JP2003254043A - ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 - Google Patents
ディーゼルパティキュレートフィルタ装置Info
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- JP2003254043A JP2003254043A JP2002048002A JP2002048002A JP2003254043A JP 2003254043 A JP2003254043 A JP 2003254043A JP 2002048002 A JP2002048002 A JP 2002048002A JP 2002048002 A JP2002048002 A JP 2002048002A JP 2003254043 A JP2003254043 A JP 2003254043A
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- engine
- dpf
- pressure loss
- diesel particulate
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明はＤＰＦ装置に関し、異なるエンジン
機種に対しＤＰＦの共通化を図って大小様々なエンジン
機種に適用可能なＤＰＦ装置を提供する。 【解決手段】 エンジンの最大出力に比例して四捨五入
または小数点以下切り捨てによりＤＰＦの個数を選定
し、排気系に分岐管を「選定したＤＰＦの個数＋１」の
本数として、各分岐管にＤＰＦを装着すると共に、ヒー
タを作動させてＤＰＦの再生を行うに当たり、ＤＰＦの
目詰まり度合いを示す圧損係数を演算する演算式と、再
生開始の判断基準としてのしきい値を制御手段のメモリ
に設定記憶し、刻々のパラメータセンサの計測値から圧
損係数を演算式で算出して、それが圧損係数のしきい値
に達した時に開閉切換え弁を切り換え、閉弁したＤＰＦ
のフィルタ再生手段で再生処理を行うことを特徴とす
る。
機種に対しＤＰＦの共通化を図って大小様々なエンジン
機種に適用可能なＤＰＦ装置を提供する。 【解決手段】 エンジンの最大出力に比例して四捨五入
または小数点以下切り捨てによりＤＰＦの個数を選定
し、排気系に分岐管を「選定したＤＰＦの個数＋１」の
本数として、各分岐管にＤＰＦを装着すると共に、ヒー
タを作動させてＤＰＦの再生を行うに当たり、ＤＰＦの
目詰まり度合いを示す圧損係数を演算する演算式と、再
生開始の判断基準としてのしきい値を制御手段のメモリ
に設定記憶し、刻々のパラメータセンサの計測値から圧
損係数を演算式で算出して、それが圧損係数のしきい値
に達した時に開閉切換え弁を切り換え、閉弁したＤＰＦ
のフィルタ再生手段で再生処理を行うことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ンの排気系に装着されるディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置に係り、詳しくは大小様々なエンジン機種に
適用可能なディーゼルパティキュレートフィルタ装置に
関する。
ンの排気系に装着されるディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置に係り、詳しくは大小様々なエンジン機種に
適用可能なディーゼルパティキュレートフィルタ装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼルエンジン（以下、「エンジ
ン」という）から放出される排ガス中にはパティキュレ
ート（カーボン粒子等の微粒子成分）が多く含まれてお
り、エンジンの排気浄化を実施するに当たって、このパ
ティキュレート（以下、「ＰＭ」という）を除去するこ
とが不可欠とされている。
ン」という）から放出される排ガス中にはパティキュレ
ート（カーボン粒子等の微粒子成分）が多く含まれてお
り、エンジンの排気浄化を実施するに当たって、このパ
ティキュレート（以下、「ＰＭ」という）を除去するこ
とが不可欠とされている。
【０００３】そこで、特開平１１−１２５１０９号公報
に開示されるように、昨今、エンジンの排気系にディー
ゼルパティキュレートフィルタ装置（以下、「ＤＰＦ装
置」という）を装着して排ガスの浄化が図られている。
而して、この種のＤＰＦ装置として、上記特開平１１−
１２５１０９号公報または図６に示すように排気マニホ
ールドに接続された排気管１を複数の分岐管３，５に分
岐して、その分岐部７に両分岐管３，５の排ガス流路を
開閉する開閉切換え弁９を装着すると共に、各分岐管
３，５にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、
「ＤＰＦ」という）１１，１３を装着したものが知られ
ており、コントローラによる開閉切換え弁９の制御で分
岐管３，５の排ガス流路を交互に開閉して、排ガスＧ中
のＰＭをＤＰＦ１１，１３で交互に捕集している。
に開示されるように、昨今、エンジンの排気系にディー
ゼルパティキュレートフィルタ装置（以下、「ＤＰＦ装
置」という）を装着して排ガスの浄化が図られている。
而して、この種のＤＰＦ装置として、上記特開平１１−
１２５１０９号公報または図６に示すように排気マニホ
ールドに接続された排気管１を複数の分岐管３，５に分
岐して、その分岐部７に両分岐管３，５の排ガス流路を
開閉する開閉切換え弁９を装着すると共に、各分岐管
３，５にディーゼルパティキュレートフィルタ（以下、
「ＤＰＦ」という）１１，１３を装着したものが知られ
ており、コントローラによる開閉切換え弁９の制御で分
岐管３，５の排ガス流路を交互に開閉して、排ガスＧ中
のＰＭをＤＰＦ１１，１３で交互に捕集している。
【０００４】また、ＰＭの捕集が進むと、ＤＰＦ１１，
１３に目詰まりが生じて流路抵抗が増大するため、ＤＰ
Ｆ１１，１３のケーシング１５，１７内には電気ヒータ
（以下、「ヒータ」という）１９，２１がＤＰＦ１１，
１３の上流側に装着されており、例えば図６に示すよう
にコントローラの指令で開閉切換え弁９が分岐管３を閉
じて分岐管５を開くと、エンジンから放出された排ガス
Ｇが排気管１，分岐管５を流下して排ガスＧ中のＰＭが
ＤＰＦ１３で捕集され、この状態でＤＰＦ１１側のヒー
タ１９が作動し、ＤＰＦ１１中のＰＭが燃焼除去されて
ＤＰＦ１１の再生が図られるようになっている。
１３に目詰まりが生じて流路抵抗が増大するため、ＤＰ
Ｆ１１，１３のケーシング１５，１７内には電気ヒータ
（以下、「ヒータ」という）１９，２１がＤＰＦ１１，
１３の上流側に装着されており、例えば図６に示すよう
にコントローラの指令で開閉切換え弁９が分岐管３を閉
じて分岐管５を開くと、エンジンから放出された排ガス
Ｇが排気管１，分岐管５を流下して排ガスＧ中のＰＭが
ＤＰＦ１３で捕集され、この状態でＤＰＦ１１側のヒー
タ１９が作動し、ＤＰＦ１１中のＰＭが燃焼除去されて
ＤＰＦ１１の再生が図られるようになっている。
【０００５】そして、ＤＰＦ１１の再生後、ＤＰＦ１３
によるＰＭの捕集量が増加してフィルタ圧損が高まる
と、コントローラは開閉切換え弁９を切り換えて分岐管
３に排ガスＧを流下させ、排ガスＧ中のＰＭをＤＰＦ１
１で捕集し乍ら、ＤＰＦ１３側のヒータ２１を作動して
ＤＰＦ１３の再生を図るようになっている。尚、分岐管
３，５はＤＰＦ１１，１３の下流側の合流部２３で合流
して下流側排気管２５に接続されている。
