステッ
プS25に進み、第1の電気ヒータFh1への通電を遮
断して制御を終了する。所定値を超えていなければ(ス
テップS24のNO)、ステップS22に戻る。
In step S24, the controller 9 determines whether or not the elapsed playback time has exceeded a predetermined value. If it exceeds the predetermined value (YES in step S24), the process proceeds to step S25, the power supply to the first electric heater Fh1 is cut off, and the control ends. If it does not exceed the predetermined value (NO in step S24), the process returns to step S22.

【0054】このような制御を行う第3実施形態の「D
PF」の再生制御装置によれば、「DPF」F1、F2
上流の温度に応じてヒータの電流をデューティー制御す
るので、消費電力を最小限に押さえ、且過加熱によるフ
ィルタ本体の溶損を防ぐことが出来る。
[D] of the third embodiment for performing such control
According to the reproduction control device of "PF", "DPF" F1, F2
Since the current of the heater is duty-controlled according to the upstream temperature, power consumption can be minimized and melting damage of the filter body due to overheating can be prevented.

【0055】図示の実施形態はあくまでも例示であり、
本発明の技術的範囲を限定する趣旨の記述ではない旨を
付記する。例えば、実施形態ではディーゼルエンジンに
おけるパティキュレートフィルタとしているが、その他
の内燃機関に適用することも可能である。
The illustrated embodiment is merely an example,
It is additionally noted that the description is not intended to limit the technical scope of the present invention. For example, although the particulate filter is used in the diesel engine in the embodiment, the particulate filter may be applied to other internal combustion engines.

【0056】[0056]

【発明の効果】本発明の作用効果を、以下に記す。 (a) 電気ヒータを内装した複数のパティキュレート
フィルタを備えて、交互に捕集、再生を行うので、個々
のパティキュレートフィルタは小型化出来、車両への搭
載も容易となる。 (b) フィルタの再生に際しては、複数のパティキュ
レートフィルタの内の1台に順に再生させればよく、従
って再生に要する電力は大幅に抑制出来、既存のジェネ
レータが使用できる。 (c) 圧力検出手段と、エンジン回転数検出手段との
出力信号に基づいて、フィルタの煤の詰まり量を推定計
算し、煤の詰まり量が所定値以上でない場合は、電気ヒ
ータを非通電にするように制御するので、煤の過捕集に
よるフィルタの損傷を防止出来る。 (d) 各種の検出手段が異常となった際に、前記電気
ヒータを非通電にするフェールセーフ機能を有している
ので、異常が発生した場合でもフィルタの破損を防止出
来る。 (e) パティキュレートフィルタ上流の温度に応じて
ヒータの電流をデューティー制御するので、消費電力を
最小限に押さえ、且過加熱によるフィルタ本体の溶損を
防ぐことが出来る。
The effects of the present invention will be described below. (A) Since a plurality of particulate filters equipped with an electric heater are provided to alternately collect and regenerate, the individual particulate filters can be downsized and can be easily mounted on a vehicle. (B) When the filter is regenerated, one of the plurality of particulate filters may be regenerated in order, so that the electric power required for regeneration can be significantly suppressed and the existing generator can be used. (C) The soot clogging amount of the filter is estimated and calculated based on the output signals of the pressure detecting means and the engine speed detecting means, and when the soot clogging amount is not equal to or more than a predetermined value, the electric heater is de-energized. Therefore, it is possible to prevent the filter from being damaged due to excessive collection of soot. (D) Since it has a fail-safe function of de-energizing the electric heater when various detecting means become abnormal, damage to the filter can be prevented even if an abnormality occurs. (E) Since the current of the heater is duty controlled according to the temperature upstream of the particulate filter, power consumption can be minimized and melting damage of the filter body due to overheating can be prevented.

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

【図1】本発明の第1〜第3実施形態の構成を示すブロ
ック図。
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of first to third embodiments of the present invention.

【図2】本発明のメインの制御ルーチンを示す制御フロ
ーチャート。
FIG. 2 is a control flowchart showing a main control routine of the present invention.

【図3】本発明の捕集運転ルーチンを示す制御フローチ
ャート。
FIG. 3 is a control flowchart showing a collection operation routine of the present invention.

