JP2616074B2 - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents
エンジンの排気浄化装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明はエンジンの排気浄化装置に関する。
（従来の技術） 排気中に含まれるカーボン等の微粒子（パーティキュ
レート）を排気通路に備えたトラップで捕集するように
してあるエンジン（特にディーゼルエンジン）では、パ
ーティキュレートの堆積により排気圧力が過度に上昇
し、エンジンおよびエミッション性能を低下させるた
め、堆積されたパーティキュレートを所定の時期に燃焼
させトラップを再生する装置が設けられている（特開昭
58-51235号公報参照）。
レート）を排気通路に備えたトラップで捕集するように
してあるエンジン（特にディーゼルエンジン）では、パ
ーティキュレートの堆積により排気圧力が過度に上昇
し、エンジンおよびエミッション性能を低下させるた
め、堆積されたパーティキュレートを所定の時期に燃焼
させトラップを再生する装置が設けられている（特開昭
58-51235号公報参照）。
これを第８図で説明すると、エンジン１から排出され
るパーティキュレートは排気通路２にて介装される耐熱
性フィルタ構造のトラップ３にて捕集される。
るパーティキュレートは排気通路２にて介装される耐熱
性フィルタ構造のトラップ３にて捕集される。
一方、吸気通路５に吸気流量を絞るバタフライ型絞り
弁６が設けられ、この絞り弁６には、一端部が絞り弁６
の弁軸に固定され他端部がロッド8dに回動自由に取り付
けられるレバー７を介して、ダイヤフラムアクチュエー
タ８が連結される。
弁６が設けられ、この絞り弁６には、一端部が絞り弁６
の弁軸に固定され他端部がロッド8dに回動自由に取り付
けられるレバー７を介して、ダイヤフラムアクチュエー
タ８が連結される。
このアクチュエータ８と、アクチュエータ８の圧力室
8bに導かれる制御負圧を制御装置15からのデューティ信
号に応じて変化させ得る電磁弁９とから絞り弁駆動装置
が構成される。たとえば、デューティ信号のデューティ
値（開弁時間割合）を増加させて、圧力室8bへの負圧を
強めると、ダイヤフラム8aがリターンスプリング8cに抗
してロッド8dを図で右方へと移動させるので、絞り弁６
が閉じていく。10は負圧ポンプである。
8bに導かれる制御負圧を制御装置15からのデューティ信
号に応じて変化させ得る電磁弁９とから絞り弁駆動装置
が構成される。たとえば、デューティ信号のデューティ
値（開弁時間割合）を増加させて、圧力室8bへの負圧を
強めると、ダイヤフラム8aがリターンスプリング8cに抗
してロッド8dを図で右方へと移動させるので、絞り弁６
が閉じていく。10は負圧ポンプである。
制御装置15には、燃料噴射ポンプ11にそれぞれ設けら
れたエンジン１の負荷センサ12と回転数センサ13、絞り
弁６下流の吸気通路５に設けられた吸気圧センサ14等か
らの信号が入力され、制御装置15では以下の制御を行な
う。
れたエンジン１の負荷センサ12と回転数センサ13、絞り
弁６下流の吸気通路５に設けられた吸気圧センサ14等か
らの信号が入力され、制御装置15では以下の制御を行な
う。
所定の走行距離や走行時間等からトラップ３の再生時
期にあると判断さた場合に、そのときのエンジンの負荷
と回転数から定まる運転条件が、多量の余剰空気がエン
ジン１に流入する運転状態にあるかどうかを判定する。
この運転状態にあることが判定されると、絞り弁６が所
定の角度まで閉じられるように、デューティ信号を出力
し、かつ制御精度を高めるため吸気圧センサ14からの信
号に基づいて、絞り弁６下流の吸気負圧が略一定となる
ようにフィードバック制御する。
期にあると判断さた場合に、そのときのエンジンの負荷
と回転数から定まる運転条件が、多量の余剰空気がエン
ジン１に流入する運転状態にあるかどうかを判定する。
