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JP2012007571A - Method and system for regenerating particulate filter - Google Patents

Method and system for regenerating particulate filter Download PDF

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JP2012007571A
JP2012007571A JP2010145813A JP2010145813A JP2012007571A JP 2012007571 A JP2012007571 A JP 2012007571A JP 2010145813 A JP2010145813 A JP 2010145813A JP 2010145813 A JP2010145813 A JP 2010145813A JP 2012007571 A JP2012007571 A JP 2012007571A
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Japan
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particulate filter
temperature
clutch
automatic transmission
vehicle
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Application number
JP2010145813A
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Japanese (ja)
Inventor
Jinichi Namikawa
仁一 南川
Takayuki Nishi
貴之 西
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Hino Motors Ltd
Original Assignee
Hino Motors Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To attain temperature-up control without causing wear of a clutch or poorer drivability with a gear position kept in the neutral range on idling stop of a vehicle equipped with a mechanical automatic transmission, and thus to efficiently continue forced regeneration of a particulate filter.SOLUTION: In a method for regenerating the particulate filter 6 in the state of idling stop of a vehicle equipped with a mechanical automatic transmission 13, the temperature-up control to raise exhaust temperature by performing a higher rotating speed of a diesel engine 1 than in usual idling is permitted when a foot brake is actuated in the state of stop of a vehicle with zero vehicle speed and a clutch is in the completely-off state even with the gear position of a shift lever of the mechanical automatic transmission 13 being kept in the drive range. The forced regeneration of the particulate filter 6 is permitted when the exhaust temperature is raised up to the required temperature in the temperature-up control.

Description

本発明は、パティキュレートフィルタの再生方法及び装置に関するものである。   The present invention relates to a particulate filter regeneration method and apparatus.

ディーゼルエンジンから排出されるパティキュレート(Particulate Matter:粒子状物質)は、炭素質から成る煤と、高沸点炭化水素成分から成るSOF分(Soluble Organic Fraction:可溶性有機成分)とを主成分とし、更に微量のサルフェート(ミスト状硫酸成分)を含んだ組成を成すものであるが、この種のパティキュレートの低減対策としては、排気ガスが流通する排気管の途中に、パティキュレートフィルタを装備することが従来より行われている。   Particulate matter (particulate matter) discharged from a diesel engine is mainly composed of soot made of carbonaceous matter and SOF content (Soluble Organic Fraction) made of high-boiling hydrocarbon components. The composition contains a small amount of sulfate (mist-like sulfuric acid component). As a measure to reduce this type of particulates, a particulate filter is installed in the middle of the exhaust pipe through which the exhaust gas flows. It has been done conventionally.

この種のパティキュレートフィルタは、コージェライトなどのセラミックから成る多孔質のハニカム構造となっており、格子状に区画された各流路の入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路については、その出口が目封じされるようになっており、各流路を区画する多孔質薄壁を透過した排気ガスのみが下流側へ排出されるようにしてある。   This type of particulate filter has a porous honeycomb structure made of ceramics such as cordierite, and the inlets of each flow path partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the inlets are not sealed. About the flow path, the exit is sealed, and only the exhaust gas which permeate | transmitted the porous thin wall which divides each flow path is discharged | emitted downstream.

そして、排気ガス中のパティキュレートは、前記多孔質薄壁の内側表面に捕集されて堆積するので、目詰まりにより排気抵抗が増加しないうちにパティキュレートを適宜に燃焼除去してパティキュレートフィルタの再生を図る必要があるが、通常のディーゼルエンジンの運転状態においては、パティキュレートが自己燃焼するほどの高い排気温度が得られる機会が少ない。   Then, the particulates in the exhaust gas are collected and deposited on the inner surface of the porous thin wall, so that the particulates are appropriately burned and removed before the exhaust resistance increases due to clogging. Although it is necessary to regenerate, in an ordinary diesel engine operation state, there are few opportunities to obtain an exhaust temperature high enough for the particulates to self-combust.

このため、例えばアルミナに白金を担持させたものに適宜な量のセリウムなどの希土類元素を添加して成る酸化触媒を一体的にパティキュレートフィルタに担持させ、該パティキュレートフィルタ内に捕集されたパティキュレートの酸化反応を前記酸化触媒により促進して着火温度を低下せしめ、従来より低い排気温度でもパティキュレートを燃焼除去できるようにしている。   For this reason, for example, an oxidation catalyst obtained by adding an appropriate amount of a rare earth element such as cerium to a material in which platinum is supported on alumina is integrally supported on a particulate filter and collected in the particulate filter. The oxidation reaction of the particulates is promoted by the oxidation catalyst to lower the ignition temperature, so that the particulates can be burned and removed even at an exhaust temperature lower than that of the prior art.

