JP2002115529A - Ｄｐｆヒーターの制御システム - Google Patents
Ｄｐｆヒーターの制御システムInfo
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- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Control Of Resistance Heating (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 配線の軽量化・省力化が図れ、しかもヒータ
ーに印加する電圧を高く設定することができるＤＰＦヒ
ーターの制御システムを提供することにある。 【解決手段】 ディーゼルパティキュレートフィルタ２
を、ヒーター３の通電制御により再生するＤＰＦヒータ
ーの制御システム１において、車載用交流発電機４から
の交流を整流する整流部５と、整流された直流で充電さ
れるバッテリー６と、整流部５とバッテリー６に接続さ
れた電装負荷７とを備え、上記車載用交流発電機４と上
記整流部５の間の電源ライン８間に、サイリスタ９、１
０を介してＤＰＦヒーター３を接続し、発電された交流
電圧を位相制御してＤＰＦヒーター３の通電制御を行う
ものである。
ーに印加する電圧を高く設定することができるＤＰＦヒ
ーターの制御システムを提供することにある。 【解決手段】 ディーゼルパティキュレートフィルタ２
を、ヒーター３の通電制御により再生するＤＰＦヒータ
ーの制御システム１において、車載用交流発電機４から
の交流を整流する整流部５と、整流された直流で充電さ
れるバッテリー６と、整流部５とバッテリー６に接続さ
れた電装負荷７とを備え、上記車載用交流発電機４と上
記整流部５の間の電源ライン８間に、サイリスタ９、１
０を介してＤＰＦヒーター３を接続し、発電された交流
電圧を位相制御してＤＰＦヒーター３の通電制御を行う
ものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルパティ
キュレートフィルタを、ヒーターの通電制御により再生
するＤＰＦヒーターの制御システムに係り、特に、配線
の軽量化・省力化を図ったＤＰＦヒーターの制御システ
ムに関するものである。
キュレートフィルタを、ヒーターの通電制御により再生
するＤＰＦヒーターの制御システムに係り、特に、配線
の軽量化・省力化を図ったＤＰＦヒーターの制御システ
ムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルパティキュレートフィルタ
（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）は、ディーゼ
ルエンジンから排出される黒煙を中心とするパティキュ
レート（微粒子状物質）を捕集低減するものである。
（ＤＰＦ：Diesel Particulate Filter）は、ディーゼ
ルエンジンから排出される黒煙を中心とするパティキュ
レート（微粒子状物質）を捕集低減するものである。
【０００３】一般に、ＤＰＦは、使用するうちに捕集し
たパティキュレートが目詰まりして捕集能力が落ちるた
め、所定時間ごとに内蔵したＤＰＦヒーターの通電制御
を行い、パティキュレートをヒーターで燃焼してフィル
タの捕集能力を再生することが行われている。
たパティキュレートが目詰まりして捕集能力が落ちるた
め、所定時間ごとに内蔵したＤＰＦヒーターの通電制御
を行い、パティキュレートをヒーターで燃焼してフィル
タの捕集能力を再生することが行われている。
【０００４】従来のＤＰＦヒーターの制御システムは、
ＤＰＦヒーターの通電制御を直流で行ってＤＰＦを再生
するものである。
ＤＰＦヒーターの通電制御を直流で行ってＤＰＦを再生
するものである。
【０００５】図４に示すように、従来のＤＰＦヒーター
の制御システム４０は、車載用交流発電機４１からの交
流を整流する整流部４２、整流された直流で充電される
バッテリー４３、整流部４２とバッテリー４３に接続さ
れた電装負荷４４およびＤＰＦヒーター４５などを備え
ている。
の制御システム４０は、車載用交流発電機４１からの交
流を整流する整流部４２、整流された直流で充電される
バッテリー４３、整流部４２とバッテリー４３に接続さ
れた電装負荷４４およびＤＰＦヒーター４５などを備え
ている。
【０００６】バッテリー４３と電装負荷４４間には、電
装負荷４４を過電圧から保護するリレー４６が接続さ
れ、電装負荷４４とＤＰＦヒーター４５間にも、ＤＰＦ
ヒーター４５を過電圧から保護するリレー４７が接続さ
れる。整流部４２、バッテリー４３、リレー４６、４７
には、電力制御回路４８が接続される。
装負荷４４を過電圧から保護するリレー４６が接続さ
れ、電装負荷４４とＤＰＦヒーター４５間にも、ＤＰＦ
ヒーター４５を過電圧から保護するリレー４７が接続さ
れる。整流部４２、バッテリー４３、リレー４６、４７
には、電力制御回路４８が接続される。
【０００７】従来の制御システム４０では、電力制御回
路４８により、電装負荷４４とＤＰＦヒーター４５の直
流電力を制御しており、電装負荷４４とＤＰＦヒーター
４５に印加される直流電圧は同じである。