によるＰＭの捕集量が増加してフィルタ圧損が高まる
と、コントローラは開閉切換え弁９を切り換えて分岐管
３に排ガスＧを流下させ、排ガスＧ中のＰＭをＤＰＦ１
１で捕集し乍ら、ＤＰＦ１３側のヒータ２１を作動して
ＤＰＦ１３の再生を図るようになっている。尚、分岐管
３，５はＤＰＦ１１，１３の下流側の合流部２３で合流
して下流側排気管２５に接続されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ＤＰＦの圧
損、即ち、フィルタ圧損はＰＭの詰まり具合とエンジン
の排気流量に応じて増大する。このため、排気流量の大
きいエンジンに容量の小さいＤＰＦを搭載すると、背圧
が高くなって燃費が悪化し、また、頻繁にＤＰＦの再生
処理が必要となる。
損、即ち、フィルタ圧損はＰＭの詰まり具合とエンジン
の排気流量に応じて増大する。このため、排気流量の大
きいエンジンに容量の小さいＤＰＦを搭載すると、背圧
が高くなって燃費が悪化し、また、頻繁にＤＰＦの再生
処理が必要となる。
【０００７】また、エンジンの機種毎に大きさの異なる
ＤＰＦを開発，製造すると、コストが嵩んでしまう不具
合があった。本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもの
で、エンジンの機種毎に大きさの異なるＤＰＦを開発，
製造することなく、異なるエンジン機種に対しＤＰＦの
共通化を図って大小様々なエンジン機種に適用可能なＤ
ＰＦ装置を提供することを目的とする。
ＤＰＦを開発，製造すると、コストが嵩んでしまう不具
合があった。本発明は斯かる実情に鑑み案出されたもの
で、エンジンの機種毎に大きさの異なるＤＰＦを開発，
製造することなく、異なるエンジン機種に対しＤＰＦの
共通化を図って大小様々なエンジン機種に適用可能なＤ
ＰＦ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】斯かる目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、エンジンの排気系に並列に
配置した複数本の分岐管と、各分岐管に１つ宛装着した
同一容量のＤＰＦと、各ＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼
除去するフィルタ再生手段と、各分岐管の排ガス流路を
開閉する開閉切換え弁と、エンジン駆動時の所定のパラ
メータを検出するパラメータセンサと、当該パラメータ
センサの検出値に基づきＤＰＦの目詰まり度合いを表す
圧損係数を演算する演算式と、ＤＰＦ再生開始の判断基
準であるしきい値を記憶した制御手段とを備え、制御手
段は、上記パラメータセンサの検出値を基に演算式で圧
損係数を算出し、当該圧損係数がしきい値に達したとき
に、再生を行う１つのＤＰＦの排ガス流路を開閉切換え
弁で閉として、当該ＤＰＦのフィルタ再生手段を作動さ
せるＤＰＦ装置であって、エンジンの最大出力に比例し
て四捨五入または小数点以下切り捨てによりＤＰＦの個
数を選定し、上記分岐管を、「選定したＤＰＦの個数＋
１」の本数として、各分岐管にＤＰＦを装着すると共
に、上記しきい値を、「エンジン最大出力／選定したＤ
ＰＦの数」に比例して設定したことを特徴とする。
め、請求項１に係る発明は、エンジンの排気系に並列に
配置した複数本の分岐管と、各分岐管に１つ宛装着した
同一容量のＤＰＦと、各ＤＰＦに捕集されたＰＭを燃焼
除去するフィルタ再生手段と、各分岐管の排ガス流路を
開閉する開閉切換え弁と、エンジン駆動時の所定のパラ
メータを検出するパラメータセンサと、当該パラメータ
センサの検出値に基づきＤＰＦの目詰まり度合いを表す
圧損係数を演算する演算式と、ＤＰＦ再生開始の判断基
準であるしきい値を記憶した制御手段とを備え、制御手
段は、上記パラメータセンサの検出値を基に演算式で圧
損係数を算出し、当該圧損係数がしきい値に達したとき
に、再生を行う１つのＤＰＦの排ガス流路を開閉切換え
弁で閉として、当該ＤＰＦのフィルタ再生手段を作動さ
せるＤＰＦ装置であって、エンジンの最大出力に比例し
て四捨五入または小数点以下切り捨てによりＤＰＦの個
数を選定し、上記分岐管を、「選定したＤＰＦの個数＋
１」の本数として、各分岐管にＤＰＦを装着すると共
に、上記しきい値を、「エンジン最大出力／選定したＤ
ＰＦの数」に比例して設定したことを特徴とする。
【０００９】斯かる構成によれば、エンジンの最大出力
に比例した個数＋１個の同一容量のＤＰＦがエンジンの
排気系に装着される。そして、制御手段は、パラメータ
センサの検出値を基に演算式で圧損係数を算出し、当該
圧損係数がしきい値に達したときに、再生を行う１つの
ＤＰＦの排ガス流路を開閉切換え弁で閉として、当該Ｄ
ＰＦのフィルタ再生手段を作動させるが、エンジン機種
に拘わらず、共通の演算式や定数等を用いてＤＰＦの再
生制御を行うことが可能である。
に比例した個数＋１個の同一容量のＤＰＦがエンジンの
排気系に装着される。そして、制御手段は、パラメータ
センサの検出値を基に演算式で圧損係数を算出し、当該
圧損係数がしきい値に達したときに、再生を行う１つの
ＤＰＦの排ガス流路を開閉切換え弁で閉として、当該Ｄ
ＰＦのフィルタ再生手段を作動させるが、エンジン機種
に拘わらず、共通の演算式や定数等を用いてＤＰＦの再
生制御を行うことが可能である。
【００１０】また、請求項２に係る発明は、請求項１記
載のＤＰＦ装置に於て、パラメータは、ＤＰＦのフィル
タ圧損と、エンジンの吸気絶対圧及びエンジン回転数で
あり、圧損係数を演算する演算式は、 圧損係数＝（フィルタ圧損／エンジン吸気絶対圧）×
（エンジン最高回転／エンジン回転）K であって、フィルタ圧損は、ＤＰＦの上流側と下流側に
設けた圧力センサの計測値から制御手段が求めた値，Ｄ
ＰＦの上流側に設けた圧力センサと大気圧センサの計測
値から制御手段が求めた値、またはＤＰＦの上流側に設
けたケージ圧センサによる計測値のいずれか一つであ
り、エンジン吸気絶対圧は、エンジンの吸気系に装着し
た圧力センサで計測した吸気圧の絶対圧力、エンジン回
転数は、回転センサで計測したエンジンの回転数、エン
ジン最高回転数は予め設定された所定値、Ｋは、ＰＭの
一定捕集量に於ける排気流量と圧損特性の実験データま
たはシュミレーションから予め求められた１．２≦Ｋ≦
１．５の指数であることを特徴とする。
載のＤＰＦ装置に於て、パラメータは、ＤＰＦのフィル
タ圧損と、エンジンの吸気絶対圧及びエンジン回転数で
あり、圧損係数を演算する演算式は、 圧損係数＝（フィルタ圧損／エンジン吸気絶対圧）×
（エンジン最高回転／エンジン回転）K であって、フィルタ圧損は、ＤＰＦの上流側と下流側に
設けた圧力センサの計測値から制御手段が求めた値，Ｄ
ＰＦの上流側に設けた圧力センサと大気圧センサの計測
値から制御手段が求めた値、またはＤＰＦの上流側に設
けたケージ圧センサによる計測値のいずれか一つであ
り、エンジン吸気絶対圧は、エンジンの吸気系に装着し
た圧力センサで計測した吸気圧の絶対圧力、エンジン回
転数は、回転センサで計測したエンジンの回転数、エン
ジン最高回転数は予め設定された所定値、Ｋは、ＰＭの
一定捕集量に於ける排気流量と圧損特性の実験データま
たはシュミレーションから予め求められた１．２≦Ｋ≦
１．５の指数であることを特徴とする。
【００１１】而して、斯かる構成によっても、制御手段
は、各センサの検出値を基に演算式で圧損係数を算出
し、当該圧損係数がしきい値に達したときに、再生を行
う１つのＤＰＦの排ガス流路を開閉切換え弁で閉とし