この運転状態にあることが判定されると、絞り弁６が所
定の角度まで閉じられるように、デューティ信号を出力
し、かつ制御精度を高めるため吸気圧センサ14からの信
号に基づいて、絞り弁６下流の吸気負圧が略一定となる
ようにフィードバック制御する。
このようにして、エンジン１への空気導入量を減少さ
せると、排気温度が上昇するので、温度上昇した排気の
熱でトラップ３に捕集されたパーティキュレートが再燃
焼され、トラップ３が再生される。
せると、排気温度が上昇するので、温度上昇した排気の
熱でトラップ３に捕集されたパーティキュレートが再燃
焼され、トラップ３が再生される。
（発明が解決しようとする課題） ところで、このような装置では、吸気絞り弁６とダイ
ヤフラムアクチュエータ８からなる昇温装置を作動させ
て一定時間経過すると、トラップの再生が終了したと判
断されるので、運転条件や雰囲気状態の相違により排気
温度が変動すると、トラップの再生を安定して行うこと
ができない。
ヤフラムアクチュエータ８からなる昇温装置を作動させ
て一定時間経過すると、トラップの再生が終了したと判
断されるので、運転条件や雰囲気状態の相違により排気
温度が変動すると、トラップの再生を安定して行うこと
ができない。
これは、再生時の排気温度が変動することや、昇温装
置を用いるとパーティキュレートの発生量が増加する傾
向にあることのため、再生効率が変動して、総てが再燃
焼される前に昇温装置を元に戻してしまう場合があるか
らである。
置を用いるとパーティキュレートの発生量が増加する傾
向にあることのため、再生効率が変動して、総てが再燃
焼される前に昇温装置を元に戻してしまう場合があるか
らである。
このため、燃え残りがあると、次回のパーティキュレ
ート堆積量が限界を越え、再生を行ったときには急激に
パーティキュレートが燃焼してトラップが溶損してしま
う。
ート堆積量が限界を越え、再生を行ったときには急激に
パーティキュレートが燃焼してトラップが溶損してしま
う。
この発明はこのような従来の課題に着目してなされた
もので、単位時間当たりのパーティキュレート減少量
を、燃焼してなくなった処理量と新たに捕集された量に
区分して求めるとともに、このパーティキュレート減少
量の積算値から再生終了を判断することにより、再生を
安定して行わせるようにした装置を提供することを目的
とする。
もので、単位時間当たりのパーティキュレート減少量
を、燃焼してなくなった処理量と新たに捕集された量に
区分して求めるとともに、このパーティキュレート減少
量の積算値から再生終了を判断することにより、再生を
安定して行わせるようにした装置を提供することを目的
とする。
（課題を解決するための手段） この発明は、第１図で示すように、排気中のパーティ
キュレートを捕集し再生温度TREG以上になると捕集した
パーティキュレートを再燃焼させるトラップ53と、この
トラップ53を昇温させる装置54と、運転領域をエンジン
51の負荷Ｑと回転数Neに応じていくつかに区分けする手
段55と、これらエンジンの負荷Ｑと回転数Neをそれぞれ
検出するセンサ56,57と、これら検出値から定まる運転
条件が前記区分けされたいずれの運転領域にあるかを判
定する手段58と、再生開始の時期になったかどうかを判
定する手段71と、これら判定結果に基づき再生開始の時
期になったとき前記区分けされた運転領域に応じて前記
昇温装置54の制御内容を相違させる手段59と、再生開始
後に、前記区分けされた運転領域ごとに単位時間当たり
のパーティキュレート捕集量Ｋを計算する手段60と、前
記トラップ53の出口温度TOUTを検出するセンサ61と、再
生開始後にこのトラップ出口温度TOUTの検出値に応じて
単位時間当たりの再燃焼処理量KTを計算する手段62と、
この再燃焼処理量KTから前記捕集量Ｋを差し引いた量を
単位時間当たりのパーティキュレートの減少量ΔPCTと
して決定する手段63と、このパーティキュレート減少量
ΔPCTを単位時間ごとに積算する手段64と、この積算値P