ただし、このようにした場合であっても、排気温度の低い運転領域では、パティキュレートの処理量よりも捕集量が上まわってしまうので、低い排気温度での運転状態が続くと、パティキュレートフィルタの再生が良好に進まずに該パティキュレートフィルタが過捕集状態に陥る虞れがあり、パティキュレートの堆積量が増加してきた段階でパティキュレートフィルタを強制的に加熱して捕集済みパティキュレートを焼却する必要がある。   However, even in such a case, in the operation region where the exhaust temperature is low, the trapped amount exceeds the processing amount of the particulate, so if the operation state at the low exhaust temperature continues, the particulates There is a possibility that the particulate filter will fall into an over-collected state without regenerating the filter well, and the particulate filter is forcibly heated when the accumulated amount of particulates has increased. It is necessary to incinerate the curate.

より具体的には、パティキュレートフィルタの前段にフロースルー型の酸化触媒を備えると共に、該酸化触媒より上流側に燃料を添加するようにし、その添加燃料をパティキュレートフィルタの前段の酸化触媒で酸化反応させ、その反応熱により昇温した排気ガスをパティキュレートフィルタへと導入して触媒床温度を上げてパティキュレートを燃やし尽くし、パティキュレートフィルタの再生化を図るようにしている。   More specifically, a flow-through type oxidation catalyst is provided in front of the particulate filter, and fuel is added upstream from the oxidation catalyst, and the added fuel is oxidized by the oxidation catalyst in front of the particulate filter. The exhaust gas heated by the reaction heat is introduced into the particulate filter, the catalyst bed temperature is raised to burn out the particulate, and the particulate filter is regenerated.

尚、この種の燃料添加を実行するための具体的手段としては、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を追加することで排出ガス中に燃料を添加すれば良い。   In addition, as a specific means for executing this kind of fuel addition, post injection is added at a non-ignition timing later than the compression top dead center following the main injection of fuel performed near the compression top dead center. The fuel can be added to the exhaust gas.

そして、従来においては、パティキュレートフィルタ内におけるパティキュレートの堆積量が許容量を超えて強制再生が必要となった時に、走行中に自動的に強制再生を実施するようにしているが、都心部等で渋滞路線を運行するバスやトラック等では、走行中に自動的にパティキュレートフィルタの強制再生がかかっても、再生が完了しないうちに停車状態となってしまう場合が起こり得る。   Conventionally, when the amount of accumulated particulates in the particulate filter exceeds the allowable amount and forced regeneration is necessary, forced regeneration is automatically performed during traveling. For buses, trucks, etc. that operate on a congested route, etc., even if forced regeneration of the particulate filter is automatically applied during traveling, there may be a case where the vehicle is stopped before the regeneration is completed.

車両が停車したアイドリング状態になってしまうと、排気温度が著しく低下してパティキュレートフィルタの再生の進行が遅くなってしまうので、このようなアイドリング停車時においては、ギヤ位置がニュートラルレンジにあることを条件として、通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げるアイドルアップを、排気温度を高める昇温制御として行いながら強制再生を実施し、パティキュレートフィルタの再生を良好に進行させることが考えられている。   If the vehicle is in an idling state where the vehicle is stopped, the exhaust temperature will drop significantly and the regeneration of the particulate filter will slow down, so the gear position must be in the neutral range when the vehicle is idling. It is considered that the regeneration of the particulate filter can proceed well by performing forced regeneration while performing idle-up that increases the engine speed from normal idling as temperature rise control that raises the exhaust temperature. Yes.

尚、この種のパティキュレートフィルタの強制再生を図る方法に関しては、本発明と同じ出願人による下記の特許文献1や特許文献2にもとりあげられている。   The method for forcibly regenerating this type of particulate filter is also described in the following Patent Document 1 and Patent Document 2 by the same applicant as the present invention.

特開2003−83139号公報JP 2003-83139 A 特開2003−155913号公報JP 2003-155913 A

しかしながら、バスやトラック等の大型車両には、発進操作や変速操作をシフトユニット(例えばモータ式、油圧式、空気圧式のもの)により機械的に行い得るようにした機械式自動変速機を採用したものがあり、この種の機械式自動変速機が採用された車両では、停車の際にフットブレーキを踏み込むだけで自動変速機のシフトレバーをドライブレンジからニュートラルレンジに移行させないケースが多いため、車両を停車したアイドリング状態でギヤ位置をニュートラルレンジとした時にだけ昇温制御を許可するようにしたのでは昇温制御が行われにくく、パティキュレートフィルタの再生を完了するのに時間がかかってしまうことが懸念された。   However, for large vehicles such as buses and trucks, a mechanical automatic transmission has been adopted in which the starting operation and the shifting operation can be mechanically performed by a shift unit (for example, motor type, hydraulic type, pneumatic type). There are many cases in which this type of mechanical automatic transmission is used, so it is often the case that the shift lever of the automatic transmission is not shifted from the drive range to the neutral range simply by depressing the foot brake when stopping. If the temperature rise control is allowed only when the gear position is set to the neutral range in the idling state where the vehicle is stopped, the temperature rise control is difficult to perform, and it takes time to complete the regeneration of the particulate filter. There was concern.