【図4】本発明のフィルタ再生運転ルーチンを示す制御
フローチャート。
FIG. 4 is a control flowchart showing a filter regeneration operation routine of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・エンジン 2・・・排気マニフォルド 4・・・排気管 5・・・分岐部 6・・・第1の分岐管 7・・・第2の分岐管 9・・・コントローラ F1、F2・・・第1、第2のDPF Ff1、Ff2・・・第1、第2のフィルタ本体 Ff1、Ff2・・・第1、第2の電気ヒータ V1、V2・・・第1、第2の切替弁 Sa・・・フィルタ下流センサ Sb・・・エンジン吸気圧センサ Sn・・・エンジン回転センサ Sp・・・圧力センサ 1 ... engine 2 ... Exhaust manifold 4 ... Exhaust pipe 5 ... Branch 6 ... First branch pipe 7 ... Second branch pipe 9 ... Controller F1, F2 ... First and second DPF Ff1, Ff2 ... First and second filter bodies Ff1, Ff2 ... First and second electric heaters V1, V2 ... First and second switching valves Sa ... Filter downstream sensor Sb: Engine intake pressure sensor Sn ... Engine rotation sensor Sp ... Pressure sensor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小 池 尚 道 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 (72)発明者 赤 川 久 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産ディ ーゼル工業株式会社内 Fターム(参考) 3G090 AA02 AA04 BA04 CA01 CB12 CB18 CB23 DA03 DA13 DA18 DA20    ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Takamichi Koike             1-chome Ichichome, Ageo City, Saitama NISSAN DI             Within Hazel Industry Co., Ltd. (72) Inventor Hisashi Akakawa             1-chome Ichichome, Ageo City, Saitama NISSAN DI             Within Hazel Industry Co., Ltd. F term (reference) 3G090 AA02 AA04 BA04 CA01 CB12                       CB18 CB23 DA03 DA13 DA18                       DA20

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 排気系の途中に設けた分岐部と、該分岐
部の下流に並列に配置された複数の分岐管と、該複数の
分岐管の各々に介装された複数のパティキュレートフィ
ルタと、を有するパティキュレートフィルタの再生制御
装置において、前記パティキュレートフィルタは上流側
に電気ヒータを、下流側にフィルタ本体を内装し、前記
複数の分岐管各々の前記分岐部と前記複数のパティキュ
レートフィルタの間の領域に切替弁を介装したことを特
徴としたパティキュレートフィルタの再生制御装置。
1. A branch part provided in the middle of an exhaust system, a plurality of branch pipes arranged in parallel downstream of the branch part, and a plurality of particulate filters interposed in each of the plurality of branch pipes. In the particulate filter regeneration controller, the particulate filter includes an electric heater on the upstream side and a filter main body on the downstream side, and the branch portion of each of the plurality of branch pipes and the plurality of particulates. A regeneration control device for a particulate filter, characterized in that a switching valve is provided in a region between the filters.
【請求項2】 制御手段と、前記パティキュレートフィ
ルタの上流の圧力及びエンジン吸気圧力を検出する複数
の圧力検出手段と、エンジン回転数検出手段とを有し、
前記制御手段は、前記圧力検出手段の出力信号と、前記
エンジン回転数検出手段の検出信号とによってパティキ
ュレート捕集量を推定し、推定捕集量が所定値を超えた
フィルタ側の切替弁を閉鎖すると共に同じ側の電気ヒー
タへの通電を所定時間行い、他のフィルタ側の切替弁を
開く様に制御することを特徴とした請求項1のパティキ
ュレートフィルタの再生制御装置。
2. A control means, a plurality of pressure detection means for detecting a pressure upstream of the particulate filter and an engine intake pressure, and an engine speed detection means,
The control means estimates the particulate collection amount by the output signal of the pressure detection means and the detection signal of the engine speed detection means, and a switching valve on the filter side where the estimated collection amount exceeds a predetermined value. 2. The regeneration control device for a particulate filter according to claim 1, wherein the regeneration control device for the particulate filter is closed and energized to the electric heater on the same side for a predetermined time to open the switching valve on the other filter side.
【請求項3】 複数の圧力検出手段からフィルタ圧損を
算出し、それが所定値を越えた場合、再生する請求2記
載のパティキュレートフィルタの再生制御装置。
3. The regeneration control device for a particulate filter according to claim 2, wherein the filter pressure loss is calculated from a plurality of pressure detecting means, and when the filter pressure loss exceeds a predetermined value, the filter pressure loss is regenerated.
【請求項4】 捕集時間が所定値を越えた場合再生する
請求2記載のパティキュレートフィルタの再生制御装
置。
4. The particulate filter regeneration control device according to claim 2, wherein regeneration is performed when the collection time exceeds a predetermined value.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015209821A (en) * 2014-04-25 2015-11-24 株式会社コモテック Internal combustion engine filter device
US20240003283A1 (en) * 2020-12-18 2024-01-04 Yanmar Holdings Co., Ltd. Work Machine

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