CTを予め定めた基準値と比較することにより再生が終了
したかどうかを判定する手段65と、再生終了と判定され
た場合に前記昇温装置54を元の状態に復帰させる手段66
とを設けた。
キュレートを捕集し再生温度TREG以上になると捕集した
パーティキュレートを再燃焼させるトラップ53と、この
トラップ53を昇温させる装置54と、運転領域をエンジン
51の負荷Ｑと回転数Neに応じていくつかに区分けする手
段55と、これらエンジンの負荷Ｑと回転数Neをそれぞれ
検出するセンサ56,57と、これら検出値から定まる運転
条件が前記区分けされたいずれの運転領域にあるかを判
定する手段58と、再生開始の時期になったかどうかを判
定する手段71と、これら判定結果に基づき再生開始の時
期になったとき前記区分けされた運転領域に応じて前記
昇温装置54の制御内容を相違させる手段59と、再生開始
後に、前記区分けされた運転領域ごとに単位時間当たり
のパーティキュレート捕集量Ｋを計算する手段60と、前
記トラップ53の出口温度TOUTを検出するセンサ61と、再
生開始後にこのトラップ出口温度TOUTの検出値に応じて
単位時間当たりの再燃焼処理量KTを計算する手段62と、
この再燃焼処理量KTから前記捕集量Ｋを差し引いた量を
単位時間当たりのパーティキュレートの減少量ΔPCTと
して決定する手段63と、このパーティキュレート減少量
ΔPCTを単位時間ごとに積算する手段64と、この積算値P
CTを予め定めた基準値と比較することにより再生が終了
したかどうかを判定する手段65と、再生終了と判定され
た場合に前記昇温装置54を元の状態に復帰させる手段66
とを設けた。
（作用） 単位時間当たりのパーティキュレート減少量ΔPCTが
再燃焼処理量KTと捕集量Ｋの２つに区分されて把握され
ると、運転条件や排気温度が相違しても、その相違した
状態に応じたパーティキュレート減少量が精度良く求め
られる。
再燃焼処理量KTと捕集量Ｋの２つに区分されて把握され
ると、運転条件や排気温度が相違しても、その相違した
状態に応じたパーティキュレート減少量が精度良く求め
られる。
そして、積算によりパーティキュレート減少量の総計
PCTが求められるのであれば、過渡変化や排気温度の変
動にもよく対応する。
PCTが求められるのであれば、過渡変化や排気温度の変
動にもよく対応する。
このため、再生の終了判断が、実際のトラップ状態に
即したものとなる。
即したものとなる。
（実施例） 第２図はこの発明の一実施例のシステム図である。図
において、６は吸気通路５に設けられる常開のバラフラ
イ型絞り弁で、この吸気絞り弁８にはダイヤフラムアク
チュエータ８が連結される。
において、６は吸気通路５に設けられる常開のバラフラ
イ型絞り弁で、この吸気絞り弁８にはダイヤフラムアク
チュエータ８が連結される。
このアクチュエータ８の圧力室と負圧源（たとえば負
圧ポンプ）とを連通する通路には三方電磁弁19が介装さ
れ、この電磁弁19をOFFからONにすると、アクチュエー
タ８の圧力室に大気圧に代えて一定圧の負圧が導入さ
れ、吸気絞り弁６が一定角度まで閉じられる。アクチュ
エータ８と電磁弁19は吸気絞り弁駆動装置を構成する。
圧ポンプ）とを連通する通路には三方電磁弁19が介装さ
れ、この電磁弁19をOFFからONにすると、アクチュエー
タ８の圧力室に大気圧に代えて一定圧の負圧が導入さ
れ、吸気絞り弁６が一定角度まで閉じられる。アクチュ
エータ８と電磁弁19は吸気絞り弁駆動装置を構成する。
同様にして、トラップ３上流の排気通路２に常開のバ
ラフライ型絞り弁21が、排気絞り弁21の上流よりこの絞
り弁21とトラップ３をバイパスする通路24に常閉のバタ
フライ型バイパス弁25がそれぞれ設けられる。排気絞り
弁21に連結されるダイヤフラムアクチュエータ22と三方
電磁弁23とから排気絞り弁駆動装置が、またバイパス弁
25に連結されるダイヤフラムアクチュエータ26と三方電
磁弁27からバイパス弁駆動装置が構成される。