そこで、機械式自動変速機のシフトレバーがドライブレンジにある場合でも、確実にフットブレーキが踏まれた停車状態であれば昇温制御を許可する方式を採用することが検討されているが、前述の如き機械式自動変速機にあっては、発進操作や変速操作に伴うクラッチの断接操作についてもオートクラッチ機構により自動的に行われるようになっているため、ドライブレンジにおける停車状態において、クラッチが完全に切断状態になっているのか、それとも半クラッチの状態になっているのかが不明確であり、万一、半クラッチの状態でアイドルアップが実行されてしまうと、クラッチの摩耗やドライバビリティの悪化(運転者が意図しない発進力の急増)を招いてしまう虞れがあり、これまでドライブレンジで昇温制御を許可する方式の採用は見送られてきた。   Therefore, even when the shift lever of the mechanical automatic transmission is in the drive range, it is considered to adopt a method of allowing the temperature increase control if the foot brake is stopped and the vehicle is stopped. In such a mechanical automatic transmission, the clutch engagement / disengagement operation accompanying the start operation and the shift operation is also automatically performed by the auto clutch mechanism. It is unclear whether the clutch is completely disconnected or half-clutch, and if idle-up is executed in the half-clutch state, clutch wear and drivability That could lead to a worsening of the vehicle (a sudden increase in starting power unintended by the driver), and so far temperature control is permitted in the drive range. Adoption has been shelved.

本発明は上述の実情に鑑みてなしたもので、機械式自動変速機を備えた車両のアイドリング停車時にギヤ位置をニュートラルレンジとしたままクラッチの摩耗やドライバビリティの悪化を招くことなく昇温制御を実現し、パティキュレートフィルタの強制再生を効率良く継続させ得るようにすることを目的とする。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and temperature rise control without causing deterioration of the clutch and drivability while keeping the gear position in the neutral range when the vehicle equipped with the mechanical automatic transmission is stopped. The purpose is to enable the forced regeneration of the particulate filter to be continued efficiently.

本発明は、機械式自動変速機を採用した車両をアイドリング状態で停車した条件下でパティキュレートフィルタを再生する方法であって、機械式自動変速機のシフトレバーのギヤ位置がドライブレンジにあっても、車速が零の停車状態でフットブレーキが踏み込まれ且つクラッチが完全切断状態となっている時には、通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げて排気温度を高める昇温制御を許可し、該昇温制御により排気温度が必要温度まで上昇したところで前記パティキュレートフィルタの強制再生を許可することを特徴とするものである。   The present invention relates to a method for regenerating a particulate filter under a condition in which a vehicle employing a mechanical automatic transmission is stopped in an idling state, and a gear position of a shift lever of the mechanical automatic transmission is in a drive range. However, when the foot brake is depressed and the clutch is completely disengaged when the vehicle speed is zero and the clutch is completely disengaged, the temperature increase control for allowing the engine speed to be increased to increase the exhaust temperature from that during normal idling is permitted. The forced regeneration of the particulate filter is permitted when the exhaust gas temperature rises to a required temperature by temperature rise control.

而して、このようにすれば、これまで見送られてきたドライブレンジでの昇温制御が、車速が零の停車状態でフットブレーキが踏み込まれ且つクラッチが完全切断状態となっている時に許可されることになるので、運転者がアイドリング停車時にフットブレーキを踏み込むだけで自動変速機のシフトレバーをドライブレンジからニュートラルレンジに移行しなかったとしても、昇温制御により通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げて排気温度を高めながらパティキュレートフィルタの強制再生を行うことが可能となり、これによって、パティキュレートフィルタの強制再生を効率良く継続させることが可能となる。   Thus, in this way, the temperature increase control in the drive range that has been forgotten so far is permitted when the foot brake is depressed and the clutch is in a completely disconnected state while the vehicle speed is zero. Therefore, even if the driver does not shift the shift lever of the automatic transmission from the drive range to the neutral range simply by depressing the foot brake when the vehicle is idling, the engine speed is higher than that during normal idling. It is possible to perform forced regeneration of the particulate filter while increasing the exhaust temperature by increasing the number, and thereby it is possible to continue the forced regeneration of the particulate filter efficiently.

また、この際には、車速が零の停車状態でフットブレーキが踏み込まれ且つクラッチが完全切断状態となっているので、昇温制御により通常のアイドリング時よりエンジンの回転数が上がっても、クラッチの摩耗やドライバビリティの悪化(運転者が意図しない発進力の急増)が確実に回避されることになり、しかも、車両の急発進も確実に回避されることになる。   In this case, since the foot brake is depressed and the clutch is completely disconnected while the vehicle speed is zero, even if the engine speed increases from normal idling due to the temperature rise control, the clutch Thus, the wear of the vehicle and the deterioration of drivability (rapid increase of the starting force unintended by the driver) are surely avoided, and the sudden start of the vehicle is also surely avoided.