て、当該ＤＰＦのフィルタ再生手段を作動させる。そし
て、エンジン機種に拘わらず、共通の演算式や定数等を
用いてＤＰＦの再生制御を行うことが可能である。
は、各センサの検出値を基に演算式で圧損係数を算出
し、当該圧損係数がしきい値に達したときに、再生を行
う１つのＤＰＦの排ガス流路を開閉切換え弁で閉とし
て、当該ＤＰＦのフィルタ再生手段を作動させる。そし
て、エンジン機種に拘わらず、共通の演算式や定数等を
用いてＤＰＦの再生制御を行うことが可能である。
【００１２】更にまた、請求項３に係る発明は、請求項
２記載のＤＰＦ装置に於て、制御手段は、ＤＰＦ再生開
始の判断基準となる最大圧損を記憶し、フィルタ圧損が
当該最大圧損に達したとき、再生を行う１つのＤＰＦの
排ガス流路を開閉切換え弁で閉として、当該ＤＰＦのフ
ィルタ再生手段を作動させることを特徴とする。斯かる
構成によれば、制御手段は、計測したフィルタ圧損が最
大圧損に達すると、再生を行う１つのＤＰＦの排ガス流
路を開閉切換え弁で閉として、当該ＤＰＦのフィルタ再
生手段を作動させることとなる。
２記載のＤＰＦ装置に於て、制御手段は、ＤＰＦ再生開
始の判断基準となる最大圧損を記憶し、フィルタ圧損が
当該最大圧損に達したとき、再生を行う１つのＤＰＦの
排ガス流路を開閉切換え弁で閉として、当該ＤＰＦのフ
ィルタ再生手段を作動させることを特徴とする。斯かる
構成によれば、制御手段は、計測したフィルタ圧損が最
大圧損に達すると、再生を行う１つのＤＰＦの排ガス流
路を開閉切換え弁で閉として、当該ＤＰＦのフィルタ再
生手段を作動させることとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づき詳細に説明する。図１は請求項１乃至請求項３に
係るＤＰＦ装置の一実施形態を示し、図に於て、３３は
エンジン３５に装着された排気マニホールド、３７は当
該排気マニホールド３３に接続された排気管で、排気管
３７にはターボチャージャ３９が装着されており、エン
ジン３５から放出された排ガスＧがターボチャージャ３
９のタービン３９ａを回すと、これに直結したコンプレ
ッサ３９ｂが回転して、圧縮された吸入空気が吸気管４
１から吸気マニホールド４３を経てエンジン３５に送り
込まれるようになっている。
基づき詳細に説明する。図１は請求項１乃至請求項３に
係るＤＰＦ装置の一実施形態を示し、図に於て、３３は
エンジン３５に装着された排気マニホールド、３７は当
該排気マニホールド３３に接続された排気管で、排気管
３７にはターボチャージャ３９が装着されており、エン
ジン３５から放出された排ガスＧがターボチャージャ３
９のタービン３９ａを回すと、これに直結したコンプレ
ッサ３９ｂが回転して、圧縮された吸入空気が吸気管４
１から吸気マニホールド４３を経てエンジン３５に送り
込まれるようになっている。
【００１４】そして、ターボチャージャ３９の下流側排
気系は並列する２本の分岐管４５，４７に分岐されて、
分岐管４５，４７に、夫々、同一容量のＤＰＦ４９，５
１が並列して一個宛装着されている。ＤＰＦ４９，５１
は炭化珪素製のモノリス型トラップフィルタで、ハニカ
ム状の隔壁５３により排ガス流と略平行なセル５５が多
数形成されて、各セル５５の入口と出口が封鎖材５７で
交互に目封じされた構造となっており、排ガスＧが隔壁
５３を通って隣接するセル５５に流入するとき、排ガス
Ｇ中に含まれるＰＭが隔壁５３で捕集される。
気系は並列する２本の分岐管４５，４７に分岐されて、
分岐管４５，４７に、夫々、同一容量のＤＰＦ４９，５
１が並列して一個宛装着されている。ＤＰＦ４９，５１
は炭化珪素製のモノリス型トラップフィルタで、ハニカ
ム状の隔壁５３により排ガス流と略平行なセル５５が多
数形成されて、各セル５５の入口と出口が封鎖材５７で
交互に目封じされた構造となっており、排ガスＧが隔壁
５３を通って隣接するセル５５に流入するとき、排ガス
Ｇ中に含まれるＰＭが隔壁５３で捕集される。
【００１５】また、分岐管４５，４７には、夫々、ＤＰ
Ｆ４９，５１の上流側または下流側にバタフライバルブ
５９，６１が装着されており、各バタフライバルブ５
９，６１は、夫々、コントローラ（制御手段）６３の指
令で作動する電磁弁６５，６７によりエアタンクからア
クチュエータ６９，７１に圧縮エアが供給されて、各分
岐管４５，４７の排ガス流路を交互に開閉するようにな
っている。そして、分岐管４５，４７は、ＤＰＦ４９，
５１の下流側で合流して大気開放の下流側排気管７２に
接続されている更に、図中、７３，７５はＤＰＦ４９，
５１のケーシング７７，７９内に装着されたフィルタ再
生手段たる電気ヒータ（以下、「ヒータ」という）で、
コントローラ６３は、図示しないパワーユニットを介し
て両ヒータ７３，７５を作動させるが、本実施形態に係
るＤＰＦ装置８０は、複数のエンジン機種からなるエン
ジン群に対し、同一容量のＤＰＦを「エンジンの最大出
力に比例した個数＋１」個、各分岐管に並列に装着する
と共に、ヒータを作動させてＤＰＦの再生を行うに当た
り、ＤＰＦの目詰まり度合いを示す圧損係数を演算する
演算式 圧損係数＝１０００×（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）×（エンジン最高回 転／エンジン回転）のＫ乗 ・・・ と、再生開始の判断基準としてのしきい値 圧損係数のしきい値＝定数×エンジン最大出力／通過Ｄ
ＰＦ本数 と、図２に示すフィルタ圧損の最大圧損及び後述する演
算式，を制御手段のメモリに設定記憶し、刻々のエ
ンジン回転数や各圧力値から圧損係数を演算式で算出
して、それが圧損係数のしきい値に達するか、また、ま
たはフィルタ圧損が最大圧損に達した時に、バタフライ
バルブを切り換え、閉弁したＤＰＦのヒータに通電して
再生処理を行うことを特徴とする。
Ｆ４９，５１の上流側または下流側にバタフライバルブ
５９，６１が装着されており、各バタフライバルブ５
９，６１は、夫々、コントローラ（制御手段）６３の指
令で作動する電磁弁６５，６７によりエアタンクからア
クチュエータ６９，７１に圧縮エアが供給されて、各分
岐管４５，４７の排ガス流路を交互に開閉するようにな
っている。そして、分岐管４５，４７は、ＤＰＦ４９，
５１の下流側で合流して大気開放の下流側排気管７２に
接続されている更に、図中、７３，７５はＤＰＦ４９，
５１のケーシング７７，７９内に装着されたフィルタ再
生手段たる電気ヒータ（以下、「ヒータ」という）で、
コントローラ６３は、図示しないパワーユニットを介し
て両ヒータ７３，７５を作動させるが、本実施形態に係
るＤＰＦ装置８０は、複数のエンジン機種からなるエン
ジン群に対し、同一容量のＤＰＦを「エンジンの最大出
力に比例した個数＋１」個、各分岐管に並列に装着する
と共に、ヒータを作動させてＤＰＦの再生を行うに当た
り、ＤＰＦの目詰まり度合いを示す圧損係数を演算する
演算式 圧損係数＝１０００×（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）×（エンジン最高回 転／エンジン回転）のＫ乗 ・・・ と、再生開始の判断基準としてのしきい値 圧損係数のしきい値＝定数×エンジン最大出力／通過Ｄ
ＰＦ本数 と、図２に示すフィルタ圧損の最大圧損及び後述する演
算式，を制御手段のメモリに設定記憶し、刻々のエ
ンジン回転数や各圧力値から圧損係数を演算式で算出
して、それが圧損係数のしきい値に達するか、また、ま
たはフィルタ圧損が最大圧損に達した時に、バタフライ
バルブを切り換え、閉弁したＤＰＦのヒータに通電して