路４８により、電装負荷４４とＤＰＦヒーター４５の直
流電力を制御しており、電装負荷４４とＤＰＦヒーター
４５に印加される直流電圧は同じである。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ＤＰＦ
ヒーター４５の消費電力は、電装負荷４４の消費電力に
比べて大きいため、従来の制御システム４０では、発電
機４１からＤＰＦヒーター４５に至る配線を全て太くす
る必要があり、配線の軽量化・省力化が図れないという
問題がある。
ヒーター４５の消費電力は、電装負荷４４の消費電力に
比べて大きいため、従来の制御システム４０では、発電
機４１からＤＰＦヒーター４５に至る配線を全て太くす
る必要があり、配線の軽量化・省力化が図れないという
問題がある。
【０００９】また、ＤＰＦを再生するために、ＤＰＦヒ
ーター４５に印加する電圧は高い方が望ましいが、制御
システム４０では、バッテリー４３や電装負荷４４の定
格を考慮する必要があり、しかも整流部４２で電圧降下
が生じるので、ＤＰＦヒーター４５に印加する電圧を高
く設定することが難しいという問題がある。
ーター４５に印加する電圧は高い方が望ましいが、制御
システム４０では、バッテリー４３や電装負荷４４の定
格を考慮する必要があり、しかも整流部４２で電圧降下
が生じるので、ＤＰＦヒーター４５に印加する電圧を高
く設定することが難しいという問題がある。
【００１０】そこで、本発明の目的は、配線の軽量化・
省力化が図れ、しかもヒーターに印加する電圧を高く設
定することができるＤＰＦヒーターの制御システムを提
供することにある。
省力化が図れ、しかもヒーターに印加する電圧を高く設
定することができるＤＰＦヒーターの制御システムを提
供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために創案されたものであり、請求項１の発明
は、ディーゼルパティキュレートフィルタを、ヒーター
の通電制御により再生するＤＰＦヒーターの制御システ
ムにおいて、車載用交流発電機からの交流を整流する整
流部と、整流された直流で充電されるバッテリーと、整
流部とバッテリーに接続された電装負荷とを備え、上記
車載用交流発電機と上記整流部の間の電源ライン間に、
サイリスタを介してＤＰＦヒーターを接続し、発電され
た交流電圧を位相制御してＤＰＦヒーターの通電制御を
行うＤＰＦヒーターの制御システムである。
成するために創案されたものであり、請求項１の発明
は、ディーゼルパティキュレートフィルタを、ヒーター
の通電制御により再生するＤＰＦヒーターの制御システ
ムにおいて、車載用交流発電機からの交流を整流する整
流部と、整流された直流で充電されるバッテリーと、整
流部とバッテリーに接続された電装負荷とを備え、上記
車載用交流発電機と上記整流部の間の電源ライン間に、
サイリスタを介してＤＰＦヒーターを接続し、発電され
た交流電圧を位相制御してＤＰＦヒーターの通電制御を
行うＤＰＦヒーターの制御システムである。
【００１２】請求項２の発明は、車載用交流発電機を単
相巻線とし、整流部に至る電源ライン間に、互いに逆向
きに並列に接続された２個のサイリスタを介してＤＰＦ
ヒーターに直列に接続し、サイリスタのそれぞれのゲー
ト端子に、発電された交流電圧の位相制御を行うべくト
リガ電流を与えるトリガ制御回路を接続した請求項１記
載のＤＰＦヒーターの制御システムである。
相巻線とし、整流部に至る電源ライン間に、互いに逆向
きに並列に接続された２個のサイリスタを介してＤＰＦ
ヒーターに直列に接続し、サイリスタのそれぞれのゲー
ト端子に、発電された交流電圧の位相制御を行うべくト
リガ電流を与えるトリガ制御回路を接続した請求項１記
載のＤＰＦヒーターの制御システムである。
【００１３】請求項３の発明は、ヒーターに印加する交
流実効電圧を電装負荷に印加する直流制御電圧より高く
なるように設定すると共に、ＤＰＦヒーター通電のタイ
ミングより電装負荷通電のタイミングを遅らせるように
した請求項２記載のＤＰＦヒーターの制御システムであ
る。
流実効電圧を電装負荷に印加する直流制御電圧より高く
なるように設定すると共に、ＤＰＦヒーター通電のタイ
ミングより電装負荷通電のタイミングを遅らせるように
した請求項２記載のＤＰＦヒーターの制御システムであ
る。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下に、本発明の好適実施の形態
を添付図面にしたがって説明する。
を添付図面にしたがって説明する。
【００１５】図１は、本発明の好適実施の形態であるＤ
ＰＦヒーターの制御システムを示す回路図である。
ＰＦヒーターの制御システムを示す回路図である。
【００１６】図１に示すように、本発明のＤＰＦヒータ
ーの制御システム１は、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタ（ＤＰＦ）２を、ＤＰＦヒーター３の通電制御に
より再生するものであり、車載用交流発電機４からの交
流を整流する整流部５と、整流された直流で充電される
バッテリー６と、整流部５とバッテリー６に接続された
電装負荷７とを備え、車載用交流発電機４と整流部５の
間の電源ライン８間に、サイリスタ９、１０を介してＤ