更に、本発明のパティキュレートフィルタの再生方法を具体的に実施するに際しては、例えば、機械式自動変速機を採用した車両をアイドリング状態で停車した条件下でパティキュレートフィルタを再生する装置であって、酸化触媒を前段に備えて排気管途中に設けられた触媒再生型のパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒より上流側で排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段と、車速を検出する車速センサと、クラッチストロークを計測してクラッチの完全な切断状態を検出するクラッチストロークセンサと、フットブレーキの踏み込みを検出するブレーキスイッチと、前記機械式自動変速機のシフトレバーのギヤ位置を検出するニュートラルスイッチと、通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げて排気温度を高める昇温制御を行いながら前記燃料添加手段に燃料添加を指示して前記パティキュレートフィルタの強制再生を行う制御装置とを備え、前記ニュートラルスイッチがドライブレンジを検出していても、前記車速センサが速度零を検出して前記ブレーキスイッチがフットブレーキの踏み込みを検出し且つ前記クラッチストロークセンサがクラッチの完全な切断状態を検出した時には、昇温制御を許可して該昇温制御により排気温度が必要温度まで上昇したところで前記パティキュレートフィルタの強制再生を許可し得るように前記制御装置を構成すると良い。   Furthermore, when the particulate filter regeneration method of the present invention is specifically implemented, for example, an apparatus for regenerating the particulate filter under a condition that a vehicle employing a mechanical automatic transmission is stopped in an idling state. A catalyst regeneration type particulate filter provided in the middle of the exhaust pipe with an oxidation catalyst, a fuel addition means for adding fuel to the exhaust gas upstream of the oxidation catalyst, and a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed A clutch stroke sensor for measuring the clutch stroke to detect a completely disengaged state of the clutch, a brake switch for detecting foot brake depression, and a neutral switch for detecting the gear position of the shift lever of the mechanical automatic transmission Increase the engine speed and increase the exhaust temperature compared to normal idling. A control device for instructing fuel addition to the fuel addition means while performing control and forcibly regenerating the particulate filter, and even if the neutral switch detects the drive range, the vehicle speed sensor reduces the speed to zero. When the brake switch detects that the foot brake has been depressed and the clutch stroke sensor detects a completely disconnected state of the clutch, the temperature rise control is permitted and the exhaust temperature rises to the required temperature by the temperature rise control. Then, it is preferable to configure the control device so that forced regeneration of the particulate filter can be permitted.

上記した本発明のパティキュレートフィルタの再生方法及び装置によれば、機械式自動変速機を備えた車両のアイドリング停車時にギヤ位置をニュートラルレンジとしたままクラッチの摩耗やドライバビリティの悪化を招くことなく昇温制御を実現することができ、パティキュレートフィルタの強制再生を効率良く継続させることができるという優れた効果を奏し得る。   According to the particulate filter regeneration method and apparatus of the present invention described above, the clutch position and the drivability are not deteriorated while the gear position is kept in the neutral range when the vehicle equipped with the mechanical automatic transmission is stopped. The temperature rise control can be realized, and an excellent effect that the forced regeneration of the particulate filter can be continued efficiently can be achieved.

本発明を実施する形態の一例を示す概略図である。It is the schematic which shows an example of the form which implements this invention. 図1のパティキュレートフィルタの詳細を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the detail of the particulate filter of FIG. 図1の酸化触媒の一部を切り欠いて示す斜視図である。FIG. 2 is a perspective view showing a part of the oxidation catalyst of FIG.

以下本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は本発明を実施する形態の一例を示すもので、図中1は発進操作や変速操作をシフトユニットにより機械的に行い得る機械式自動変速機13を採用した車両のディーゼルエンジンを示し、該ディーゼルエンジン1から排気マニホールド2を介して排出された排気ガス3が流通している排気管4の途中には、前段に酸化触媒5を備えた触媒再生型のパティキュレートフィルタ6がフィルタケース7により抱持されて介装されている。   FIG. 1 shows an example of an embodiment for carrying out the present invention. In FIG. 1, reference numeral 1 shows a diesel engine of a vehicle adopting a mechanical automatic transmission 13 capable of mechanically performing a start operation and a shift operation by a shift unit. In the middle of the exhaust pipe 4 through which the exhaust gas 3 discharged from the diesel engine 1 through the exhaust manifold 2 circulates, a catalyst regeneration type particulate filter 6 having an oxidation catalyst 5 in the previous stage is a filter case 7. It is held and intervened by.

このパティキュレートフィルタ6は、図2に拡大して示す如きセラミックから成る多孔質のハニカム構造を有し、格子状に区画された各流路6aの入口が交互に目封じされ、入口が目封じされていない流路6aについては、その出口が目封じされるようになっており、各流路6aを区画する多孔質薄壁6bを透過した排気ガス3のみが下流側へ排出されるようになっている。尚、斯かるパティキュレートフィルタ6の前段に備えられた酸化触媒5は、図3に一部を切り欠いて示す如きフロースルー型の構造となっている。   This particulate filter 6 has a porous honeycomb structure made of ceramic as shown in an enlarged view in FIG. 2, and the inlets of the respective flow paths 6a partitioned in a lattice pattern are alternately sealed, and the inlets are sealed. The outlet of the flow path 6a that is not made is sealed so that only the exhaust gas 3 that has permeated through the porous thin wall 6b that defines each flow path 6a is discharged downstream. It has become. Incidentally, the oxidation catalyst 5 provided in the preceding stage of the particulate filter 6 has a flow-through structure as shown in FIG.