再生処理を行うことを特徴とする。
【００１６】以下、これらを説明すると、一般にＤＰＦ
のフィルタ圧損を算出するには、ＤＰＦの入口側と出口
側の圧力を圧力センサで検出して、これらの検出値から
フィルタ圧損を算出する。そこで、本実施形態も、図１
に示すように分岐管４５，４７の分岐部８１の上流側
と、ＤＰＦ４９，５１の下流側の分岐管４５，４７に、
夫々、圧力センサ８３，８５，８７を装着し、各圧力セ
ンサ８３，８５，８７でＤＰＦ４９，５１の上流圧と下
流圧を計測して、各検出値Ｐｆ，Ｐａ，Ｐｂをコントロ
ーラ６３に入力させている。
のフィルタ圧損を算出するには、ＤＰＦの入口側と出口
側の圧力を圧力センサで検出して、これらの検出値から
フィルタ圧損を算出する。そこで、本実施形態も、図１
に示すように分岐管４５，４７の分岐部８１の上流側
と、ＤＰＦ４９，５１の下流側の分岐管４５，４７に、
夫々、圧力センサ８３，８５，８７を装着し、各圧力セ
ンサ８３，８５，８７でＤＰＦ４９，５１の上流圧と下
流圧を計測して、各検出値Ｐｆ，Ｐａ，Ｐｂをコントロ
ーラ６３に入力させている。
【００１７】そして、コントローラ６３は、これらの計
測値Ｐｆ，Ｐａ，Ｐｂから、ＰＭ捕集時の各ＤＰＦ４
９，５１のフィルタ圧損ΔＰを、夫々、 ΔＰ＝Ｐｆ−Ｐａ・・・ ΔＰ＝Ｐｆ−Ｐｂ・・・ の演算式で算出するようになっている。
測値Ｐｆ，Ｐａ，Ｐｂから、ＰＭ捕集時の各ＤＰＦ４
９，５１のフィルタ圧損ΔＰを、夫々、 ΔＰ＝Ｐｆ−Ｐａ・・・ ΔＰ＝Ｐｆ−Ｐｂ・・・ の演算式で算出するようになっている。
【００１８】ところで、既述したようにＤＰＦの圧損は
ＰＭの詰まり具合とエンジンの排気流量に応じて増大す
るため、排気流量の大きいエンジンに容量の小さいＤＰ
Ｆを搭載すると、背圧が高くなって燃費が悪化し、ま
た、頻繁にＤＰＦの再生処理が必要となる。しかし、エ
ンジンの機種毎に大きさの異なるＤＰＦを開発，製造す
ると、コストが嵩んでしまう。
ＰＭの詰まり具合とエンジンの排気流量に応じて増大す
るため、排気流量の大きいエンジンに容量の小さいＤＰ
Ｆを搭載すると、背圧が高くなって燃費が悪化し、ま
た、頻繁にＤＰＦの再生処理が必要となる。しかし、エ
ンジンの機種毎に大きさの異なるＤＰＦを開発，製造す
ると、コストが嵩んでしまう。
【００１９】そこで、本実施形態は、エンジンの機種毎
に大きさの異なるＤＰＦを開発，製造せず、異なるエン
ジン機種に対しＤＰＦの共通化を図って大小様々なエン
ジン機種に適用可能なＤＰＦ装置とするもので、同一容
量のＤＰＦを用いるには、先ず、エンジン機種毎のＤＰ
Ｆ本数を選定する必要がある。基になる考え方 (1) 一般にこの種のＤＰＦ装置に於て、フィルタ単位体
積当たりのＰＭの捕集量が一定の時、図２に示すように
フィルタ圧損ΔＰは排ガス流量ＱのＫ乗に比例する。即
ち、 ΔＰ∝ａ・ＱK の関係があり、ＰＭ捕集量が大きいほど圧損係数ａが大
きい。
に大きさの異なるＤＰＦを開発，製造せず、異なるエン
ジン機種に対しＤＰＦの共通化を図って大小様々なエン
ジン機種に適用可能なＤＰＦ装置とするもので、同一容
量のＤＰＦを用いるには、先ず、エンジン機種毎のＤＰ
Ｆ本数を選定する必要がある。基になる考え方 (1) 一般にこの種のＤＰＦ装置に於て、フィルタ単位体
積当たりのＰＭの捕集量が一定の時、図２に示すように
フィルタ圧損ΔＰは排ガス流量ＱのＫ乗に比例する。即
ち、 ΔＰ∝ａ・ＱK の関係があり、ＰＭ捕集量が大きいほど圧損係数ａが大
きい。
【００２０】尚、ＫはＰＭの一定捕集量に於ける排気流
量と圧損特性の実験データまたはシュミレーションから
求められた指数で、フィルタ圧損は層流である壁透過流
と、乱流であるセル通路部分及びセル出入口部の圧損の
和であるため１＜Ｋ＜２であるが、前者が主体とすると
Ｋは１に近い。 (2) そして、ＤＰＦの壁透過面積は、 ＤＰＦのセル数×ＤＰＦの長さ×通過ＤＰＦ本数、 即ち、通過ＤＰＦ総体積（ＰＭ捕集時にバタフライバル
ブが開いているＤＰＦの総体積）に比例する。
量と圧損特性の実験データまたはシュミレーションから
求められた指数で、フィルタ圧損は層流である壁透過流
と、乱流であるセル通路部分及びセル出入口部の圧損の
和であるため１＜Ｋ＜２であるが、前者が主体とすると
Ｋは１に近い。 (2) そして、ＤＰＦの壁透過面積は、 ＤＰＦのセル数×ＤＰＦの長さ×通過ＤＰＦ本数、 即ち、通過ＤＰＦ総体積（ＰＭ捕集時にバタフライバル
ブが開いているＤＰＦの総体積）に比例する。
【００２１】(3) 従って、(1)と(2)から、ＤＰＦのフィ
ルタ圧損は（単位体積当たりのＰＭ捕集量が同一の条件
で）、 （排ガス流量／通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 即ち、ＤＰＦの空間速度（単位は、１／ｓ，１／ｍｉｎ
等）のＫ乗に比例する。 (4) ここで、エンジンの排ガス流量は、 エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン回転 にほぼ比例する。
ルタ圧損は（単位体積当たりのＰＭ捕集量が同一の条件
で）、 （排ガス流量／通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 即ち、ＤＰＦの空間速度（単位は、１／ｓ，１／ｍｉｎ
等）のＫ乗に比例する。 (4) ここで、エンジンの排ガス流量は、 エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン回転 にほぼ比例する。
【００２２】エンジン機種毎のＤＰＦ本数の選定
(5) (3)と(4)から、エンジン機種のＤＰＦの最大圧損を
同等にするには、単位体積当たりのＰＭ捕集量が同一の
時に再生開始すると仮定して、通過ＤＰＦ総体積（捕集
ＤＰＦ本数）を、エンジンの最大排ガス流量、即ち、 エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン最高回転 に比例して選定すべきである。
同等にするには、単位体積当たりのＰＭ捕集量が同一の
時に再生開始すると仮定して、通過ＤＰＦ総体積（捕集
ＤＰＦ本数）を、エンジンの最大排ガス流量、即ち、 エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン最高回転 に比例して選定すべきである。
【００２３】(6) そして、エンジン設計時に最大吸気流
量（ターボ付きエンジンでは過給度に依存）をどう設定
するかは、排気温度，スモーク限界等からエンジンの最
大出力にほぼ比例した最大吸気流量（過給度）にすべき
という考え方をすると、一般に最大排ガス流量も、エン
ジンの最大出力にほぼ比例すると考えてもよい。 (7) 従って、(3)と(6)から、通過ＤＰＦ総体積、即ち、
捕集ＤＰＦ本数は、ほぼエンジン最大出力に比例して選
定すべきであるということになる。
量（ターボ付きエンジンでは過給度に依存）をどう設定
するかは、排気温度，スモーク限界等からエンジンの最
大出力にほぼ比例した最大吸気流量（過給度）にすべき
という考え方をすると、一般に最大排ガス流量も、エン
ジンの最大出力にほぼ比例すると考えてもよい。 (7) 従って、(3)と(6)から、通過ＤＰＦ総体積、即ち、
捕集ＤＰＦ本数は、ほぼエンジン最大出力に比例して選
定すべきであるということになる。
【００２４】そこで、本実施形態は、大小様々なエンジ
ン機種に対し、エンジン３５の最大出力に比例して捕集
ＤＰＦ本数「１」を選定し、そして、ＤＰＦの再生時に
於けるＰＭの捕集を考慮して、既述したようにターボチ
