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JPH0715251B2 - Exhaust gas purification device for diesel engine - Google Patents

Exhaust gas purification device for diesel engine

Info

Publication number
JPH0715251B2
JPH0715251B2 JP246988A JP246988A JPH0715251B2 JP H0715251 B2 JPH0715251 B2 JP H0715251B2 JP 246988 A JP246988 A JP 246988A JP 246988 A JP246988 A JP 246988A JP H0715251 B2 JPH0715251 B2 JP H0715251B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
filter
exhaust gas
particulates
self
combustion
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.)
Expired - Lifetime
Application number
JP246988A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01182518A (en
Inventor
伸一 竹島
純雄 伊藤
喜代志 小端
孝太郎 林
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 Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor 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 Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP246988A priority Critical patent/JPH0715251B2/en
Publication of JPH01182518A publication Critical patent/JPH01182518A/en
Publication of JPH0715251B2 publication Critical patent/JPH0715251B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

Landscapes

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

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ディーゼルエンジンの排気系に設けられて排
気ガス中のパティキュレートを捕集する排気浄化装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to an exhaust gas purification device provided in an exhaust system of a diesel engine to collect particulates in exhaust gas.

〔従来の技術および問題点〕[Conventional technology and problems]

この排気浄化装置は、例えばハニカムフィルタを有し、
パティキュレートの捕集量が所定値を越えた時、パティ
キュレートを燃焼させてフィルタを再生させるように構
成される。特開昭61−223215号公報は従来の排気浄化装
置を示し、この装置において、フィルタの一方の端部に
近接した部位に電気ヒータが設けられ、またフィルタを
迂回する2本のバイパス管が配設されるとともに、これ
らのバイパス管およびフィルタ内の排気ガスの流動を制
御するバルブが設けられる。排気ガスは、パティキュレ
ート捕集時、フィルタ内を流動した後電気ヒータを通過
して大気中へ放出され、フィルタ再生時、一方のバイパ
ス管を通って電気ヒータ側からフィルタへ流入し、他方
のバイパス管を通過し大気中へ放出される。
This exhaust gas purification device has, for example, a honeycomb filter,
When the trapped amount of particulates exceeds a predetermined value, the particulates are burned to regenerate the filter. Japanese Unexamined Patent Publication (Kokai) No. 61-223215 discloses a conventional exhaust gas purification device, in which an electric heater is provided at a portion close to one end of a filter, and two bypass pipes bypassing the filter are arranged. A valve for controlling the flow of exhaust gas in these bypass pipes and filters is also provided. When collecting particulates, the exhaust gas flows through the filter and then passes through the electric heater to be discharged into the atmosphere.When the filter is regenerated, the exhaust gas flows from the electric heater side to the filter through one bypass pipe and the other. It passes through the bypass pipe and is released into the atmosphere.