そして、フィルタケース7の入口側に圧力センサ8が装備され、該圧力センサ8の圧力信号8aがエンジン制御コンピュータ(ECU:Electronic Control Unit)を成す制御装置9に対し入力されるようになっており、この制御装置9においては、圧力センサ8からの圧力信号8aに基づきパティキュレートフィルタ6の入口側と出口側との圧力差(出口側の運転領域に応じた圧力損失は予め初期設定されている)を演算し、その圧力差に基づいてパティキュレートフィルタ6内におけるパティキュレートの堆積量を推定するようになっている。   A pressure sensor 8 is provided on the inlet side of the filter case 7, and a pressure signal 8a of the pressure sensor 8 is input to a control device 9 constituting an engine control computer (ECU: Electronic Control Unit). In this control device 9, based on the pressure signal 8a from the pressure sensor 8, the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the particulate filter 6 (the pressure loss corresponding to the operating region on the outlet side is initialized in advance. ) Is calculated, and the accumulated amount of particulates in the particulate filter 6 is estimated based on the pressure difference.

即ち、ここに図示している例では、パティキュレートフィルタ6内におけるパティキュレートの堆積量を推定する堆積量推定手段が圧力センサ8と制御装置9とにより構成されるようになっているが、このようなパティキュレートの堆積量を推定する手段には各種の方式があり、例えば、ディーゼルエンジン1の現在の運転状態に基づくパティキュレートの基本的な発生量を推定し、この基本的な発生量に対しパティキュレートの発生にかかわる各種の条件を考慮した補正係数を掛け且つ現在の運転状態におけるパティキュレートの処理量を減算して最終的な発生量を求め、この最終的な発生量を時々刻々積算してパティキュレートの堆積量を推定することも可能である。   That is, in the example shown here, the accumulation amount estimation means for estimating the accumulation amount of the particulates in the particulate filter 6 is constituted by the pressure sensor 8 and the control device 9. There are various methods for estimating the amount of accumulated particulates. For example, the basic generation amount of particulates based on the current operating state of the diesel engine 1 is estimated, and this basic generation amount is calculated. Multiply the correction factors considering various conditions related to the generation of particulates and subtract the particulate processing amount in the current operation state to obtain the final generation amount, and accumulate this final generation amount every moment It is also possible to estimate the amount of particulate deposition.

また、ここに図示している制御装置9は、エンジン制御コンピュータを兼ねていることから燃料の噴射に関する制御も担うようになっており、より具体的には、アクセル開度をディーゼルエンジン1の負荷として検出するアクセルセンサ11(負荷センサ)からのアクセル開度信号11aと、ディーゼルエンジン1の機関回転数を検出する回転センサ12からの回転数信号12aとに基づき、ディーゼルエンジン1の各気筒に燃料を噴射する燃料噴射装置10に向け燃料噴射信号10aが出力されるようになっている。   Further, since the control device 9 shown here also serves as an engine control computer, it is also responsible for control relating to fuel injection. More specifically, the accelerator opening is determined by the load of the diesel engine 1. As shown in FIG. 2, fuel is supplied to each cylinder of the diesel engine 1 on the basis of the accelerator opening signal 11a from the accelerator sensor 11 (load sensor) detected as follows and the rotational speed signal 12a from the rotational sensor 12 that detects the engine rotational speed of the diesel engine 1. The fuel injection signal 10a is output to the fuel injection device 10 that injects fuel.

尚、前記燃料噴射装置10は、各気筒毎に装備される複数のインジェクタにより構成されており、これら各インジェクタの電磁弁が前記燃料噴射信号10aにより適宜に開弁制御されて燃料の噴射タイミング(開弁時期)及び噴射量(開弁時間)が適切に制御されるようになっている。   The fuel injection device 10 is composed of a plurality of injectors provided for each cylinder, and the solenoid valves of these injectors are appropriately controlled to open by the fuel injection signal 10a, so that the fuel injection timing ( The valve opening timing) and the injection amount (valve opening time) are appropriately controlled.

他方、前記制御装置9では、アクセル開度信号11a及び回転数信号12aに基づき通常モードの燃料噴射信号10aが決定されるようになっている一方、パティキュレートフィルタ6の強制再生を行うべき時に通常モードから再生モードに切り替わり、圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うような噴射パターンの燃料噴射信号10aが決定されるようになっている。   On the other hand, in the control device 9, the fuel injection signal 10a in the normal mode is determined based on the accelerator opening signal 11a and the rotation speed signal 12a. On the other hand, when the forced regeneration of the particulate filter 6 is to be performed, Mode is switched to the regeneration mode, and fuel injection with an injection pattern in which post-injection is performed at a non-ignition timing later than the compression top dead center following the main injection of fuel performed near the compression top dead center (crank angle 0 °). The signal 10a is determined.