ラフライ型絞り弁21が、排気絞り弁21の上流よりこの絞
り弁21とトラップ３をバイパスする通路24に常閉のバタ
フライ型バイパス弁25がそれぞれ設けられる。排気絞り
弁21に連結されるダイヤフラムアクチュエータ22と三方
電磁弁23とから排気絞り弁駆動装置が、またバイパス弁
25に連結されるダイヤフラムアクチュエータ26と三方電
磁弁27からバイパス弁駆動装置が構成される。
トラップ３の上流側にはこれに近接してヒータ29が設
けられ、コントロールユニット41からの通電信号を受け
るとトラップ３を加熱する。
けられ、コントロールユニット41からの通電信号を受け
るとトラップ３を加熱する。
こうして設けられた吸気絞り弁６とその駆動装置、排
気絞り弁21とその駆動装置、バイパス弁25とその駆動装
置、ヒータ29とその通電装置は第１図の昇温装置を構成
する。
気絞り弁21とその駆動装置、バイパス弁25とその駆動装
置、ヒータ29とその通電装置は第１図の昇温装置を構成
する。
31は半導体式圧力センサで、トラップ３の前後差圧Δ
Ｐを検出する。32と33は熱電対からなる温度センサで、
それぞれトラップ３の入口温度TINと出口温度TOUTを検
出する。34はエンジン１の回転数Neを検出するセンサ
（クランク角センサ）、35はポテンショメータから構成
されアクセルレバー開度（エンジン負荷）Ｑを検出する
センサ、36は冷却水温Twを検出するセンサである。
Ｐを検出する。32と33は熱電対からなる温度センサで、
それぞれトラップ３の入口温度TINと出口温度TOUTを検
出する。34はエンジン１の回転数Neを検出するセンサ
（クランク角センサ）、35はポテンショメータから構成
されアクセルレバー開度（エンジン負荷）Ｑを検出する
センサ、36は冷却水温Twを検出するセンサである。
これらセンサからの信号は、マイクロコンピュータか
らなるコントロールユニット41に入力され、コントロー
ルユニット41では第７図に示すところにしたがって、３
つの三方電磁弁19,23,27にON,OFF信号を、ヒータ29に通
電信号をそれぞれ出力する。
らなるコントロールユニット41に入力され、コントロー
ルユニット41では第７図に示すところにしたがって、３
つの三方電磁弁19,23,27にON,OFF信号を、ヒータ29に通
電信号をそれぞれ出力する。
第７図に入る前に、コントロールユニット41での制御
内容を下記のように（１），（２）の２つに分けて先に
説明する。
内容を下記のように（１），（２）の２つに分けて先に
説明する。
（１）昇温装置の駆動制御 エンジンの負荷Ｑと回転数Neから定まる運転領域を、
第３図で示したようにＡからＤの４つの領域に区分け
し、下記（ｉ）〜（iv）のように、区分けされた運転領
域Ａ〜Ｄに応じて昇温装置の制御内容を相違させる。
第３図で示したようにＡからＤの４つの領域に区分け
し、下記（ｉ）〜（iv）のように、区分けされた運転領
域Ａ〜Ｄに応じて昇温装置の制御内容を相違させる。
（ｉ）Ａ領域；この領域では第４図に示すように、排気
温度が再生温度（400℃程度）TREGよりもともと高いの
で、何もしなくともトラップ３を再生することができ
る。つまり、制御としては何もしない。なお、第４図は
回転数一定条件下でのエンジン負荷に対する排気温度特
性を示す。
温度が再生温度（400℃程度）TREGよりもともと高いの
で、何もしなくともトラップ３を再生することができ
る。つまり、制御としては何もしない。なお、第４図は
回転数一定条件下でのエンジン負荷に対する排気温度特
性を示す。
（ii）Ｂ領域；この領域では、多少排気温度を上昇させ
ると、再生温度TREGに達する。このため、吸気絞り弁６
にて吸気を絞るか排気絞り弁21にて排気を絞る必要があ
る。この場合、この領域では負荷が比較的高く空気過剰
率が小さいため、吸気を絞ったのではパーティキュレー
ト（スモーク）が激増するので得策でない。そこで、こ
の領域では、排気を絞りかつヒータ29をONにする。
ると、再生温度TREGに達する。このため、吸気絞り弁６