ところがパティキュレート捕集時、例えばエンジンが高
負荷運転されてフィルタ上のパティキュレートが自己燃
焼する状態(以下、自燃域という)になると、この燃焼
による熱が排気ガスの流れに沿ってフィルタ側へ伝わ
り、フィルタが溶損するおそれが生じるという問題があ
る。一方、実開昭60−45815号公報には、フィルタが溶
損する可能性のある場合、バイパス弁を開いてフィルタ
へ流入する排気ガス量を減少させる構成が開示されてい
るが、この構成によっても燃焼熱はフィルタへ伝達され
るので、フィルタの溶損を確実に防止できるわけではな
い。
However, when collecting particulates, for example, when the engine is operated under a high load and the particulates on the filter become self-combusting (hereinafter referred to as the self-combustion region), the heat from this combustion flows to the filter side along the flow of exhaust gas. However, there is a problem that the filter may be melted and damaged. On the other hand, Japanese Utility Model Laid-Open No. 60-45815 discloses a configuration in which a bypass valve is opened to reduce the amount of exhaust gas flowing into the filter when there is a possibility that the filter is melted and damaged. Since the combustion heat is transferred to the filter, it is not possible to reliably prevent the filter from being melted.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明に係る排気浄化装置は、第1図の発明の構成図に
示すように、第1の方向に流動する排気ガスに含まれる
パティキュレートを捕集するフィルタ15と、排気ガスを
フィルタ15内において、上記第1の方向とは反対の第2
の方向に流動させ大気中へ放出させる排気ガス流制御手
段(バイパス管21,24、切換弁31,32)と、上記フィルタ
15に捕集されたパティキュレートが自己燃焼するエンジ
ン状態か否かを判別する手段Aとを有し、上記パティキ
ュレートが自己燃焼するエンジン状態の時上記排気ガス
流制御手段(バイパス管21,24、切換弁31,32)により排
気ガスを第2の方向に流動させることを特徴としてい
る。
As shown in the configuration diagram of the invention of FIG. 1, an exhaust gas purification device according to the present invention includes a filter 15 for collecting particulates contained in exhaust gas flowing in a first direction, and an exhaust gas inside the filter 15. In the second direction opposite to the first direction in
Exhaust gas flow control means (bypass pipes 21 and 24, switching valves 31 and 32) that causes the gas to flow in the direction of air and discharge into the atmosphere, and the above filter
And a means A for judging whether or not the particulates collected in 15 are in a self-combusting engine state. When the particulates are in a self-combusting engine state, the exhaust gas flow control means (bypass pipes 21, 24) , The switching valves 31, 32) are used to cause the exhaust gas to flow in the second direction.

〔実施例〕〔Example〕

以下図示実施例に基いて本発明を説明する。 The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.

第2図〜第4図は本発明の一実施例を示す。これらの図
において、ディーゼルエンジン11の排気マニホルド12に
連結された排気管13には拡径部14が形成され、この拡径
部14内には、排気ガス中のパティキュレート(炭素微粒
子と炭素固体表面に吸着される液状HCとから成る)を捕
集するためのフィルタ15が設けられる。マフラー16は、
拡径部14より下流側の排気口の近傍に設けられる。
2 to 4 show an embodiment of the present invention. In these figures, an enlarged diameter portion 14 is formed in the exhaust pipe 13 connected to the exhaust manifold 12 of the diesel engine 11, and in the enlarged diameter portion 14, particulates (carbon fine particles and carbon solids) in the exhaust gas are formed. A filter 15 is provided for collecting liquid HC adsorbed on the surface). Muffler 16 is
It is provided near the exhaust port on the downstream side of the expanded diameter portion 14.

第1のバイパス管21は、エンジン11と拡径部14の間に位
置する第1連結部22と、拡径部14とマフラー16の間に位
置する第2連結部23とを連通させる。第2のバイパス管
24は、第1連結部22と拡径部14の間に位置する第3連結
部25と、第2連結部23とマフラー16の間に位置する第4
連結部26とを連通させる。第1連結部22には、第1切換
弁31が配設され、第4連結部26には、第2切換弁32が設
けられる。
The first bypass pipe 21 connects the first connecting portion 22 located between the engine 11 and the expanded diameter portion 14 and the second connecting portion 23 located between the expanded diameter portion 14 and the muffler 16. Second bypass pipe
Reference numeral 24 denotes a third connecting portion 25 located between the first connecting portion 22 and the expanded diameter portion 14, and a fourth connecting portion 23 located between the second connecting portion 23 and the muffler 16.
The connection part (26) is communicated. The first connecting portion 22 is provided with a first switching valve 31, and the fourth connecting portion 26 is provided with a second switching valve 32.

第1切換弁31を開閉制御する、アクチュエータ33は、従
来公知のダイヤフラム型の構造を有し、負圧調整弁34に
より負圧あるいは大気圧を導かれて作動する。負圧調整
弁34はマイクロコンピュータを備えた制御回路(ECU)5
1により制御され、負圧源あるいは大気をアクチュエー
タ33に連通させる。第2切換弁32を開閉制御するアクチ
ュエータ36もダイヤフラム型の構造を有し、ECU51によ
り制御される負圧調整弁37により負圧あるいは大気圧を
導かれて作動する。
The actuator 33, which controls the opening / closing of the first switching valve 31, has a conventionally known diaphragm type structure, and is operated by the negative pressure adjusting valve 34 guiding negative pressure or atmospheric pressure. The negative pressure control valve 34 is a control circuit (ECU) 5 equipped with a microcomputer.
Controlled by 1, the negative pressure source or the atmosphere is communicated with the actuator 33. An actuator 36 for controlling the opening / closing of the second switching valve 32 also has a diaphragm type structure, and is operated by negative pressure or atmospheric pressure guided by a negative pressure adjusting valve 37 controlled by the ECU 51.