つまり、本形態例においては、燃料噴射装置10がパティキュレートフィルタ6の強制再生のための燃料添加手段としての機能を果たすようになっており、前述のようにメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射が行われると、このポスト噴射により排気ガス3中に未燃の燃料(主としてHC:炭化水素)が添加されることになり、この未燃の燃料がパティキュレートフィルタ6の前段の酸化触媒5上で酸化反応し、その反応熱により触媒床温度が上昇してパティキュレートフィルタ6内のパティキュレートが燃焼除去されることになる。   That is, in this embodiment, the fuel injection device 10 functions as a fuel addition means for forced regeneration of the particulate filter 6, and as described above, the compression top dead center following the main injection. When post-injection is performed at a later timing of non-ignition, unburned fuel (mainly HC: hydrocarbon) is added to the exhaust gas 3 by this post-injection, and this unburned fuel becomes particulate. The oxidation reaction is performed on the oxidation catalyst 5 at the front stage of the filter 6, and the catalyst bed temperature rises due to the reaction heat, and the particulates in the particulate filter 6 are burned and removed.

そして、前記制御装置9では、圧力センサ8からの圧力信号8aに基づいて推定されたパティキュレートの堆積量が許容量を超えているか否かが判断され、許容量を超えている場合に、温度センサ16からの温度信号16aに基づきパティキュレートフィルタ6の入口排気温度が所定温度以上の条件となるのを待って燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、自動制御によるパティキュレートフィルタ6の強制再生が開始されるようになっている。   Then, the control device 9 determines whether or not the accumulated amount of the particulates estimated based on the pressure signal 8a from the pressure sensor 8 exceeds the allowable amount. The combustion injection control is switched from the normal mode to the regeneration mode after the inlet exhaust temperature of the particulate filter 6 becomes a predetermined temperature or higher based on the temperature signal 16a from the sensor 16, and the particulate filter 6 is forced by automatic control. Playback is started.

しかも、車両をアイドリング状態で停車した条件下でパティキュレートフィルタ6の強制再生を行うに際しては、以下に詳述する条件が成立した時に、通常のアイドリング時より回転数を上げるべく圧縮上死点(クランク角0゜)付近で行われていたメイン噴射の一回当たりの噴射量を増加する昇温制御を許可し、アイドルアップを指示する燃料噴射信号10aを出力するようにしてある。   In addition, when the particulate filter 6 is forcibly regenerated under the condition that the vehicle is stopped in the idling state, the compression top dead center (in order to increase the rotational speed from the normal idling time when the condition described in detail below is satisfied. The temperature increase control for increasing the injection amount per one injection performed near the crank angle (0 °) is permitted, and the fuel injection signal 10a for instructing the idle increase is output.

つまり、車両が停車したアイドリング状態でパティキュレートフィルタ6の強制再生を行う場合には、排気ガス3の温度及び流量が低すぎて良好にパティキュレートの燃焼除去を行うことが難しいため、メイン噴射の一回当たりの噴射量を増加することで通常のアイドリング時より回転数を上げ、これによりエネルギー投入量を増やして排気ガス3の温度及び流量を強制再生に適したレベルまで引き上げるようにしている。   That is, when the particulate filter 6 is forcibly regenerated in an idling state where the vehicle is stopped, the temperature and flow rate of the exhaust gas 3 are too low to perform good combustion removal of the particulates. By increasing the injection amount per one time, the rotational speed is increased from that during normal idling, thereby increasing the amount of energy input and raising the temperature and flow rate of the exhaust gas 3 to a level suitable for forced regeneration.

斯かる昇温制御を許可するにあたり、前記制御装置9では、機械式自動変速機13のシフトレバーのギヤ位置を検出するニュートラルスイッチ17からの検出信号17aに基づきギヤ位置を判断し、ギヤ位置がニュートラルレンジにある場合には、ブレーキスイッチ14からの検出信号14aに基づきフットブレーキの踏み込みを確認してから昇温制御を許可するようにしている。   In permitting such temperature increase control, the control device 9 determines the gear position based on the detection signal 17a from the neutral switch 17 that detects the gear position of the shift lever of the mechanical automatic transmission 13, and the gear position is determined. In the neutral range, the temperature rise control is permitted after confirming the foot brake depression based on the detection signal 14a from the brake switch 14.

また、本形態例においては、ドライブレンジでも昇温制御を実現できるように、クラッチストロークを計測してクラッチの完全な切断状態を検出し且つその検出信号15aを前記制御装置9に向け出力するクラッチストロークセンサ15を新たに設け、既存の車速センサ18が速度零を検出して前記ブレーキスイッチ14がフットブレーキの踏み込みを検出し且つ前記クラッチストロークセンサ15がクラッチの完全な切断状態を検出した時に、前記ニュートラルスイッチ17がドライブレンジを検出していても昇温制御を許可するようにしている。   In this embodiment, the clutch that measures the clutch stroke to detect the complete disengagement state of the clutch and outputs the detection signal 15a to the control device 9 so that the temperature rise control can be realized even in the drive range. A stroke sensor 15 is newly provided, and when the existing vehicle speed sensor 18 detects zero speed, the brake switch 14 detects the depression of the foot brake, and the clutch stroke sensor 15 detects the complete disengagement state of the clutch, Even if the neutral switch 17 detects the drive range, the temperature rise control is permitted.