ＰＦヒーター３を接続し、発電された交流電圧を位相制
御してＤＰＦヒーター３の通電制御を行うものである。
ーの制御システム１は、ディーゼルパティキュレートフ
ィルタ（ＤＰＦ）２を、ＤＰＦヒーター３の通電制御に
より再生するものであり、車載用交流発電機４からの交
流を整流する整流部５と、整流された直流で充電される
バッテリー６と、整流部５とバッテリー６に接続された
電装負荷７とを備え、車載用交流発電機４と整流部５の
間の電源ライン８間に、サイリスタ９、１０を介してＤ
ＰＦヒーター３を接続し、発電された交流電圧を位相制
御してＤＰＦヒーター３の通電制御を行うものである。
【００１７】ＤＰＦヒーター３には、例えば、約２５Ｖ
〜２８．５Ｖの電圧が印加されたときの消費電力が約
２．３ｋＷ〜３．５ｋＷのものを使用している。
〜２８．５Ｖの電圧が印加されたときの消費電力が約
２．３ｋＷ〜３．５ｋＷのものを使用している。
【００１８】車載用交流発電機４は、車のエンジンに装
着されており、プーリとベルトを介してエンジンで駆動
され、電装負荷７に電力を供給すると共に、バッテリー
６を充電するものである。車載用交流発電機４として
は、例えば、単相巻線のＡＣＧ(Alternating Current G
enerator) を用いており、系電圧で分類すると２４Ｖ系
であり、出力電流は約６０〜３００Ａである。
着されており、プーリとベルトを介してエンジンで駆動
され、電装負荷７に電力を供給すると共に、バッテリー
６を充電するものである。車載用交流発電機４として
は、例えば、単相巻線のＡＣＧ(Alternating Current G
enerator) を用いており、系電圧で分類すると２４Ｖ系
であり、出力電流は約６０〜３００Ａである。
【００１９】この車載用交流発電機４は、整流部５に至
る電源ライン８間に、互いに逆向きに並列に接続された
２個のサイリスタ９、１０を介してＤＰＦヒーター３に
直列に接続されている。車載用交流発電機４は、整流部
５に至る電源ライン８間に、１個のトライアックを介し
てＤＰＦヒーター３に直列に接続するようにしてもよ
い。
る電源ライン８間に、互いに逆向きに並列に接続された
２個のサイリスタ９、１０を介してＤＰＦヒーター３に
直列に接続されている。車載用交流発電機４は、整流部
５に至る電源ライン８間に、１個のトライアックを介し
てＤＰＦヒーター３に直列に接続するようにしてもよ
い。
【００２０】整流部５は、例えば、２個のサイリスタ１
１、１２と２個のダイオード１３、１４とからなるブリ
ッジ回路で構成されており、車載用交流発電機４からの
交流を直流に整流する。
１、１２と２個のダイオード１３、１４とからなるブリ
ッジ回路で構成されており、車載用交流発電機４からの
交流を直流に整流する。
【００２１】バッテリー６は、電装負荷７に電力を供給
するものである。バッテリー６には、公称電圧が２４
Ｖ、定格電圧が２７Ｖのものを使用している。このバッ
テリー６は、約２７〜３０Ｖの定電圧充電によって充電
される。
するものである。バッテリー６には、公称電圧が２４
Ｖ、定格電圧が２７Ｖのものを使用している。このバッ
テリー６は、約２７〜３０Ｖの定電圧充電によって充電
される。
【００２２】バッテリー６と電装負荷７間には、電装負
荷７を過電圧から保護する保護リレー１５が接続されて
いる。
荷７を過電圧から保護する保護リレー１５が接続されて
いる。
【００２３】本発明のＤＰＦヒーターの制御システム１
には、サイリスタ９、１０のそれぞれのゲート端子に、
発電された交流電圧の位相制御を行うべくトリガ電流を
与えるトリガ制御回路１６が接続されている。このトリ
ガ制御回路１６は、整流部５のサイリスタ１１、１２と
も接続されており、サイリスタ１１、１２のそれぞれの
ゲート端子に、整流された直流電圧の位相制御を行うべ
くトリガ電流を与えるようにもしている。すなわち、交
流制御は、主にトリガ制御回路１６とサイリスタ９、１
０により行い、一方、直流制御は、主にトリガ制御回路
１６とサイリスタ１１、１２により行うようにしてい
る。
には、サイリスタ９、１０のそれぞれのゲート端子に、
発電された交流電圧の位相制御を行うべくトリガ電流を
与えるトリガ制御回路１６が接続されている。このトリ
ガ制御回路１６は、整流部５のサイリスタ１１、１２と
も接続されており、サイリスタ１１、１２のそれぞれの
ゲート端子に、整流された直流電圧の位相制御を行うべ
くトリガ電流を与えるようにもしている。すなわち、交
流制御は、主にトリガ制御回路１６とサイリスタ９、１
０により行い、一方、直流制御は、主にトリガ制御回路
１６とサイリスタ１１、１２により行うようにしてい
る。
【００２４】本発明では、後述するように、トリガ制御
回路１６によるトリガを与えるタイミングによって、Ｄ
ＰＦヒーター３の通電電力と直流電力の出力比を変更可
能としている。
回路１６によるトリガを与えるタイミングによって、Ｄ
ＰＦヒーター３の通電電力と直流電力の出力比を変更可
能としている。
【００２５】さらに、本発明のＤＰＦヒーターの制御シ
ステム１には、システム全体の電力を制御する電力制御
回路１７が接続されている。この電力制御回路１７は、
上述したトリガ制御回路１６の他に、電圧／電流検出部