フィルタ15の再生すなわちパティキュレートの燃焼のた
め、このフィルタ15の下流側すなわちマフラー16側には
電気ヒータ41が設けられる。電気ヒータ41はリレー42を
介してバッテリ43に連結される。リレー42はECU51に制
御されて開閉し、フィルタ再生時期であると判断された
時、ヒータ41に通電してこれを発熱させ、これによりフ
ィルタ15に捕集されたパティキュレートは着火して燃焼
する。フィルタ15の再生時期の判断および再生制御は、
従来公知のように、燃焼噴射ポンプ44に設けられたエン
ジン回転数センサ45およびアクセル位置センサ46と、背
圧センサ47と、排気温センサ48とから得られる検出信号
に従って行なわれる。
An electric heater 41 is provided on the downstream side of the filter 15, that is, on the muffler 16 side for regeneration of the filter 15, that is, combustion of particulates. The electric heater 41 is connected to the battery 43 via the relay 42. The relay 42 is controlled by the ECU 51 to open and close, and when it is determined that it is time to regenerate the filter, the heater 41 is energized to generate heat, and the particulates collected by the filter 15 are ignited and burned. . Judgment of the regeneration time of the filter 15 and regeneration control are
As is well known in the art, this is performed according to detection signals obtained from the engine speed sensor 45 and the accelerator position sensor 46, the back pressure sensor 47, and the exhaust temperature sensor 48 provided in the combustion injection pump 44.

フィルタ15はハニカムフィルタであり、第5図に示すよ
うに、入口側が栓詰めされた多孔質セルと、出口側が栓
詰めされた多孔質セルとを交互に配設して形成されたコ
ージュライト基材を有し、コージェライト基材の表面に
は、HC等の悪臭成分を吸着するγアルミナがコーティン
グされる。またγアルミナの表面には、捕集されたパテ
ィキュレートを燃焼させる再生時にパティキュレートの
着火温度を下げるため、銅、銀等の触媒が担持される。
The filter 15 is a honeycomb filter, and as shown in FIG. 5, a cordierite substrate formed by alternately arranging porous cells having plugs on the inlet side and porous cells having plugs on the outlet side. The surface of the cordierite base material is coated with γ-alumina that adsorbs malodorous components such as HC. Further, a catalyst such as copper or silver is carried on the surface of γ-alumina in order to lower the ignition temperature of the particulates during regeneration of burning the collected particulates.

通常のパティキュレート捕集時、第1および第2切換弁
31,32は、第2図に示すように、それぞれ第1および第
2のバイパス管21,24を閉塞するとともに排気管13を開
放している。したがって、排気ガスは第1および第2の
バイパス管21,24を流れることなく、全て拡径部14へ流
入し、フィルタ15および電気ヒータ41の順に流動して大
気中へ放出される。この間、排気ガス中に含まれるパテ
ィキュレートはフィルタ15により捕集される。
First and second switching valve during normal particulate collection
As shown in FIG. 2, 31, 32 close the first and second bypass pipes 21, 24, respectively, and open the exhaust pipe 13. Therefore, the exhaust gas does not flow through the first and second bypass pipes 21 and 24, but all flows into the expanded diameter portion 14, flows in the order of the filter 15 and the electric heater 41, and is discharged into the atmosphere. During this time, the particulates contained in the exhaust gas are collected by the filter 15.