そして、前記昇温制御により排気温度が必要温度まで上昇したことが温度センサ16からの温度信号16aに基づき確認されたら、前記パティキュレートフィルタ6の強制再生が許可されて燃焼噴射制御が通常モードから再生モードへ切り替わり、ディーゼルエンジン1側でポスト噴射が開始されるようになっている。   When it is confirmed based on the temperature signal 16a from the temperature sensor 16 that the exhaust gas temperature has risen to the required temperature by the temperature increase control, the forced regeneration of the particulate filter 6 is permitted and the combustion injection control starts from the normal mode. Switching to the regeneration mode, post injection is started on the diesel engine 1 side.

尚、本形態例における制御装置9では、先に説明したアクセルセンサ11、回転センサ12、車速センサ18からの検出信号11a,12a,18aに基づき車両がアイドリング状態にあるか否かが判定されるようになっており、より具体的には、アクセルセンサ11によりアクセルオフ(負荷が零)が確認され、回転センサ12により比較的低い所定の回転数域であることが確認され、車速センサ18により車速が零であることが確認された時に現在の運転状態がアイドリング状態にあると判定するようになっている。   In the control device 9 in this embodiment, it is determined whether or not the vehicle is idling based on the detection signals 11a, 12a, and 18a from the accelerator sensor 11, the rotation sensor 12, and the vehicle speed sensor 18 described above. More specifically, the accelerator sensor 11 confirms that the accelerator is off (load is zero), the rotation sensor 12 confirms that the engine speed is within a relatively low predetermined rotational speed range, and the vehicle speed sensor 18 When it is confirmed that the vehicle speed is zero, it is determined that the current driving state is the idling state.

而して、このようにすれば、これまで見送られてきたドライブレンジでの昇温制御が、車速センサ18が速度零を検出して前記ブレーキスイッチ14がフットブレーキの踏み込みを検出し且つ前記クラッチストロークセンサ15がクラッチの完全な切断状態を検出した時に許可されることになるので、運転者がアイドリング停車時にフットブレーキを踏み込むだけで自動変速機のシフトレバーをドライブレンジからニュートラルレンジに移行しなかったとしても、昇温制御により通常のアイドリング時よりディーゼルエンジン1の回転数を上げて排気温度を高めながらパティキュレートフィルタ6の強制再生を行うことが可能となり、これによって、パティキュレートフィルタ6の強制再生を効率良く継続させることが可能となる。   Thus, in this way, the temperature rise control in the drive range that has been deferred until now, the vehicle speed sensor 18 detects zero speed, the brake switch 14 detects the depression of the foot brake, and the clutch Since the stroke sensor 15 is permitted when the clutch is completely disengaged, the driver does not shift the shift lever of the automatic transmission from the drive range to the neutral range simply by depressing the foot brake when the vehicle is idling. Even so, it is possible to forcibly regenerate the particulate filter 6 while raising the exhaust temperature by increasing the rotational speed of the diesel engine 1 from the normal idling by temperature increase control. Reproduction can be continued efficiently.

また、この際には、車速が零の停車状態でフットブレーキが踏み込まれ且つクラッチが完全切断状態となっているので、昇温制御により通常のアイドリング時よりディーゼルエンジン1の回転数が上がっても、クラッチの摩耗やドライバビリティの悪化(運転者が意図しない発進力の急増)が確実に回避されることになり、しかも、車両の急発進も確実に回避されることになる。   At this time, since the foot brake is depressed and the clutch is completely disengaged while the vehicle speed is zero, even if the rotational speed of the diesel engine 1 increases from the normal idling due to the temperature rise control. In addition, clutch wear and deterioration of drivability (a sudden increase in starting force unintended by the driver) are surely avoided, and a sudden start of the vehicle is also reliably avoided.

従って、上記形態例によれば、機械式自動変速機13を備えた車両のアイドリング停車時にギヤ位置をニュートラルレンジとしたままクラッチの摩耗やドライバビリティの悪化を招くことなく昇温制御を実現することができ、パティキュレートフィルタ6の強制再生を効率良く継続させることができる。   Therefore, according to the above embodiment, when the vehicle equipped with the mechanical automatic transmission 13 is stopped at idling, the temperature rise control is realized without causing the wear of the clutch or the deterioration of the drivability while keeping the gear position in the neutral range. The forced regeneration of the particulate filter 6 can be continued efficiently.