１８、過電圧検出部１９、制御回路２０、インターフェ
ース回路２１などを備えている。
ステム１には、システム全体の電力を制御する電力制御
回路１７が接続されている。この電力制御回路１７は、
上述したトリガ制御回路１６の他に、電圧／電流検出部
１８、過電圧検出部１９、制御回路２０、インターフェ
ース回路２１などを備えている。
【００２６】電圧／電流検出部１８は、一方が整流部５
とバッテリー６間に設けられた電流センサ２２に接続さ
れ、他方がバッテリー６の正極側となる接点Ｘに接続さ
れている。
とバッテリー６間に設けられた電流センサ２２に接続さ
れ、他方がバッテリー６の正極側となる接点Ｘに接続さ
れている。
【００２７】この電圧／電流検出部１８は、バッテリー
６の充放電の際の電圧値・電流値を検出して制御回路２
０に信号を送り、バッテリー６に過不足なく電力が供給
されるようにしている。さらに、電圧／電流検出部１８
は、電圧値・電流値を検出して制御回路２０に信号を送
ることで、制御回路２０がＤＰＦヒータ３によるパティ
キュレートの燃焼加減を把握できるようにしている。
６の充放電の際の電圧値・電流値を検出して制御回路２
０に信号を送り、バッテリー６に過不足なく電力が供給
されるようにしている。さらに、電圧／電流検出部１８
は、電圧値・電流値を検出して制御回路２０に信号を送
ることで、制御回路２０がＤＰＦヒータ３によるパティ
キュレートの燃焼加減を把握できるようにしている。
【００２８】過電圧検出部１９は、保護リレー１５と接
続されており、電装負荷７に過剰な電圧が印加されない
ようにしている。
続されており、電装負荷７に過剰な電圧が印加されない
ようにしている。
【００２９】インターフェース回路２１は、制御回路２
０と外部機器の回路間とを結ぶものであり、外部機器の
回路と各種信号の送受信を行ってＤＰＦヒーターの制御
システム１と外部機器間を接続している。
０と外部機器の回路間とを結ぶものであり、外部機器の
回路と各種信号の送受信を行ってＤＰＦヒーターの制御
システム１と外部機器間を接続している。
【００３０】制御回路２０は、トリガ制御回路１６、電
圧／電流検出部１８、過電圧検出部１９の全てを統括し
て制御している。この制御回路２０には、図示はしてい
ないが、発電された交流電圧波形の電圧ゼロ点を検出し
て同期をとるための回路が備えられている。
圧／電流検出部１８、過電圧検出部１９の全てを統括し
て制御している。この制御回路２０には、図示はしてい
ないが、発電された交流電圧波形の電圧ゼロ点を検出し
て同期をとるための回路が備えられている。
【００３１】この制御回路２０は、通常、電圧／電流検
出部１８からの信号に基づいてパティキュレートの燃焼
加減を把握し、そのときに発電されている交流電圧波形
の電圧ゼロ点を検出し、最適な電圧値・電流値でＤＰＦ
ヒーター３を通電するようにトリガのタイミングを決定
する。そして、制御回路２０は、決定したタイミングで
トリガ制御回路１６がサイリスタ９、１０のゲート端子
にトリガ電流を与えるように、トリガ制御回路１６に信
号を送るようにしている。
出部１８からの信号に基づいてパティキュレートの燃焼
加減を把握し、そのときに発電されている交流電圧波形
の電圧ゼロ点を検出し、最適な電圧値・電流値でＤＰＦ
ヒーター３を通電するようにトリガのタイミングを決定
する。そして、制御回路２０は、決定したタイミングで
トリガ制御回路１６がサイリスタ９、１０のゲート端子
にトリガ電流を与えるように、トリガ制御回路１６に信
号を送るようにしている。
【００３２】また、パティキュレートは、車両の運転状
況によってエンジンから排出される量が異なり、例え
ば、車両が低速ギア運転する際に比較的多く、高速ギア
運転する際には比較的少ない。よって本発明では、外部
機器からインターフェース回路２１を介して車両の運転
状況に基づいた信号が制御回路２０に送られるようにも
しており、制御回路２０により、例えば、低速ギア運転
時にはＤＰＦヒーター３の通電量を増大させ、高速ギア
運転時にはＤＰＦヒーター３の通電量を減少させるよう
にしている。
況によってエンジンから排出される量が異なり、例え
ば、車両が低速ギア運転する際に比較的多く、高速ギア
運転する際には比較的少ない。よって本発明では、外部
機器からインターフェース回路２１を介して車両の運転
状況に基づいた信号が制御回路２０に送られるようにも
しており、制御回路２０により、例えば、低速ギア運転
時にはＤＰＦヒーター３の通電量を増大させ、高速ギア
運転時にはＤＰＦヒーター３の通電量を減少させるよう
にしている。
【００３３】次に、本発明の作用を説明する。
【００３４】図２は、図１に示した回路の各部動作の概
略図を示したものであり、図２（ａ）は交流制御の動作
を示し、図２（ｂ）は直流制御の動作を示したものであ
る。
略図を示したものであり、図２（ａ）は交流制御の動作
を示し、図２（ｂ）は直流制御の動作を示したものであ
る。
【００３５】図２（ａ）の上のグラフは、横軸を時間Ｔ
にとり、縦軸を電圧値Ｖにとって交流電圧の位相制御の
様子を電圧波形ｖA で表しており、図２（ａ）の下のグ
ラフは、そのときの電流波形ｉA を横軸を時間Ｔにと
り、縦軸を電流値Ｉにとって表している。同様に、図２