フィルタ15の再生時、第4図に示すように、第1切換弁
31は、第1のバイパス管21を開放するとともに排気管13
の第1および第3連結部22,25間を遮断し、第2切換弁3
2は第2のバイパス管24および排気管13を所定の開度で
開放する。したがって、一部の排気ガスは第1のバイパ
ス管21を通過した後電気ヒータ41側からフィルタ15に流
入し第2のバイパス管24を通って大気中へ放出され、残
りの排気ガスは第1のバイパス管21から直接マフラー16
側へ流れ大気中へ放出される。この時電気ヒータ41は通
電されて発熱し、これによりフィルタ15上のパティキュ
レートは着火して燃焼する。
When the filter 15 is regenerated, as shown in FIG. 4, the first switching valve
31 indicates that the first bypass pipe 21 is opened and the exhaust pipe 13
The first and third connecting portions 22 and 25 of the second switching valve 3 are disconnected.
2 opens the second bypass pipe 24 and the exhaust pipe 13 at a predetermined opening. Therefore, a part of the exhaust gas passes through the first bypass pipe 21, then flows into the filter 15 from the electric heater 41 side, is discharged into the atmosphere through the second bypass pipe 24, and the remaining exhaust gas is discharged into the first exhaust gas. Muffler 16 directly from the bypass pipe 21 of
Flows to the side and is released into the atmosphere. At this time, the electric heater 41 is energized to generate heat, which causes the particulates on the filter 15 to ignite and burn.

フィルタ15上のパティキュレートが電気ヒータ41により
着火されなくとも自己燃焼する状態の時、すなわち自燃
域において、第3図に示すように、第1切換弁31は、第
1のバイパス管21を開放するとともに、排気管13の第1
および第3連結部22,25間を遮断し、また第2切換弁32
は、第2のバイパス管24を開放するとともに排気管13の
第2および第4連結部23,26間を遮断し、あるいは、第
4図に示すように第2のバイパス管24および排気管13を
所定の開度で開放する。第3図に示す状態の場合、排気
ガスは第1のバイパス管21を通り電気ヒータ41側からフ
ィルタ15へ流入し、第2のバイパス管24を通ってマフラ
ー16から大気中へ放出される。第4図に示す状態の場
合、フィルタ15の再生時と同様に、一部の排気ガスが電
気ヒータ41側からフィルタ15へ流入して大気中へ放出さ
れ、残りの排気ガスがフィルタ15を通ることなく大気中
へ放出される。
When the particulates on the filter 15 are self-combusted even if they are not ignited by the electric heater 41, that is, in the self-combustion region, the first switching valve 31 opens the first bypass pipe 21, as shown in FIG. And the first of the exhaust pipe 13
And the third connecting portions 22 and 25 are shut off, and the second switching valve 32
Opens the second bypass pipe 24 and shuts off the second and fourth connecting portions 23 and 26 of the exhaust pipe 13, or, as shown in FIG. 4, the second bypass pipe 24 and the exhaust pipe 13 Is opened at a predetermined opening. In the case of the state shown in FIG. 3, the exhaust gas passes through the first bypass pipe 21 and flows into the filter 15 from the electric heater 41 side, and is discharged from the muffler 16 into the atmosphere through the second bypass pipe 24. In the state shown in FIG. 4, as in the case of regeneration of the filter 15, a part of the exhaust gas flows into the filter 15 from the electric heater 41 side and is released into the atmosphere, and the remaining exhaust gas passes through the filter 15. Without being released into the atmosphere.