にて吸気を絞るか排気絞り弁21にて排気を絞る必要があ
る。この場合、この領域では負荷が比較的高く空気過剰
率が小さいため、吸気を絞ったのではパーティキュレー
ト（スモーク）が激増するので得策でない。そこで、こ
の領域では、排気を絞りかつヒータ29をONにする。
（iii）Ｃ領域；この領域では第４図のように大きく昇
温させると、再生温度TREGに達する。なお、この領域で
は、空気過剰率が大きいため吸気を絞ってもパーティキ
ュレートが増加することはない。そこで、吸気と排気を
ともに絞り、かつヒータ29をONにする。
温させると、再生温度TREGに達する。なお、この領域で
は、空気過剰率が大きいため吸気を絞ってもパーティキ
ュレートが増加することはない。そこで、吸気と排気を
ともに絞り、かつヒータ29をONにする。
（iv）Ｄ領域；この領域での定常運転状態では、吸気と
排気をともに絞りかつヒータ29をONにしても、再生温度
TREGに達することはない。しかしながら、高負荷高回転
にあった運転条件からこの領域に移行してきたような場
合（過渡時）は、排気余熱が高いので、これを利用すれ
ば再生を継続して行うことができる。そこで、この領域
ではさらにトラップ３の入口温度TINと出口温度TOUTに
応じて、３つの領域（TIN≧T1の領域D1、TIN＜T1かつT
OUT≧T2の領域D2、TIN＜T1かつTOUT＜T2の領域D3）に区
分けし、次の（iv-1）〜（iv-3）のように、排気余熱を
利用することができるときはこれを積極的に利用する。
なお、T1は再生温度TREGに等しい400℃、T2は300℃であ
る。
排気をともに絞りかつヒータ29をONにしても、再生温度
TREGに達することはない。しかしながら、高負荷高回転
にあった運転条件からこの領域に移行してきたような場
合（過渡時）は、排気余熱が高いので、これを利用すれ
ば再生を継続して行うことができる。そこで、この領域
ではさらにトラップ３の入口温度TINと出口温度TOUTに
応じて、３つの領域（TIN≧T1の領域D1、TIN＜T1かつT
OUT≧T2の領域D2、TIN＜T1かつTOUT＜T2の領域D3）に区
分けし、次の（iv-1）〜（iv-3）のように、排気余熱を
利用することができるときはこれを積極的に利用する。
なお、T1は再生温度TREGに等しい400℃、T2は300℃であ
る。
（iv-1）領域D1；この領域ではそのままでも再生が継続
されるが、ヒータ29をONにして補助させる。
されるが、ヒータ29をONにして補助させる。
（iv-2）領域D2；トラップ３の出口温度TOUTが入口温度
TINより低いことから、トラップ３が排気により冷やさ
れていることがわかるので、排気をトラップ３をバイパ
スして流してやると、トラップ自体の温度が高く保たれ
再生温度を維持できる。そこで、この領域ではバイパス
弁25を開き、かつヒータ29をONとする。
TINより低いことから、トラップ３が排気により冷やさ
れていることがわかるので、排気をトラップ３をバイパ
スして流してやると、トラップ自体の温度が高く保たれ
再生温度を維持できる。そこで、この領域ではバイパス
弁25を開き、かつヒータ29をONとする。
（iv-3）領域D3；このような低温域ではどのようにして
も再生温度TREGにまで上昇させることができず、吸気絞
りや排気絞りを行うと、もともと燃焼が安定しない低水
温時にあってはエンジンが失火して運転性が悪くなり、
かつ失火によりパーティキュレートも増大する。また、
低水温時に冷たい排気をトラップ３に導くと、トラップ
３が過度に冷やされることにもなる。そこで、この領域
では両絞り弁21,6、バイパス弁25ともすべて開く。な
お、ヒータ29はOFFである。
も再生温度TREGにまで上昇させることができず、吸気絞
りや排気絞りを行うと、もともと燃焼が安定しない低水
温時にあってはエンジンが失火して運転性が悪くなり、
かつ失火によりパーティキュレートも増大する。また、