（ｂ）の上のグラフは、整流部５で整流された直流電圧
の位相制御の様子を電圧波形ｖD で表しており、図２
（ｂ）の下のグラフは、そのときの電流波形ｉD を表し
ている。
にとり、縦軸を電圧値Ｖにとって交流電圧の位相制御の
様子を電圧波形ｖA で表しており、図２（ａ）の下のグ
ラフは、そのときの電流波形ｉA を横軸を時間Ｔにと
り、縦軸を電流値Ｉにとって表している。同様に、図２
（ｂ）の上のグラフは、整流部５で整流された直流電圧
の位相制御の様子を電圧波形ｖD で表しており、図２
（ｂ）の下のグラフは、そのときの電流波形ｉD を表し
ている。
【００３６】まず、交流制御の動作を説明する。
【００３７】交流制御は、主にトリガ制御回路１６とサ
イリスタ９、１０により行っている。制御開始から所定
時間（図では時間ｔ0 から時間ｔ1 まで）の間、サイリ
スタ９、１０は両方ともＯＦＦ状態である。
イリスタ９、１０により行っている。制御開始から所定
時間（図では時間ｔ0 から時間ｔ1 まで）の間、サイリ
スタ９、１０は両方ともＯＦＦ状態である。
【００３８】図２（ａ）に示すように、時間ｔ0 のと
き、発電機４で発電された交流電圧波形ｖA が電源ライ
ン８間に印加される。このとき、ＤＰＦヒーター３に電
流は流れていない。
き、発電機４で発電された交流電圧波形ｖA が電源ライ
ン８間に印加される。このとき、ＤＰＦヒーター３に電
流は流れていない。
【００３９】時間ｔ1 のとき、サイリスタ１０のゲート
端子に、トリガ制御回路１６からトリガ電流が与えられ
てサイリスタ１０のみがＯＮされる。サイリスタ１０
は、時間ｔ1 から時間ｔ2 までの間ＯＮ状態となり、Ｄ
ＰＦヒーター３には、電圧波形ｖA のうち、面積ａ（図
では斜線部分）の電圧が印加される。このとき、ＤＰＦ
ヒーター３に、電流波形ｉA に応じた電流（ただし、電
装負荷７に流れる電流分だけ差し引いた電流）が接点α
から接点βへ向かって流れ、ＤＰＦヒーター３を通電し
てＤＰＦ２を再生する。
端子に、トリガ制御回路１６からトリガ電流が与えられ
てサイリスタ１０のみがＯＮされる。サイリスタ１０
は、時間ｔ1 から時間ｔ2 までの間ＯＮ状態となり、Ｄ
ＰＦヒーター３には、電圧波形ｖA のうち、面積ａ（図
では斜線部分）の電圧が印加される。このとき、ＤＰＦ
ヒーター３に、電流波形ｉA に応じた電流（ただし、電
装負荷７に流れる電流分だけ差し引いた電流）が接点α
から接点βへ向かって流れ、ＤＰＦヒーター３を通電し
てＤＰＦ２を再生する。
【００４０】時間ｔ2 から時間ｔ3 までの間、サイリス
タ９、１０は両方ともＯＦＦ状態である。
タ９、１０は両方ともＯＦＦ状態である。
【００４１】時間ｔ3 のとき、今度はサイリスタ９のゲ
ート端子に、トリガ制御回路１６からトリガ電流が与え
られてサイリスタ９のみがＯＮされる。サイリスタ９
は、時間ｔ3 から時間ｔ4 までの間ＯＮ状態となり、Ｄ
ＰＦヒーター３には、電圧波形ｖA のうち、面積ｂ（図
では斜線部分）の電圧が印加される。このとき、ＤＰＦ
ヒーター３に、電流波形ｉA と同じ形で逆向きの電流波
形ｉB に応じた電流（ただし、電装負荷７に流れる電流
分だけ差し引いた電流）が接点βから接点αへ向かって
流れ、ＤＰＦヒーター３を通電してＤＰＦ２を再生す
る。
ート端子に、トリガ制御回路１６からトリガ電流が与え
られてサイリスタ９のみがＯＮされる。サイリスタ９
は、時間ｔ3 から時間ｔ4 までの間ＯＮ状態となり、Ｄ
ＰＦヒーター３には、電圧波形ｖA のうち、面積ｂ（図
では斜線部分）の電圧が印加される。このとき、ＤＰＦ
ヒーター３に、電流波形ｉA と同じ形で逆向きの電流波
形ｉB に応じた電流（ただし、電装負荷７に流れる電流
分だけ差し引いた電流）が接点βから接点αへ向かって
流れ、ＤＰＦヒーター３を通電してＤＰＦ２を再生す
る。
【００４２】時間ｔ4 以降の交流制御の動作は、同様に
して行われる。
して行われる。
【００４３】次に、直流制御の動作を説明する。
【００４４】直流制御は、主にトリガ制御回路１６とサ
イリスタ１１、１２により行っている。
イリスタ１１、１２により行っている。
【００４５】図２（ｂ）に示すように、時間ｔ1 から時
間ｔ2 の間の時間ｔ12のとき、トリガ制御回路１６によ
りサイリスタ１１のゲート端子にトリガ電流が与えら
れ、サイリスタ１１がＯＮする。サイリスタ１１は、時
間ｔ12から時間ｔ2 までの間ＯＮ状態となり、電装負荷
７には、整流部５で整流された電圧波形ｖD のうち、面
積ｃ（図では斜線部分）の電圧が印加される。このと
き、電装負荷７に、電流波形ｉD に応じた電流（ただ
し、ＤＰＦヒーター３に流れる電流分だけ差し引いた電
流）が流れる。
間ｔ2 の間の時間ｔ12のとき、トリガ制御回路１６によ
りサイリスタ１１のゲート端子にトリガ電流が与えら
れ、サイリスタ１１がＯＮする。サイリスタ１１は、時
間ｔ12から時間ｔ2 までの間ＯＮ状態となり、電装負荷
７には、整流部５で整流された電圧波形ｖD のうち、面
積ｃ（図では斜線部分）の電圧が印加される。このと
き、電装負荷７に、電流波形ｉD に応じた電流（ただ
し、ＤＰＦヒーター３に流れる電流分だけ差し引いた電
流）が流れる。
【００４６】また、時間ｔ3 から時間ｔ4 の間の時間ｔ