しかして自燃域において、フィルタ15を通る排気ガスは
電気ヒータ41側からフィルタ15へ流入する。すなわち排
気ガスは、第5図に示すように、フィルタ15の背面15a
側から表面15b側へ通過し、この表面15b上に堆積したパ
ティキュレートPに接触しつつ流動する。したがってフ
ィルタ15上のパティキュレートPに対する酸素の供給量
が充分なものとなり、また燃焼熱が下流側へ伝達しやす
くなる。このため、パティキュレートの多くは自燃によ
り消失し、これにより電気ヒータ41によるフィルタ再生
処理の頻度が減少することとなり、電気ヒータ41の耐久
性が向上するばかりでなく、燃費が向上する。また燃焼
熱がフィルタ15の表面15bから背面15aへ伝わりにくくな
り、フィルタの溶損が確実に防止される。
Then, in the self-burning region, the exhaust gas passing through the filter 15 flows into the filter 15 from the electric heater 41 side. That is, the exhaust gas, as shown in FIG.
From the side to the surface 15b and flows while being in contact with the particulates P deposited on the surface 15b. Therefore, the amount of oxygen supplied to the particulate P on the filter 15 is sufficient, and the combustion heat is easily transferred to the downstream side. Therefore, most of the particulates disappear by self-combustion, which reduces the frequency of filter regeneration processing by the electric heater 41, which not only improves the durability of the electric heater 41 but also improves fuel consumption. Further, the combustion heat is less likely to be transferred from the surface 15b of the filter 15 to the back surface 15a, and the filter is reliably prevented from being melted.

第1および第2切換弁31,32の開閉および電気ヒータ41
の通電はECU51により行なわれる。ECU51は入力ポート5
2、出力ポート53、メモリ54、および中央演算処理装置
(CPU)55を備え、これらはバス56により相互に接続さ
れる。入力ポート52はエンジン回転数センサ45、アクセ
ル位置センサ46、背圧センサ47および排気温センサ48に
連結され、出力ポート53は負圧調整弁34,37およびリレ
ー42に連結される。
Opening and closing of first and second switching valves 31, 32 and electric heater 41
Is energized by the ECU 51. ECU 51 has input port 5
2, an output port 53, a memory 54, and a central processing unit (CPU) 55, which are interconnected by a bus 56. The input port 52 is connected to the engine speed sensor 45, the accelerator position sensor 46, the back pressure sensor 47 and the exhaust temperature sensor 48, and the output port 53 is connected to the negative pressure adjusting valves 34 and 37 and the relay 42.

第6図は、ECU51による自燃域における切換弁31,32の開
閉制御ルーチンのフローチャートを示す。このルーチン
は、100msec毎に割込み処理される。
FIG. 6 shows a flowchart of an opening / closing control routine of the switching valves 31, 32 in the self-burning region by the ECU 51. This routine is interrupted every 100 msec.

ステップ101では、エンジン回転数センサ45からエンジ
ン回転数が、またアクセル位置センサ46からアクセル開
度が読込まれる。ステップ102では、エンジン回転数と
アクセル開度から、現在、フィルタ15上のパティキュレ
ートが自燃域にあるエンジン状態か否か判定される。自
燃域は、第7図に符号Bで示すように、エンジン回転数
が例えば2000rpm以上、アクセル開度が例えば60%以上
の、高負荷高回転運転域である。
In step 101, the engine speed is read from the engine speed sensor 45 and the accelerator opening is read from the accelerator position sensor 46. In step 102, it is determined from the engine speed and the accelerator opening degree whether or not the particulates on the filter 15 are currently in the engine state in the self-burning range. The self-combustion region is a high-load high-rotation operating region in which the engine speed is 2000 rpm or higher and the accelerator opening is 60% or higher, as indicated by reference character B in FIG. 7.

自燃域のとき、ステップ103において逆流フラグFが1
にセットされているか否か判定される。逆流フラグF
は、第1および第2のバイパス管21,24が開放されて排
気ガスがパティキュレート捕集時とは逆方向に流れる時
(第3,4図参照)、ステップ106において1にセットされ
る。自燃域に入った直後、逆流フラグFはまだ1にセッ
トされていないため、ステップ104へ進む。なお、ステ
ップ107は、ステップ103でF=1と判断された時にも実
行される。
In the self-burning region, the backflow flag F is 1 in step 103.
Is set to. Backflow flag F
Is set to 1 in step 106 when the first and second bypass pipes 21 and 24 are opened and the exhaust gas flows in the direction opposite to that at the time of particulate collection (see FIGS. 3 and 4). Immediately after entering the self-burning region, the backflow flag F has not been set to 1, so the routine proceeds to step 104. Note that step 107 is also executed when F = 1 is determined in step 103.