低水温時に冷たい排気をトラップ３に導くと、トラップ
３が過度に冷やされることにもなる。そこで、この領域
では両絞り弁21,6、バイパス弁25ともすべて開く。な
お、ヒータ29はOFFである。
（２）再生終了の判断 （イ）A,B,C,D1領域；これらの領域では、昇温装置の作
動により、トラップに捕集されているパーティキュレー
トが再燃焼してなくなる一方、排気中のパーティキュレ
ートが新たに捕集される。単位時間Δｔ当たりでみる
と、再燃焼処理される量をKT、新たにトラップに捕集さ
れる量をＫとすれば、単位時間当たりのパーティキュレ
ート減少量ΔPCTは次式で与えられる。
動により、トラップに捕集されているパーティキュレー
トが再燃焼してなくなる一方、排気中のパーティキュレ
ートが新たに捕集される。単位時間Δｔ当たりでみる
と、再燃焼処理される量をKT、新たにトラップに捕集さ
れる量をＫとすれば、単位時間当たりのパーティキュレ
ート減少量ΔPCTは次式で与えられる。
ΔPCT＝KT−Ｋ… この場合、再燃焼処理量KTは第５図に示すようにもっ
ぱら排気温度（図ではトラップ出口温度TOUT）に依存し
て定まる。このため、KTはTOUTから求めることができ
る。
ぱら排気温度（図ではトラップ出口温度TOUT）に依存し
て定まる。このため、KTはTOUTから求めることができ
る。
捕集量Ｋについては運転領域に応じて相違する。これ
は、シリンダより排出されるパーティキュレートの量が
運転条件に応じて相違することに対応させるものであ
る。単位時間Δｔ当たりのパーティキュレートの全量を
IN、トラップのフィルター効率をηとすれば、両者の積
IN×η（＝Ｋ）が単位時間Δｔ当たりにトラップに捕集
されるからである。
は、シリンダより排出されるパーティキュレートの量が
運転条件に応じて相違することに対応させるものであ
る。単位時間Δｔ当たりのパーティキュレートの全量を
IN、トラップのフィルター効率をηとすれば、両者の積
IN×η（＝Ｋ）が単位時間Δｔ当たりにトラップに捕集
されるからである。
このため、Ｋについては、第６図に示すように、運転
領域ごとに異なる値KA〜KDを用いる。
領域ごとに異なる値KA〜KDを用いる。
これらの値KA〜KDを用いると、式は次のように書き
かえられる。
かえられる。
Ａ領域；ΔPCT＝KT−KA… Ｂ領域；ΔPCT＝KT−KB… Ｃ領域；ΔPCT＝KT−KC… D1領域；ΔPCT＝KT−KD… こうして得られるΔPCTを単位時間Δｔごとに積算
し、その積算値（パーティキュレート減少量の総量）PC
Tが、予め定まる基準値に達したときに、トラップに堆
積したパーティキュレートを総て燃焼させたと、つまり
再生が完全に終了したと判断することができる。基準値
はトラップ容量から定まる。
し、その積算値（パーティキュレート減少量の総量）PC
Tが、予め定まる基準値に達したときに、トラップに堆
積したパーティキュレートを総て燃焼させたと、つまり
再生が完全に終了したと判断することができる。基準値
はトラップ容量から定まる。
なお、パーティキュレート減少量の積算値PCTを与え
る式を運転領域ごとに記す。
る式を運転領域ごとに記す。
Ａ領域;PCT＝PCT＋KT−KA… Ｂ領域;PCT＝PCT＋KT−KB… Ｃ領域;PCT＝PCT＋KT−KC… D1領域;PCT＝PCT＋KT−KD… （ロ）D2領域；この領域では排気をバイパスするため、
新たに捕集されるパーティキュレートがほとんどない。
このため、単位時間Δｔ当たりのパーティキュレート減
少量ΔPCTは次式のように捕集量Ｋを省略することがで
きる。
新たに捕集されるパーティキュレートがほとんどない。
このため、単位時間Δｔ当たりのパーティキュレート減
少量ΔPCTは次式のように捕集量Ｋを省略することがで
きる。
ΔPCT＝KT… PCT＝PCT＋KT… （ハ）D3領域；この領域ではパーティキュレートが燃焼
処理されずかつ排気のバイパスにて新たに捕集されるパ
ーティキュレートもほとんどないので、ΔPCTを求める