ャージャ３９の下流側排気系を２本の分岐管４５，４７
に分岐し、各分岐管４５，４７に同一容量のＤＰＦ４
９，５１を１個宛装着したものである。
ン機種に対し、エンジン３５の最大出力に比例して捕集
ＤＰＦ本数「１」を選定し、そして、ＤＰＦの再生時に
於けるＰＭの捕集を考慮して、既述したようにターボチ
ャージャ３９の下流側排気系を２本の分岐管４５，４７
に分岐し、各分岐管４５，４７に同一容量のＤＰＦ４
９，５１を１個宛装着したものである。
【００２５】圧損係数の導入
(8) (3)と(4)から、ＤＰＦのフィルタ圧損は、
（エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン回転／通
過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 に比例する。
過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 に比例する。
【００２６】(9) 一方、同一流量に於けるフィルタ圧損
は、ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗に応じ
て増加する。 (10) 従って、(8)と(9)から、フィルタ圧損は、 (定数＋ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗）
×（エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン回転／
通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 に比例する。
は、ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗に応じ
て増加する。 (10) 従って、(8)と(9)から、フィルタ圧損は、 (定数＋ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗）
×（エンジンの排気量×吸気充填効率×エンジン回転／
通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 に比例する。
【００２７】(11) そして、エンジンの吸気充填効率は
過給度（ブースト圧の絶対圧）にほぼ比例する。 (12) 従って、(10)と(11)から、フィルタ圧損は、 (定数＋ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗）
×（エンジンの排気量×ブースト絶対圧×エンジン回転
／通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 に比例する。
過給度（ブースト圧の絶対圧）にほぼ比例する。 (12) 従って、(10)と(11)から、フィルタ圧損は、 (定数＋ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗）
×（エンジンの排気量×ブースト絶対圧×エンジン回転
／通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 に比例する。
【００２８】(13) ここで、(12)の式中の(定数＋ＤＰＦ
の単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗）に比例するパラ
メータとして圧損係数を下記で定義する。 圧損係数∝(定数＋ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗） ∝フィルタ圧損／（エンジンの排気量×ブースト絶対圧×エンジン回転／通 過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 ≒（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）／（エンジンの排気量×ブースト絶対 圧×エンジン回転／通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 ここで、無次元化のために下記のようにする。
の単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗）に比例するパラ
メータとして圧損係数を下記で定義する。 圧損係数∝(定数＋ＤＰＦの単位体積当たりのＰＭ捕集量のＪ乗） ∝フィルタ圧損／（エンジンの排気量×ブースト絶対圧×エンジン回転／通 過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 ≒（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）／（エンジンの排気量×ブースト絶対 圧×エンジン回転／通過ＤＰＦ総体積）のＫ乗 ここで、無次元化のために下記のようにする。
【００２９】圧損係数＝（フィルタ圧損／ブースト絶対
圧）×（エンジン最高回転／エンジン回転）のＫ乗×
（通過ＤＰＦ総体積／エンジンの排気量）のＫ乗 (14) もし、(7)でＤＰＦ搭載設計時に、通過ＤＰＦ総体
積を、エンジン最大出力に比例（従って、エンジンの排
気量×最大ブースト絶対圧にほぼ比例）して選定できれ
ば、エンジン最高回転（エンジン最高回転／エンジン回
転＝１）に於て、 （ＤＰＦの最大圧損／最大ブースト絶対圧）×（通過Ｄ
ＰＦ総体積／エンジンの排気量）のＫ乗 がほぼ一定となるため、上記(13)式の圧損係数は、エン
ジン機種によらずに一定のしきい値で再生制御が可能と
なる。
圧）×（エンジン最高回転／エンジン回転）のＫ乗×
（通過ＤＰＦ総体積／エンジンの排気量）のＫ乗 (14) もし、(7)でＤＰＦ搭載設計時に、通過ＤＰＦ総体
積を、エンジン最大出力に比例（従って、エンジンの排
気量×最大ブースト絶対圧にほぼ比例）して選定できれ
ば、エンジン最高回転（エンジン最高回転／エンジン回
転＝１）に於て、 （ＤＰＦの最大圧損／最大ブースト絶対圧）×（通過Ｄ
ＰＦ総体積／エンジンの排気量）のＫ乗 がほぼ一定となるため、上記(13)式の圧損係数は、エン
ジン機種によらずに一定のしきい値で再生制御が可能と
なる。
【００３０】(15) 而して、現実には、一定容量のＤＰ
Ｆの本数で選定するため、総容積がとびとびの値となる
ため、 圧損係数＝１０００×（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）×（エンジン最高 回転／エンジン回転）のＫ乗 ・・・ と定義して、既述したようにこの演算式がコントロー
ラ６３のメモリに記憶されると共に、再生開始条件とな
る圧損係数のしきい値を、エンジン最大出力／通過ＤＰ
Ｆ本数（装着したＤＰＦの個数−１）に比例して設定
し、このしきい値とエンジン最高回転がコントローラ６
３のメモリに予め記憶されている。
Ｆの本数で選定するため、総容積がとびとびの値となる
ため、 圧損係数＝１０００×（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）×（エンジン最高 回転／エンジン回転）のＫ乗 ・・・ と定義して、既述したようにこの演算式がコントロー
ラ６３のメモリに記憶されると共に、再生開始条件とな
る圧損係数のしきい値を、エンジン最大出力／通過ＤＰ
Ｆ本数（装着したＤＰＦの個数−１）に比例して設定
し、このしきい値とエンジン最高回転がコントローラ６
３のメモリに予め記憶されている。
【００３１】尚、演算式の係数１０００は、しきい値