34のとき、トリガ制御回路１６によりサイリスタ１２の
ゲート端子にトリガ電流が与えられ、サイリスタ１２が
ＯＮする。サイリスタ１２は、時間ｔ34から時間ｔ4 ま
での間ＯＮ状態となり、電装負荷７には、整流部５で整
流された電圧波形ｖD のうち、面積ｄ（図では斜線部
分）に応じた電圧が印加される。このとき、電装負荷７
に、電流波形ｉD に応じた電流（ただし、ＤＰＦヒータ
ー３に流れる電流分だけ差し引いた電流）が流れる。
34のとき、トリガ制御回路１６によりサイリスタ１２の
ゲート端子にトリガ電流が与えられ、サイリスタ１２が
ＯＮする。サイリスタ１２は、時間ｔ34から時間ｔ4 ま
での間ＯＮ状態となり、電装負荷７には、整流部５で整
流された電圧波形ｖD のうち、面積ｄ（図では斜線部
分）に応じた電圧が印加される。このとき、電装負荷７
に、電流波形ｉD に応じた電流（ただし、ＤＰＦヒータ
ー３に流れる電流分だけ差し引いた電流）が流れる。
【００４７】時間ｔ4 以降の直流制御の動作は、同様に
して行われる。
して行われる。
【００４８】このように、本発明のＤＰＦヒーターの制
御システム１は、電装負荷７に比べて消費電力の大きい
ＤＰＦヒーター３を、直流制御側から切り離して交流制
御側に接続しているので、システム全体の配線をＤＰＦ
ヒーター３の消費電力に合わせて太くする必要がなく、
配線の軽量化・省力化を図ることができる。これに伴っ
て使用するリレー容量の小型化も図ることができる。
御システム１は、電装負荷７に比べて消費電力の大きい
ＤＰＦヒーター３を、直流制御側から切り離して交流制
御側に接続しているので、システム全体の配線をＤＰＦ
ヒーター３の消費電力に合わせて太くする必要がなく、
配線の軽量化・省力化を図ることができる。これに伴っ
て使用するリレー容量の小型化も図ることができる。
【００４９】本発明では、ＤＰＦヒーター３の通電制御
を交流電圧で制御する一方で、バッテリー６と電装負荷
７を直流電圧で制御しており、しかも整流部５での電圧
降下を考慮する必要もないことから、ＤＰＦヒーター３
に印加する電圧（再生電圧）を高く設定することが可能
となり、ＤＰＦを効率よく再生することができる。
を交流電圧で制御する一方で、バッテリー６と電装負荷
７を直流電圧で制御しており、しかも整流部５での電圧
降下を考慮する必要もないことから、ＤＰＦヒーター３
に印加する電圧（再生電圧）を高く設定することが可能
となり、ＤＰＦを効率よく再生することができる。
【００５０】また、ＤＰＦヒーター３への通電制御は、
発電された交流電圧の位相制御で行っているので、従来
のようにバッテリー６の充放電や電装負荷７の影響を考
えながら直流電圧で制御する必要がない。すなわち、サ
イリスタ９、１０のゲート端子に、トリガ制御回路１６
によるトリガ電流を与えるＯＮ・ＯＦＦのタイミングを
決定しさえすればよいので、制御の簡略化も図ることが
できる。
発電された交流電圧の位相制御で行っているので、従来
のようにバッテリー６の充放電や電装負荷７の影響を考
えながら直流電圧で制御する必要がない。すなわち、サ
イリスタ９、１０のゲート端子に、トリガ制御回路１６
によるトリガ電流を与えるＯＮ・ＯＦＦのタイミングを
決定しさえすればよいので、制御の簡略化も図ることが
できる。
【００５１】次に、ＤＰＦヒーターの通電制御の一例を
説明する。
説明する。
【００５２】図３は、本発明に係るＤＰＦヒーターの通
電制御の一例を示し、図３（ａ）は発電された交流電圧
の位相制御の概略図、図３（ｂ）はＤＰＦヒーターの電
流波形図、図３（ｃ）は電装負荷の電流波形図を示した
ものである。
電制御の一例を示し、図３（ａ）は発電された交流電圧
の位相制御の概略図、図３（ｂ）はＤＰＦヒーターの電
流波形図、図３（ｃ）は電装負荷の電流波形図を示した
ものである。
【００５３】図３（ａ）に示すように、本発明のＤＰＦ
ヒーターの通電制御の一例として、ＤＰＦヒーター３に
印加する交流実効電圧ＶR を電装負荷に印加する直流制
御電圧ＶD より高くなるように設定すると共に、ＤＰＦ
ヒーター通電のタイミングより電装負荷通電のタイミン
グを遅らせるようにしている。
ヒーターの通電制御の一例として、ＤＰＦヒーター３に
印加する交流実効電圧ＶR を電装負荷に印加する直流制
御電圧ＶD より高くなるように設定すると共に、ＤＰＦ
ヒーター通電のタイミングより電装負荷通電のタイミン
グを遅らせるようにしている。
【００５４】まず、時間Ｔ0 のとき、発電機４で発電さ
れた実効電圧ＶR の交流電圧波形ＶA が電源ライン８間
に印加される。このとき、ＤＰＦヒーター３は通電され
ていない。
れた実効電圧ＶR の交流電圧波形ＶA が電源ライン８間
に印加される。このとき、ＤＰＦヒーター３は通電され
ていない。
【００５５】発電された交流の１／４周期となる時間Ｔ
1 のとき、ＤＰＦヒーター３の通電を開始すると、発電
された交流の１／４周期から１／２周期にあたる時間Ｔ
1 から時間Ｔ4 の間ＤＰＦヒーター３が通電される。一
方、発電された交流の約３／４周期となる時間Ｔ2 のと
き、電装負荷７の通電を開始し、時間Ｔ4 前の時間Ｔ3
に通電を終了するようにする。時間Ｔ4 から発電された
交流の１周期となる時間Ｔ8 までの制御は、交流電圧波