ことはしない。
処理されずかつ排気のバイパスにて新たに捕集されるパ
ーティキュレートもほとんどないので、ΔPCTを求める
ことはしない。
第７図は上記（１），（２）で示した動作を行なわせ
るためのルーチンである。
るためのルーチンである。
S1では回転数Ne,負荷Q,冷却水温Tw,トラップ入口温度
TIN，トラップ出口温度TOUTおよびトラップの前後差圧
ΔＰを読み込む。
TIN，トラップ出口温度TOUTおよびトラップの前後差圧
ΔＰを読み込む。
S2は第１図の再生時期判定手段71の機能を果たす部分
で、ここでは再生時期であるかどうかをみて、再生時期
にあると判定すればS3に進む。再生時期はたとえば、ト
ラップ捕集限界時の差圧ΔPmaxのマップを用意してお
き、このマップをそのときの回転と負荷から検索し、実
際の差圧ΔＰと比較する。そして、ΔＰ≧ΔPmaxであれ
ば再生時期にあると判断する。これ以外の公知の再生時
期の判断を行わせても構わない。
で、ここでは再生時期であるかどうかをみて、再生時期
にあると判定すればS3に進む。再生時期はたとえば、ト
ラップ捕集限界時の差圧ΔPmaxのマップを用意してお
き、このマップをそのときの回転と負荷から検索し、実
際の差圧ΔＰと比較する。そして、ΔＰ≧ΔPmaxであれ
ば再生時期にあると判断する。これ以外の公知の再生時
期の判断を行わせても構わない。
S3〜S6とS7,8は第１図の運転領域判定手段58の機能を
果たす部分である。
果たす部分である。
まず、S3〜S6ではエンジンの負荷Ｑと回転数Neから定
まるそのときの運転条件が、第３図で示したいずれの運
転領域Ａ〜Ｄに属するかを判定する。第３図の特性はマ
ップにしてROMに記憶させておく。このROMにて第１図の
運転領域区分け手段55の機能が果たされる。
まるそのときの運転条件が、第３図で示したいずれの運
転領域Ａ〜Ｄに属するかを判定する。第３図の特性はマ
ップにしてROMに記憶させておく。このROMにて第１図の
運転領域区分け手段55の機能が果たされる。
判定結果に応じ、領域ＡであればS9,領域ＢであればS
10,領域ＣであればS11,領域ＤであればS7にそれぞれ進
む。
10,領域ＣであればS11,領域ＤであればS7にそれぞれ進
む。
また、S7,S8では３つの温度域D1〜D3のいずれに属す
るかを判定し、領域D1であればS12,領域D2であればS13,
領域D3であればS14に進む。
るかを判定し、領域D1であればS12,領域D2であればS13,
領域D3であればS14に進む。
S9〜S14は第１図の制御手段59の機能を果たす部分
で、ここでの内容は既に述べたとおりである。
で、ここでの内容は既に述べたとおりである。
S15〜S19では積算時間Δｔ（たとえば２秒）たったか
どうかみて、たっていればS20〜S24に進む。
どうかみて、たっていればS20〜S24に進む。
S20〜S24は第１図の再燃焼処理量計算手段62の機能を
果たす部分で、ここではトラップ出口温度TOUTからΔｔ
当たり（単位時間当たり）の再燃焼処理量KTを第５図に
示した特性から求める。第５図の特性はマップにしてRO
Mに記憶させておく。KTは排気温度にだけ依存するの
で、運転領域が相違していも検索するマップは同じであ
る。
果たす部分で、ここではトラップ出口温度TOUTからΔｔ
当たり（単位時間当たり）の再燃焼処理量KTを第５図に
示した特性から求める。第５図の特性はマップにしてRO
Mに記憶させておく。KTは排気温度にだけ依存するの
で、運転領域が相違していも検索するマップは同じであ
る。
S25〜S28は第１図の捕集量計算手段60の機能を果たす
部分で、ここではΔｔ当たり（単位時間当たり）の捕集
量KA〜KDを運転領域ごとに第６図に示した特性から求め
る。この場合も、第６図の特性はマップにしておく。
部分で、ここではΔｔ当たり（単位時間当たり）の捕集
量KA〜KDを運転領域ごとに第６図に示した特性から求め
る。この場合も、第６図の特性はマップにしておく。