まずステップ104ではカウンタCが1だけインクリメン
トされる。カウンタCはステップ106において0にリセ
ットされており、自燃域に入った直後は0である。ステ
ップ105ではカウンタCが一定値を越えたか否か、すな
わち自燃域に入ってから3秒経過したか否かが判別され
る。3秒経過する前、プログラムはこのまま終了する
が、3秒経過後、ステップ106,107が実行されてプログ
ラムは終了する。
First, at step 104, the counter C is incremented by 1. The counter C is reset to 0 in step 106, and is 0 immediately after entering the self-burning region. In step 105, it is judged whether or not the counter C exceeds a certain value, that is, whether or not 3 seconds have elapsed after entering the self-burning region. The program ends as it is before the elapse of 3 seconds, but after the elapse of 3 seconds, steps 106 and 107 are executed and the program ends.

ステップ106では、第1および第2切換弁31,32が開放さ
れ、またカウンタCが0にクリアされるとともに、逆流
フラグFが1にセットされる。しかして排気ガスは第3
図あるいは第4図に示すように、フィルタ15に対して電
気ヒータ41側から流入し、第5図に示すようにフィルタ
15の背面15aから表面15bに向って流れる。なお、第2切
換弁32の開度は目的に応じて定められる。一方ステップ
107では、フラグfが0にリセットされる。
In step 106, the first and second switching valves 31, 32 are opened, the counter C is cleared to 0, and the backflow flag F is set to 1. And exhaust gas is the third
As shown in FIG. 4 or FIG. 4, it flows into the filter 15 from the electric heater 41 side, and as shown in FIG.
Flows from the back surface 15a of 15 toward the surface 15b. The opening degree of the second switching valve 32 is determined according to the purpose. One step
At 107, the flag f is reset to 0.

エンジン状態が自燃域から外れると、ステップ102から
ステップ111へ進み、逆流フラグFが1にセットされて
いるか否か判定される。自燃域で、排気ガスがパティキ
ュレート捕集時と逆に流れていた時には、逆流フラグF
が1にセットされているので、ステップ112へ進み、フ
ラグfが1にセットされているか否か判定される。この
時フラグfは、ステップ107において0にリセットされ
ているため、ステップ113が実行されタイマがセットさ
れるとともにフラグfが1にセットされる。ステップ11
5ではタイマがセットされてから5分経過したか否か判
定される。5分経過前、プログラムはこのまま終了する
が、5分経過するとステップ116において第1および第
2切換弁31,32がそれぞれ第1および第2のバイパス管2
1,24を閉塞するとともに、フラグF,fが0にリセットさ
れる。その後ステップ111が実行されると逆流フラグF
が0にリセットされているため、ステップ114において
カウンタCが0にリセットされる。
When the engine state deviates from the self-combustion range, the routine proceeds from step 102 to step 111, where it is judged if the backflow flag F is set to 1. In the self-burning region, when the exhaust gas is flowing in the opposite direction to the particulate collection, the reverse flow flag F
Is set to 1, so that the routine proceeds to step 112, where it is determined whether or not the flag f is set to 1. At this time, the flag f is reset to 0 in step 107, so step 113 is executed and the timer is set and the flag f is set to 1. Step 11
At 5, it is determined whether 5 minutes have elapsed since the timer was set. Before the lapse of 5 minutes, the program ends as it is, but after 5 minutes, in step 116, the first and second switching valves 31 and 32 are set to the first and second bypass pipes 2 respectively.
1, 24 are closed, and flags F, f are reset to 0. After that, when step 111 is executed, the backflow flag F
Is reset to 0, the counter C is reset to 0 in step 114.