を３桁の整数で設定するためのものである。そして、図
１に示すようにブースト圧を検出する圧力センサ８９
を、吸気管４１に装着したインタークーラ９１の上流側
に装着してこの検出値をコントローラ６３に入力させる
と共に、エンジン回転数（エンジン回転速度）を検出す
る回転センサ９３をエンジン３５に装着して、その検出
信号をコントローラ６３に入力させている。そして、例
えば図１の如くバタフライバルブ６１が閉じ、バタフラ
イバルブ５９が開いて排ガスＧ中のＰＭがＤＰＦ４９で
捕集されているとき、コントローラ６３は、圧力センサ
８３，８５の検出値に基づき演算式で算出したフィル
タ圧損と、回転センサ９３で検出したエンジン回転数、
及び圧力センサ８９で検出したブースト圧の絶対圧を基
に上記演算式から圧損係数を算出する。
を３桁の整数で設定するためのものである。そして、図
１に示すようにブースト圧を検出する圧力センサ８９
を、吸気管４１に装着したインタークーラ９１の上流側
に装着してこの検出値をコントローラ６３に入力させる
と共に、エンジン回転数（エンジン回転速度）を検出す
る回転センサ９３をエンジン３５に装着して、その検出
信号をコントローラ６３に入力させている。そして、例
えば図１の如くバタフライバルブ６１が閉じ、バタフラ
イバルブ５９が開いて排ガスＧ中のＰＭがＤＰＦ４９で
捕集されているとき、コントローラ６３は、圧力センサ
８３，８５の検出値に基づき演算式で算出したフィル
タ圧損と、回転センサ９３で検出したエンジン回転数、
及び圧力センサ８９で検出したブースト圧の絶対圧を基
に上記演算式から圧損係数を算出する。
【００３２】一方、既述したエンジン３５の最高回転数
や圧損係数のしきい値に加え、コントローラ６３のメモ
リには、図２に示す最大圧損のしきい値が設定記憶され
ており、マイクロコンピュータ６３は、算出された圧損
係数がしきい値を超えた（圧損係数＞しきい値）と判定
し、また、この算出過程でフィルタ圧損が最大圧損を超
えたと判定すると、バタフライバルブ５９を閉じてヒー
タ７３を作動させ、これと同時にバタフライバルブ６１
を開放させて排ガスを分岐管４７側に流下させるように
なっている。
や圧損係数のしきい値に加え、コントローラ６３のメモ
リには、図２に示す最大圧損のしきい値が設定記憶され
ており、マイクロコンピュータ６３は、算出された圧損
係数がしきい値を超えた（圧損係数＞しきい値）と判定
し、また、この算出過程でフィルタ圧損が最大圧損を超
えたと判定すると、バタフライバルブ５９を閉じてヒー
タ７３を作動させ、これと同時にバタフライバルブ６１
を開放させて排ガスを分岐管４７側に流下させるように
なっている。
【００３３】従って、以後、排ガス中のＰＭはＤＰＦ５
１で捕集され、このとき、ＤＰＦ４９に捕集されたＰＭ
がヒータ７３で燃焼除去されてＤＰＦ４９の再生が図ら
れることとなる。また、図１に示すようにＤＰＦ４９，
５１の上流側端面の近傍には、フィルタ上流側温度を検
出する温度センサ９５，９７が装着されており、各検出
信号はコントローラ６３の温度検出部に入力されてい
る。
１で捕集され、このとき、ＤＰＦ４９に捕集されたＰＭ
がヒータ７３で燃焼除去されてＤＰＦ４９の再生が図ら
れることとなる。また、図１に示すようにＤＰＦ４９，
５１の上流側端面の近傍には、フィルタ上流側温度を検
出する温度センサ９５，９７が装着されており、各検出
信号はコントローラ６３の温度検出部に入力されてい
る。
【００３４】そして、コントローラ６３は、フィルタ上
流側温度が所定値に達した処で通電を停止して、ヒータ
７３，７５の温度制御を行うようになっている。その
他、図１に於て、９９はバタフライバルブ１０１とアク
チュエータ１０３からなる従来周知の排気ブレーキで、
当該排気ブレーキ９９もコントローラ６３により駆動制
御されている。
流側温度が所定値に達した処で通電を停止して、ヒータ
７３，７５の温度制御を行うようになっている。その
他、図１に於て、９９はバタフライバルブ１０１とアク
チュエータ１０３からなる従来周知の排気ブレーキで、
当該排気ブレーキ９９もコントローラ６３により駆動制
御されている。
【００３５】本実施形態はこのように構成されているか
ら、車両走行時にコントローラ６３が例えば図１の如く
バタフライバルブ６１を閉じ、バタフライバルブ５９を
開いて排ガスＧを排気管３７から分岐管４５に流下させ
ると、排ガスＧがＤＰＦ４９の隔壁５３を通って隣接す
るセル５５に流入し乍ら、排ガスＧ中のＰＭが隔壁５３
で捕集されるが、ＰＭの捕集に伴い、ＤＰＦ４９のフィ
ルタ圧損は上昇する。
ら、車両走行時にコントローラ６３が例えば図１の如く
バタフライバルブ６１を閉じ、バタフライバルブ５９を
開いて排ガスＧを排気管３７から分岐管４５に流下させ
ると、排ガスＧがＤＰＦ４９の隔壁５３を通って隣接す
るセル５５に流入し乍ら、排ガスＧ中のＰＭが隔壁５３
で捕集されるが、ＰＭの捕集に伴い、ＤＰＦ４９のフィ
ルタ圧損は上昇する。
【００３６】このため、図３のステップＳ１で示すよう
にコントローラ６３は、走行時のエンジン回転数を回転
センサ９３から取り込み、同時に各圧力センサ８３，８
５，８９からデータを取り込んで、上記演算式，か
らフィルタ圧損を算出し乍ら、圧損係数を算出する。そ
して、コントローラ６３は、ステップＳ２，Ｓ３に於
て、算出された圧損係数としきい値を比較し、また、フ
ィルタ圧損と最大圧損とを比較する。そして、圧損係数
＞しきい値と判定し、またはフィルタ圧損＞最大圧損と
判定すると、コントローラ６３はステップＳ４に移行
し、バタフライバルブ５９を閉じてヒータ７３を作動さ
せ、これと同時にバタフライバルブ６１を開放して排ガ
スＧを分岐管４７側に流下させる。
にコントローラ６３は、走行時のエンジン回転数を回転
センサ９３から取り込み、同時に各圧力センサ８３，８
５，８９からデータを取り込んで、上記演算式，か
らフィルタ圧損を算出し乍ら、圧損係数を算出する。そ
して、コントローラ６３は、ステップＳ２，Ｓ３に於
て、算出された圧損係数としきい値を比較し、また、フ
ィルタ圧損と最大圧損とを比較する。そして、圧損係数
＞しきい値と判定し、またはフィルタ圧損＞最大圧損と
判定すると、コントローラ６３はステップＳ４に移行
し、バタフライバルブ５９を閉じてヒータ７３を作動さ
せ、これと同時にバタフライバルブ６１を開放して排ガ
スＧを分岐管４７側に流下させる。
【００３７】従って、以後、分岐管４７側に流入した排
ガスＧがＤＰＦ５１の隔壁５３を通って隣接するセル５
５に流入し乍ら、排ガスＧ中のＰＭが隔壁５３で捕集さ
れると共に、ＤＰＦ４９中のＰＭがヒータ７３で燃焼除
去されてＤＰＦ４９の再生が図られることとなる。ま
た、既述したように各ＤＰＦ４９，５１の上流側端面の
近傍には、フィルタ上流側温度を検出する温度センサ９
５，９７が装着されているから、コントローラ６３は、
フィルタ上流側温度が所定値に達した処でヒータ７３へ
の通電を停止することとなる。
ガスＧがＤＰＦ５１の隔壁５３を通って隣接するセル５
５に流入し乍ら、排ガスＧ中のＰＭが隔壁５３で捕集さ
れると共に、ＤＰＦ４９中のＰＭがヒータ７３で燃焼除
去されてＤＰＦ４９の再生が図られることとなる。ま
た、既述したように各ＤＰＦ４９，５１の上流側端面の
近傍には、フィルタ上流側温度を検出する温度センサ９
５，９７が装着されているから、コントローラ６３は、
フィルタ上流側温度が所定値に達した処でヒータ７３へ
の通電を停止することとなる。
【００３８】以下、コントローラ６３は、同様にエンジ