形ＶA が負であることを考慮しつつ以上の手順と同様に
して行う。
1 のとき、ＤＰＦヒーター３の通電を開始すると、発電
された交流の１／４周期から１／２周期にあたる時間Ｔ
1 から時間Ｔ4 の間ＤＰＦヒーター３が通電される。一
方、発電された交流の約３／４周期となる時間Ｔ2 のと
き、電装負荷７の通電を開始し、時間Ｔ4 前の時間Ｔ3
に通電を終了するようにする。時間Ｔ4 から発電された
交流の１周期となる時間Ｔ8 までの制御は、交流電圧波
形ＶA が負であることを考慮しつつ以上の手順と同様に
して行う。
【００５６】発電された交流電圧を上記の手順で位相制
御すると、時間Ｔ0 からＴ1 までと交流電圧波形ＶA と
で囲む面積Ａの電圧は、バッテリー６に印加されてバッ
テリー６を充電する。時間Ｔ1 からＴ2 までと交流電圧
波形ＶA とで囲む面積Ｂの電圧（図では左側の斜線部
分）は、ＤＰＦヒーター３に印加される。時間Ｔ2 から
Ｔ3 までと交流電圧波形ＶA とで囲む面積Ｃの電圧（図
では格子状部分）は、ＤＰＦヒーター３と電装負荷７の
両方に印加される。時間Ｔ3 からＴ4 までと交流電圧波
形ＶA とで囲む面積Ｄの電圧（図では右側の斜線部分）
は、ＤＰＦヒーター３に印加される。
御すると、時間Ｔ0 からＴ1 までと交流電圧波形ＶA と
で囲む面積Ａの電圧は、バッテリー６に印加されてバッ
テリー６を充電する。時間Ｔ1 からＴ2 までと交流電圧
波形ＶA とで囲む面積Ｂの電圧（図では左側の斜線部
分）は、ＤＰＦヒーター３に印加される。時間Ｔ2 から
Ｔ3 までと交流電圧波形ＶA とで囲む面積Ｃの電圧（図
では格子状部分）は、ＤＰＦヒーター３と電装負荷７の
両方に印加される。時間Ｔ3 からＴ4 までと交流電圧波
形ＶA とで囲む面積Ｄの電圧（図では右側の斜線部分）
は、ＤＰＦヒーター３に印加される。
【００５７】このときのヒーター電流波形ＩH は、図３
（ｂ）に示すように、時間Ｔ2 から時間Ｔ3 の間には電
装負荷７が通電されているので、電装負荷７に流れる電
流分（図では面積Ｅに当たる）だけ差し引いた電流波形
（図では太線で囲った部分）となる。このヒーター電流
波形ＩH は、時間Ｔ1 からＴ4 までの正の波形と時間Ｔ
5 から時間Ｔ8 までの負の波形とを１サイクルとするも
のである。
（ｂ）に示すように、時間Ｔ2 から時間Ｔ3 の間には電
装負荷７が通電されているので、電装負荷７に流れる電
流分（図では面積Ｅに当たる）だけ差し引いた電流波形
（図では太線で囲った部分）となる。このヒーター電流
波形ＩH は、時間Ｔ1 からＴ4 までの正の波形と時間Ｔ
5 から時間Ｔ8 までの負の波形とを１サイクルとするも
のである。
【００５８】一方、電装負荷電流波形ＩL は、図３
（ｃ）に示すように、時間Ｔ2 から始まる連続した略の
こぎり波状の電流波形である。この電装負荷電流波形Ｉ
L は、時間Ｔ2 から時間Ｔ3 の間に電装負荷７が通電さ
れることで発電機４から供給される電流分Ｆ（図では時
間Ｔ2 から時間Ｔ3 間の白抜きされた面積）と、バッテ
リー６からの供給電流分Ｇ（図では斜線部分）との合成
波形を１／２サイクルとするものである。
（ｃ）に示すように、時間Ｔ2 から始まる連続した略の
こぎり波状の電流波形である。この電装負荷電流波形Ｉ
L は、時間Ｔ2 から時間Ｔ3 の間に電装負荷７が通電さ
れることで発電機４から供給される電流分Ｆ（図では時
間Ｔ2 から時間Ｔ3 間の白抜きされた面積）と、バッテ
リー６からの供給電流分Ｇ（図では斜線部分）との合成
波形を１／２サイクルとするものである。
【００５９】このように、本発明によれば、トリガ制御
回路１６によるトリガを与えるタイミングによって、Ｄ
ＰＦヒーター３の通電電力と直流電力の出力比を変更可
能とすることができる。
回路１６によるトリガを与えるタイミングによって、Ｄ
ＰＦヒーター３の通電電力と直流電力の出力比を変更可
能とすることができる。
【００６０】本実施の形態においては、車載用交流発電
機４が単相巻線の場合について説明したが、本発明は、
例えば三相三線式の発電機の場合にも適用可能である。
この場合、回路構成としては、例えば、図１の１組のサ
イリスタ９、１０を３組並列接続したものを用い、整流
部５として６個のサイリスタからなる三相ブリッジ整流
回路などを用いればよい。また、各サイリスタのゲート
端子に与えるトリガ電流のタイミングも適宜決定するよ
うにすればよい。
機４が単相巻線の場合について説明したが、本発明は、
例えば三相三線式の発電機の場合にも適用可能である。
この場合、回路構成としては、例えば、図１の１組のサ
イリスタ９、１０を３組並列接続したものを用い、整流
部５として６個のサイリスタからなる三相ブリッジ整流
回路などを用いればよい。また、各サイリスタのゲート
端子に与えるトリガ電流のタイミングも適宜決定するよ
うにすればよい。
【００６１】
【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
本発明によれば次のごとき優れた効果を発揮する。
【００６２】（１）配線の軽量化、省力化を図ることが
でき、リレー容量の小型化も図ることができる。
でき、リレー容量の小型化も図ることができる。
【００６３】（２）ＤＰＦヒーターへの再生電圧を高く