しかして、排気ガスの逆流中に自燃域から外れても5分
間は逆流が継続される。その5分間に再び自燃域に入っ
た場合、すなわちステップ116が実行される前に再びス
テップ102からステップ103へ進んだ場合、その後自燃域
から外れると、ステップ107においてフラグfが0にリ
セットされているため、ステップ111,112,113,115の順
に実行され、再び5分間逆流が継続される。
Then, even if the exhaust gas deviates from the self-combustion region during the reverse flow, the reverse flow is continued for 5 minutes. If the self-combustion region is reentered within the 5 minutes, that is, if the process proceeds from step 102 to step 103 before step 116 is executed again, and if the vehicle is then out of the self-combustion region, the flag f is reset to 0 in step 107. Therefore, the steps 111, 112, 113, 115 are executed in this order, and the backflow is continued for 5 minutes again.

第8図は自燃域における切換弁31,32の開閉制御ルーチ
ンの他の実施例のフローチャートを示す。このルーチン
は500msec毎に割込み処理される。
FIG. 8 shows a flow chart of another embodiment of the opening / closing control routine of the switching valves 31, 32 in the self-burning region. This routine is interrupted every 500 msec.

低速高負荷走行を行なうと、フィルタ15内の温度が例え
ば600℃以上となる場合があるが、排気ガス中の酸素濃
度が4〜5%以下と小さく、空気過剰率が小さすぎるた
め、フィルタ上のパティキュレートが燃焼しないことが
ある。このような場合、エンジン状態が急に軽負荷状態
に変わると、フィルタ上のパティキュレートが一気に自
己燃焼し、フィルタが溶損するおそれがある。第8図の
制御ルーチンは、このような場合にパティキュレートの
燃焼熱がフィルタに伝わりにくくし、フィルタの溶損を
防止するものである。
When running at low speed under high load, the temperature inside the filter 15 may rise to, for example, 600 ° C. or higher, but the oxygen concentration in the exhaust gas is small at 4 to 5% or less, and the excess air ratio is too small. Particulates may not burn. In such a case, if the engine state suddenly changes to a light load state, the particulates on the filter may self-combust at once, and the filter may be melted and damaged. The control routine of FIG. 8 prevents the combustion heat of the particulates from being easily transmitted to the filter in such a case and prevents the filter from being melted.

ステップ121では排気温センサ48から排気ガス温度が読
込まれ、ステップ122では排気ガス温度が550℃を越えて
いるか否か判定される。排気ガス温度が550℃以下の場
合、ステップ128においてカウンタTが0にリセットさ
れてプログラムは終了するが、排気ガス温度が550℃を
越えている場合、ステップ123においてカウンタTは0.5
だけ加算される。ステップ124では、カウンタTの値よ
り、排気ガス温度が550℃を越えてから5秒経過したか
否かが判定される。5秒経過する前、プログラムはこの
まま終了するが5秒経過した場合、ステップ125におい
てアクセル位置センサ46からアクセル開度が読込まれ
る。ステップ126ではアクセル開度が急に減少したか否
か、すなわち、現在のアクセル開度が1秒前のアクセル
開度の1/2よりも小さいか否かが判定される。アクセル
開度が急減しない場合、プログラムはこのまま終了する
が、アクセル開度が急減した場合、ステップ127が実行
され、第1および第2切換弁31,32が60秒間開放され
る。
At step 121, the exhaust gas temperature is read from the exhaust temperature sensor 48, and at step 122, it is judged if the exhaust gas temperature exceeds 550 ° C. If the exhaust gas temperature is 550 ° C. or lower, the counter T is reset to 0 in step 128 and the program ends, but if the exhaust gas temperature exceeds 550 ° C., the counter T is 0.5 in step 123.
Only added. In step 124, it is judged from the value of the counter T whether or not 5 seconds have passed since the exhaust gas temperature exceeded 550 ° C. The program ends as it is before 5 seconds have elapsed, but if 5 seconds have elapsed, the accelerator opening is read from the accelerator position sensor 46 in step 125. In step 126, it is judged whether or not the accelerator opening suddenly decreases, that is, whether or not the current accelerator opening is smaller than 1/2 of the accelerator opening one second before. If the accelerator opening does not decrease sharply, the program ends as it is, but if the accelerator opening decreases rapidly, step 127 is executed and the first and second switching valves 31, 32 are opened for 60 seconds.