ン回転数を回転センサ９３から取り込み、同時に各圧力
センサ８３，８７，８９からデータを取り込んで、演算
式，からフィルタ圧損を算出し乍ら、圧損係数を算
出する。そして、圧損係数がしきい値に達したか否かを
判定し、また、フィルタ圧損が最大圧損に達したか否か
を判定し乍ら、同様のステップを経て、ＤＰＦ５１の再
生，ＤＰＦ４９の再生を順次行っていくこととなる。
ン回転数を回転センサ９３から取り込み、同時に各圧力
センサ８３，８７，８９からデータを取り込んで、演算
式，からフィルタ圧損を算出し乍ら、圧損係数を算
出する。そして、圧損係数がしきい値に達したか否かを
判定し、また、フィルタ圧損が最大圧損に達したか否か
を判定し乍ら、同様のステップを経て、ＤＰＦ５１の再
生，ＤＰＦ４９の再生を順次行っていくこととなる。
【００３９】このように本実施形態に係るＤＰＦ装置８
０は、複数のエンジン機種からなるエンジン群に対し、
同一容量のＤＰＦ４９，５１を「エンジンの最大出力に
比例し、整数化した個数＋１」個、各分岐管４５，４７
に並列に装着すると共に、ＤＰＦ４９，５１の目詰まり
度合いを示す指標たる圧損係数を演算する演算式 圧損係数＝１０００×（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）×（エンジン最高回 転／エンジン回転）のＫ乗 ・・・ と、再生開始の判断基準としてのしきい値 圧損係数のしきい値＝定数×エンジン最大出力／通過Ｄ
ＰＦ本数 （尚、定数は実験により求めた値）と、図２に示すフィ
ルタ圧損の最大圧損及び演算式，を制御手段のメモ
リに設定記憶し、パラメータたるエンジン回転数や各圧
力値から圧損係数を演算式で算出してそれが圧損係数
のしきい値に達するか、またはフィルタ圧損が最大圧損
に達した時にバタフライバルブ５９，６１を切り換え、
閉弁したＤＰＦ４９，５１のヒータ７３，７５に通電し
て再生処理を行うようにしたので、本実施形態によれ
ば、大小様々なエンジン機種に共通な同一容量のＤＰＦ
を用いることができると共に、エンジン機種に拘わらず
共通の演算式や定数，最大圧損等を用いてコントローラ
によるＤＰＦの再生制御を行うことができるので、部品
の共通化が可能となってコストの削減が図れることとな
った。
０は、複数のエンジン機種からなるエンジン群に対し、
同一容量のＤＰＦ４９，５１を「エンジンの最大出力に
比例し、整数化した個数＋１」個、各分岐管４５，４７
に並列に装着すると共に、ＤＰＦ４９，５１の目詰まり
度合いを示す指標たる圧損係数を演算する演算式 圧損係数＝１０００×（フィルタ圧損／ブースト絶対圧）×（エンジン最高回 転／エンジン回転）のＫ乗 ・・・ と、再生開始の判断基準としてのしきい値 圧損係数のしきい値＝定数×エンジン最大出力／通過Ｄ
ＰＦ本数 （尚、定数は実験により求めた値）と、図２に示すフィ
ルタ圧損の最大圧損及び演算式，を制御手段のメモ
リに設定記憶し、パラメータたるエンジン回転数や各圧
力値から圧損係数を演算式で算出してそれが圧損係数
のしきい値に達するか、またはフィルタ圧損が最大圧損
に達した時にバタフライバルブ５９，６１を切り換え、
閉弁したＤＰＦ４９，５１のヒータ７３，７５に通電し
て再生処理を行うようにしたので、本実施形態によれ
ば、大小様々なエンジン機種に共通な同一容量のＤＰＦ
を用いることができると共に、エンジン機種に拘わらず
共通の演算式や定数，最大圧損等を用いてコントローラ
によるＤＰＦの再生制御を行うことができるので、部品
の共通化が可能となってコストの削減が図れることとな
った。
【００４０】尚、上記実施形態では、フィルタ圧損をＤ
ＰＦの上流側と下流側に設けた圧力センサ８３，８５，
８７の計測値を基に算出したが、ＤＰＦ４９，５１の下
流側は下流側排気管７２を介して大気開放となっている
ため、ＤＰＦ４９，５１の出口側の圧力は大気圧にほぼ
等しい。
ＰＦの上流側と下流側に設けた圧力センサ８３，８５，
８７の計測値を基に算出したが、ＤＰＦ４９，５１の下
流側は下流側排気管７２を介して大気開放となっている
ため、ＤＰＦ４９，５１の出口側の圧力は大気圧にほぼ
等しい。
【００４１】そこで、図４に示す請求項１乃至請求項３
の第二実施形態に係るＤＰＦ装置８０-1の如く、既述し
た圧力センサ８５，８７に代え大気圧センサ１０５を装
着して、その計測値と圧力センサ８３の計測値からコン
トローラ６３がフィルタ圧損を算出するように構成して
もよい。また、図５に示す請求項１乃至請求項３の第三
実施形態に係るＤＰＦ装置８０-2のように、既述した圧
力センサ８３，８５，８７に代え分岐部８１の上流側に
ゲージ圧センサ１０７を装着して、その計測値からコン
トローラ６３がフィルタ圧損を算出するように構成して
もよい。
の第二実施形態に係るＤＰＦ装置８０-1の如く、既述し
た圧力センサ８５，８７に代え大気圧センサ１０５を装
着して、その計測値と圧力センサ８３の計測値からコン
トローラ６３がフィルタ圧損を算出するように構成して
もよい。また、図５に示す請求項１乃至請求項３の第三
実施形態に係るＤＰＦ装置８０-2のように、既述した圧
力センサ８３，８５，８７に代え分岐部８１の上流側に
ゲージ圧センサ１０７を装着して、その計測値からコン
トローラ６３がフィルタ圧損を算出するように構成して
もよい。
【００４２】而して、これらの各ＤＰＦ装置８０-1，８
０-2によっても、図１のＤＰＦ装置８０と同様、所期の
目的を達成することが可能である。更にまた、上述した
各実施形態は、エンジンの最大出力に比例して捕集ＤＰ
Ｆ本数「１」を選定し、そして、排気系に２本の分岐管
を設けて各分岐管に同一容量のＤＰＦを１個宛装着した
が、エンジンの最大出力に比例して捕集ＤＰＦ本数を複
数選定した場合にも、図１の実施形態と同様の演算式
〜や定数，最大圧損，フィルタ圧損等によるコントロ
ーラの同一制御を行うことができることは既述した処で
ある。
０-2によっても、図１のＤＰＦ装置８０と同様、所期の
目的を達成することが可能である。更にまた、上述した
各実施形態は、エンジンの最大出力に比例して捕集ＤＰ
Ｆ本数「１」を選定し、そして、排気系に２本の分岐管
を設けて各分岐管に同一容量のＤＰＦを１個宛装着した
が、エンジンの最大出力に比例して捕集ＤＰＦ本数を複
数選定した場合にも、図１の実施形態と同様の演算式
〜や定数，最大圧損，フィルタ圧損等によるコントロ
ーラの同一制御を行うことができることは既述した処で
ある。
【００４３】
【発明の効果】以上述べたように、各請求項に係るＤＰ
Ｆ装置によれば、大小様々なエンジン機種に共通な同一
容量のＤＰＦを用いることができると共に、エンジン機
種に拘わらず共通の演算式やしきい値，最大圧損等を用
いて制御手段によるＤＰＦの再生制御を行うことができ
るので、部品の共通化が可能となってコストの削減が図
れることとなった。
Ｆ装置によれば、大小様々なエンジン機種に共通な同一
容量のＤＰＦを用いることができると共に、エンジン機
種に拘わらず共通の演算式やしきい値，最大圧損等を用
いて制御手段によるＤＰＦの再生制御を行うことができ
るので、部品の共通化が可能となってコストの削減が図
れることとなった。
【図１】請求項１乃至請求項３の第一実施形態に係るＤ
ＰＦ装置の概略図である。
ＰＦ装置の概略図である。
【図２】排気流量とフィルタ圧損の関係を示すグラフで
ある。
ある。
【図３】ＤＰＦの再生開始判定のフローチャートであ
る。
る。
【図４】請求項１乃至請求項３の第二実施形態に係るＤ
ＰＦ装置の概略図である。
ＰＦ装置の概略図である。
【図５】請求項１乃至請求項３の第三実施形態に係るＤ