設定することができる。
設定することができる。
【００６４】（３）ＤＰＦヒーターへの通電制御を交流
で行うことで、制御の簡略化を図ることができる。
で行うことで、制御の簡略化を図ることができる。
【００６５】（４）ヒーター通電電力と直流電力の出力
比を変更することができる。
比を変更することができる。
【図１】本発明の好適実施の形態を示す回路図である。
【図２】図１に示した回路の交流制御の動作を示す概略
図（ａ）、直流制御の動作を示す概略図（ｂ）である。
図（ａ）、直流制御の動作を示す概略図（ｂ）である。
【図３】発電された交流電圧の位相制御の一例を示す概
略図（ａ）、ＤＰＦヒーターの電流波形図（ｂ）、電装
負荷の電流波形図（ｃ）である。
略図（ａ）、ＤＰＦヒーターの電流波形図（ｂ）、電装
負荷の電流波形図（ｃ）である。
【図４】従来のＤＰＦヒータの制御システムを示す回路
図である。
図である。
１ ＤＰＦヒーターの制御システム ２ ディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ） ３ ＤＰＦヒーター ４ 車載用交流発電機（ＡＣＧ） ５ 整流部 ６ バッテリー ７ 電装負荷 ８ 電源ライン ９、１０ サイリスタ
Claims (3)
- 【請求項１】 ディーゼルパティキュレートフィルタ
を、ヒーターの通電制御により再生するＤＰＦヒーター
の制御システムにおいて、車載用交流発電機からの交流
を整流する整流部と、整流された直流で充電されるバッ
テリーと、整流部とバッテリーに接続された電装負荷と
を備え、上記車載用交流発電機と上記整流部の間の電源
ライン間に、サイリスタを介してＤＰＦヒーターを接続
し、発電された交流電圧を位相制御してＤＰＦヒーター
の通電制御を行うことを特徴とするＤＰＦヒーターの制
御システム。 - 【請求項２】 車載用交流発電機を単相巻線とし、整流
部に至る電源ライン間に、互いに逆向きに並列に接続さ
れた２個のサイリスタを介してＤＰＦヒーターに直列に
接続し、サイリスタのそれぞれのゲート端子に、発電さ
れた交流電圧の位相制御を行うべくトリガ電流を与える
トリガ制御回路を接続した請求項１記載のＤＰＦヒータ
ーの制御システム。 - 【請求項３】 ヒーターに印加する交流実効電圧を電装
負荷に印加する直流制御電圧より高くなるように設定す
ると共に、ＤＰＦヒーター通電のタイミングより電装負
荷通電のタイミングを遅らせるようにした請求項２記載
のＤＰＦヒーターの制御システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309304A JP3959947B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Ｄｐｆヒーターの制御システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000309304A JP3959947B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Ｄｐｆヒーターの制御システム |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002115529A true JP2002115529A (ja) | 2002-04-19 |
| JP3959947B2 JP3959947B2 (ja) | 2007-08-15 |
Family
ID=18789494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000309304A Expired - Fee Related JP3959947B2 (ja) | 2000-10-04 | 2000-10-04 | Ｄｐｆヒーターの制御システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3959947B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218196A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Mitsubishi Motors Corp | リンプホーム制御装置 |
-
2000
- 2000-10-04 JP JP2000309304A patent/JP3959947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007218196A (ja) * | 2006-02-17 | 2007-08-30 | Mitsubishi Motors Corp | リンプホーム制御装置 |
| JP4609662B2 (ja) * | 2006-02-17 | 2011-01-12 | 三菱自動車工業株式会社 | リンプホーム制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3959947B2 (ja) | 2007-08-15 |
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