しかして、排気ガス温度が550℃よりも高い状態が5秒
より長く続いた場合であって、アクセル開度が急に減少
した場合、フィルタ15上のパティキュレートが自燃域に
あると判断され、第1および第2のバイパス管21,24が
開放される。これにより排気ガスは、逆流して電気ヒー
タ41側からフィルタ15へ流入し、第5図を参照して既に
述べたように、燃焼熱がフィルタに伝達しにくくなり、
フィルタの溶損が防止される。
Then, when the exhaust gas temperature is higher than 550 ° C. for more than 5 seconds and the accelerator opening suddenly decreases, it is determined that the particulates on the filter 15 are in the self-combustion region, The first and second bypass pipes 21 and 24 are opened. As a result, the exhaust gas flows backward and flows into the filter 15 from the electric heater 41 side, and as described above with reference to FIG. 5, combustion heat becomes difficult to transfer to the filter,
The filter is prevented from being melted.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上のように、本発明によれば、パティキュレートが自
己燃焼する時、パティキュレートの燃焼熱がフィルタ側
へ伝わりにくくなり、フィルタの溶損が確実に防止され
る。
As described above, according to the present invention, when the particulates self-combust, the combustion heat of the particulates is less likely to be transmitted to the filter side, and the melting damage of the filter is reliably prevented.

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

第1図は発明の構成図、 第2図は本発明の実施例装置における、パティキュレー
ト捕集状態を示す断面図、 第3図は実施例装置においてパティキュレートが自燃域
にある状態を示す断面図、 第4図は自燃域装置においてパティキュレートが自燃域
における状態の他の例を示す断面図、 第5図はフィルタを拡大して示す断面図、 第6図は切換弁の開閉制御ルーチンを示すフローチャー
ト、 第7図は自燃域を示すグラフ、 第8図は切換弁の開閉制御ルーチンの他の例を示すフロ
ーチャートである。 15…フィルタ、21,24…バイパス管、31,32…切換弁、51
…制御回路。
FIG. 1 is a block diagram of the invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a particulate collection state in an embodiment apparatus of the present invention, and FIG. 3 is a cross-section showing a state in which the particulate matter is in a self-combustion area in the embodiment apparatus. 4 and 5 are sectional views showing another example of a state in which the particulates are in the self-combustion region in the self-combustion region device, FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the filter, and FIG. 6 shows a switching valve opening / closing control routine. FIG. 7 is a flowchart showing a self-combustion region, and FIG. 8 is a flowchart showing another example of the switching valve opening / closing control routine. 15 ... Filter, 21, 24 ... Bypass pipe, 31, 32 ... Switching valve, 51
... control circuit.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 林 孝太郎 愛知県豊田市トヨタ町1番地 トヨタ自動 車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭59−79022(JP,A) 実公 昭63−38327(JP,Y2) 実公 平5−3695(JP,Y2) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Kotaro Hayashi, Inventor, Toyota Town, Toyota City, Aichi Prefecture, Toyota Motor Co., Ltd. (56) (JP, Y2) Jikkyohei 5-3695 (JP, Y2)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1の方向に流動する排気ガスに含まれる
パティキュレートを捕集するフィルタと、排気ガスを該
フィルタ内において、上記第1の方向とは反対の第2の
方向に流動させ大気中へ放出させる排気ガス流制御手段
と、上記フィルタに捕集されたパティキュレートが自己
燃焼するエンジン状態か否かを判別する手段とを有し、
上記パティキュレートが自己燃焼するエンジン状態の時
上記排気ガス流制御手段により排気ガスを第2の方向に
流動させることを特徴とするディーゼルエンジンの排気
浄化装置。
1. A filter for collecting particulates contained in exhaust gas flowing in a first direction, and exhaust gas flowing in the filter in a second direction opposite to the first direction. Exhaust gas flow control means for releasing into the atmosphere, and means for determining whether or not the particulates trapped in the filter are in an engine state of self-combustion,
An exhaust emission control device for a diesel engine, wherein the exhaust gas flow control means causes the exhaust gas to flow in a second direction when the particulates are in the state of self-combustion.
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