ＰＦ装置の概略図である。
ＰＦ装置の概略図である。
【図６】従来のＤＰＦ装置の概略図である。
３３ 排気マニホールド
３５ エンジン
３７ 排気管
３９ ターボチャージャ
４５，４７ 分岐管
４９，５１ ＤＰＦ
５９，６１ バタフライバルブ
６３ コントローラ
７３，７５ヒータ
８０，８０-1，８０-2 ＤＰＦ装置
８３，８５，８７，８９ 圧力センサ
９３ 回転センサ
９５，９７ 温度センサ
１０５ 大気圧センサ
１０７ ゲージ圧センサ
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｆ０２Ｄ 45/00 ３５８ Ｆ０２Ｄ 45/00 ３５８Ｋ
３６０ ３６０Ｈ
３６０Ｚ
３６２ ３６２Ｈ
３６４ ３６４Ｄ
３７０ ３７０Ｂ
(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） 3G084 BA24 DA14 DA27 EA11 EB06
EB08 EB22 EC01 EC04 FA00
FA01 FA11 FA33
3G090 AA02 AA04 BA04 CA01 CB00
CB23 DA01 DA03 DA04 DA06
DA18 EA05
Claims (3)
- 【請求項１】 ディーゼルエンジンの排気系に並列に配
置した複数本の分岐管と、 各分岐管に１つ宛装着した同一容量のディーゼルパティ
キュレートフィルタと、 各ディーゼルパティキュレートフィルタに捕集されたパ
ティキュレートを燃焼除去するフィルタ再生手段と、 各分岐管の排ガス流路を開閉する開閉切換え弁と、 ディーゼルエンジン駆動時の所定のパラメータを検出す
るパラメータセンサと、 上記パラメータセンサの検出値に基づきディーゼルパテ
ィキュレートフィルタの目詰まり度合いを表す圧損係数
を演算する演算式と、ディーゼルパティキュレートフィ
ルタ再生開始の判断基準であるしきい値を記憶した制御
手段とを備え、 制御手段は、上記パラメータセンサの検出値を基に演算
式で圧損係数を算出し、当該圧損係数がしきい値に達し
たときに、再生を行う１つのディーゼルパティキュレー
トフィルタの排ガス流路を開閉切換え弁で閉として、当
該ディーゼルパティキュレートフィルタのフィルタ再生
手段を作動させるディーゼルパティキュレートフィルタ
装置であって、 ディーゼルエンジンの最大出力に比例して四捨五入また
は小数点以下切り捨てによりディーゼルパティキュレー
トフィルタの個数を選定し、 上記分岐管を、「選定したディーゼルパティキュレート
フィルタの個数＋１」の本数として、各分岐管にディー
ゼルパティキュレートフィルタを装着すると共に、 上記しきい値を、「エンジン最大出力／選定したディー
ゼルパティキュレートフィルタの個数」に比例して設定
したことを特徴とするディーゼルパティキュレートフィ
ルタ装置。 - 【請求項２】 パラメータは、ディーゼルパティキュレ
ートフィルタのフィルタ圧損と、 ディーゼルエンジンの吸気絶対圧及びエンジン回転数で
あり、 圧損係数を演算する演算式は、 圧損係数＝（フィルタ圧損／エンジン吸気絶対圧）×
（エンジン最高回転／エンジン回転）Kであって、 フィルタ圧損は、ディーゼルパティキュレートフィルタ
の上流側と下流側に設けた圧力センサの計測値から制御
手段が求めた値，ディーゼルパティキュレートフィルタ
の上流側に設けた圧力センサと大気圧センサの計測値か
ら制御手段が求めた値、またはディーゼルパティキュレ
ートフィルタの上流側に設けたケージ圧センサによる計
測値のいずれか一つであり、 エンジン吸気絶対圧は、ディーゼルエンジンの吸気系に
装着した圧力センサで計測した吸気圧の絶対圧力、 エンジン回転数は、回転センサで計測したディーゼルエ
ンジンの回転数、 エンジン最高回転数は予め設定された所定値、 Ｋは、パティキュレートの一定捕集量に於ける排気流量
と圧損特性の実験データまたはシュミレーションから予
め求められた１．２≦Ｋ≦１．５の指数であることを特
徴とする請求項１記載のディーゼルパティキュレートフ
ィルタ装置。 - 【請求項３】 制御手段は、ディーゼルパティキュレー
トフィルタ再生開始の判断基準となる最大圧損を記憶
し、フィルタ圧損が当該最大圧損に達したとき、再生を
行う１つのディーゼルパティキュレートフィルタの排ガ
ス流路を開閉切換え弁で閉として、当該ディーゼルパテ
ィキュレートフィルタのフィルタ再生手段を作動させる
ことを特徴とする請求項２記載のディーゼルパティキュ
レートフィルタ装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048002A JP2003254043A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002048002A JP2003254043A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003254043A true JP2003254043A (ja) | 2003-09-10 |
Family
ID=28660916
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002048002A Pending JP2003254043A (ja) | 2002-02-25 | 2002-02-25 | ディーゼルパティキュレートフィルタ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003254043A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102840020A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | 高玉琴 | 一种柴油机尾气过滤器再生点的测量装置 |
| CN110630354A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-31 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf控制方法及装置 |
| CN113153494A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-23 | 中南林业科技大学 | 灰分自清洁壁流式球型微粒捕集器 |
-
2002
- 2002-02-25 JP JP2002048002A patent/JP2003254043A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102840020A (zh) * | 2011-06-21 | 2012-12-26 | 高玉琴 | 一种柴油机尾气过滤器再生点的测量装置 |
| CN110630354A (zh) * | 2019-09-30 | 2019-12-31 | 潍柴动力股份有限公司 | 一种dpf控制方法及装置 |
| CN113153494A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-07-23 | 中南林业科技大学 | 灰分自清洁壁流式球型微粒捕集器 |
| CN113153494B (zh) * | 2021-05-14 | 2023-05-26 | 中南林业科技大学 | 灰分自清洁壁流式球型微粒捕集器 |
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