尚、本発明のパティキュレートフィルタの再生方法及び装置は、上述の形態例にのみ限定されるものではなく、燃料添加手段として燃料噴射装置を採用し、圧縮上死点付近で行われる燃料のメイン噴射に続いて圧縮上死点より遅い非着火のタイミングでポスト噴射を行うことで排気ガス中に燃料を添加するようにしているが、排気管の適宜位置(排気マニホールドでも可)に燃料添加手段としてインジェクタを貫通装着し、このインジェクタにより排気ガス中に燃料を直噴して添加するようにしても良いこと、その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更を加え得ることは勿論である。   The particulate filter regeneration method and apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, but employs a fuel injection device as the fuel addition means, and the main fuel that is used near the compression top dead center. Fuel is added to the exhaust gas by post-injection at a non-ignition timing that is later than the compression top dead center following injection, but fuel is added to the appropriate position of the exhaust pipe (or an exhaust manifold). As a matter of course, the injector may be mounted through, and fuel may be directly injected into the exhaust gas by the injector, and various changes can be made without departing from the scope of the present invention. is there.

1 ディーゼルエンジン(エンジン)
3 排気ガス
4 排気管
5 酸化触媒
6 パティキュレートフィルタ
9 制御装置
10 燃料噴射装置(燃料添加手段)
13 機械式自動変速機
14 ブレーキスイッチ
15 クラッチストロークセンサ
16 温度センサ
17 ニュートラルスイッチ
18 車速センサ
1 Diesel engine (engine)
Reference Signs List 3 exhaust gas 4 exhaust pipe 5 oxidation catalyst 6 particulate filter 9 control device 10 fuel injection device (fuel addition means)
13 Mechanical automatic transmission 14 Brake switch 15 Clutch stroke sensor 16 Temperature sensor 17 Neutral switch 18 Vehicle speed sensor

Claims (2)

機械式自動変速機を採用した車両をアイドリング状態で停車した条件下でパティキュレートフィルタを再生する方法であって、機械式自動変速機のシフトレバーのギヤ位置がドライブレンジにあっても、車速が零の停車状態でフットブレーキが踏み込まれ且つクラッチが完全切断状態となっている時には、通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げて排気温度を高める昇温制御を許可し、該昇温制御により排気温度が必要温度まで上昇したところで前記パティキュレートフィルタの強制再生を許可することを特徴とするパティキュレートフィルタの再生方法。   This is a method of regenerating a particulate filter under the condition that a vehicle employing a mechanical automatic transmission is stopped in an idling state, and the vehicle speed does not change even if the gear position of the shift lever of the mechanical automatic transmission is in the drive range. When the foot brake is depressed and the clutch is completely disengaged when the vehicle is at a zero stop, the temperature increase control for increasing the engine speed and increasing the exhaust temperature from the normal idling is permitted. A particulate filter regeneration method, wherein forced regeneration of the particulate filter is permitted when the exhaust gas temperature rises to a required temperature. 機械式自動変速機を採用した車両をアイドリング状態で停車した条件下でパティキュレートフィルタを再生する装置であって、酸化触媒を前段に備えて排気管途中に設けられた触媒再生型のパティキュレートフィルタと、前記酸化触媒より上流側で排気ガス中に燃料を添加する燃料添加手段と、車速を検出する車速センサと、クラッチストロークを計測してクラッチの完全な切断状態を検出するクラッチストロークセンサと、フットブレーキの踏み込みを検出するブレーキスイッチと、前記機械式自動変速機のシフトレバーのギヤ位置を検出するニュートラルスイッチと、通常のアイドリング時よりエンジンの回転数を上げて排気温度を高める昇温制御を行いながら前記燃料添加手段に燃料添加を指示して前記パティキュレートフィルタの強制再生を行う制御装置とを備え、前記ニュートラルスイッチがドライブレンジを検出していても、前記車速センサが速度零を検出して前記ブレーキスイッチがフットブレーキの踏み込みを検出し且つ前記クラッチストロークセンサがクラッチの完全な切断状態を検出した時には、昇温制御を許可して該昇温制御により排気温度が必要温度まで上昇したところで前記パティキュレートフィルタの強制再生を許可し得るように前記制御装置を構成したことを特徴とするパティキュレートフィルタの再生装置。   A device for regenerating a particulate filter under the condition that a vehicle employing a mechanical automatic transmission is stopped in an idling state, comprising a catalyst regeneration type particulate filter provided in the middle of an exhaust pipe with an oxidation catalyst provided in the preceding stage A fuel addition means for adding fuel into the exhaust gas upstream from the oxidation catalyst, a vehicle speed sensor for detecting the vehicle speed, a clutch stroke sensor for measuring the clutch stroke and detecting a completely disconnected state of the clutch, Brake switch that detects the foot brake depression, neutral switch that detects the gear position of the shift lever of the mechanical automatic transmission, and temperature increase control that raises the engine speed and raises the exhaust gas temperature during normal idling Instructing the fuel addition means to add fuel while performing A control device for performing regeneration, and even if the neutral switch detects a drive range, the vehicle speed sensor detects zero speed, the brake switch detects foot brake depression, and the clutch stroke sensor The control device is configured to allow the particulate filter to be forcibly regenerated when the exhaust gas temperature rises to a required temperature by the temperature increase control when the complete cut state is detected. A particulate filter regeneration device characterized by the above.
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