S29〜S33は第１図のパーティキュレート減少量決定手
段63と積算手段64の機能を果たす部分である。ここで
は、上記の〜，式にてパーティキュレート減少量
ΔPCTを求め、このΔPCTの値を〜，式を用いて積
算する。
段63と積算手段64の機能を果たす部分である。ここで
は、上記の〜，式にてパーティキュレート減少量
ΔPCTを求め、このΔPCTの値を〜，式を用いて積
算する。
S34は第１図の再生終了判定手段65の機能を果たす部
分で、ここではパーティキュレート減少量の積算値PCT
を予め定めた基準値（たとえば10g）と比較し、PCT≧基
準値であれば再生を終了したと判断してS35に進む。S35
ではPCTのメモリをリセットする。
分で、ここではパーティキュレート減少量の積算値PCT
を予め定めた基準値（たとえば10g）と比較し、PCT≧基
準値であれば再生を終了したと判断してS35に進む。S35
ではPCTのメモリをリセットする。
S36は第１図の復帰手段66の機能を果たす部分で、こ
こでは排気と吸気の各絞り弁21,6、バイパス弁25、ヒー
タ29を元の状態に戻す。
こでは排気と吸気の各絞り弁21,6、バイパス弁25、ヒー
タ29を元の状態に戻す。
ここで、この例の作用を説明する。
単位時間当たりのパーティキュレート減少量ΔPCTが
再燃焼処理量KTと捕集量Ｋの２つに区分されて把握され
ると、運転条件や排気温度が相違しても、その相違した
状態に応じたパーティキュレート減少量が精度良く求め
られる。たとえば、排気温度が同じでも運転条件が異な
ると、パーティキュレート減少量も異なる値として計算
されるのである。しかも、積算によりパーティキュレー
ト減少量の総計が求められるのであれば、過渡変化にも
よく対応する。
再燃焼処理量KTと捕集量Ｋの２つに区分されて把握され
ると、運転条件や排気温度が相違しても、その相違した
状態に応じたパーティキュレート減少量が精度良く求め
られる。たとえば、排気温度が同じでも運転条件が異な
ると、パーティキュレート減少量も異なる値として計算
されるのである。しかも、積算によりパーティキュレー
ト減少量の総計が求められるのであれば、過渡変化にも
よく対応する。
このため、再生の終了判断が、実際のトラップ状態に
即したものとなるので、無駄に昇温装置を作動させるこ
とによる燃費の悪化を招かなくとも済む。また、昇温装
置を作動させるのが遅すぎてパーティキュレート堆積量
が限界を越え、再生を行ったときに急激にパーティキュ
レートが燃焼してトラップが容損するのを防止すること
ができる。
即したものとなるので、無駄に昇温装置を作動させるこ
とによる燃費の悪化を招かなくとも済む。また、昇温装
置を作動させるのが遅すぎてパーティキュレート堆積量
が限界を越え、再生を行ったときに急激にパーティキュ
レートが燃焼してトラップが容損するのを防止すること
ができる。
これに対して、再生時間が一定であると、堆積された
パーティキュレートのすべてを燃やすことができずに燃
え残してしまう場合が生ずるのである。
パーティキュレートのすべてを燃やすことができずに燃
え残してしまう場合が生ずるのである。
最後に、トラップ３の昇温装置は実施例のものに限ら
れることはなく、吸気絞りや排気絞りだけあるいはヒー
タを設けたものなど、要はトラップ温度を上昇させうる
ものであればかまわない。
れることはなく、吸気絞りや排気絞りだけあるいはヒー
タを設けたものなど、要はトラップ温度を上昇させうる
ものであればかまわない。
（発明の効果） この発明は、単位時間当たりのパーティキュレート減
少量を再燃焼処理量と捕集量に区分して把握し、このパ
ーティキュレート減少量の積算値から再生が終了したか
どうかを判定するため、実際のトラップ状態に即した再
生が可能となり、燃費の悪化防止とトラップの溶損防止
をはかることができる。
少量を再燃焼処理量と捕集量に区分して把握し、このパ
ーティキュレート減少量の積算値から再生が終了したか
どうかを判定するため、実際のトラップ状態に即した再
生が可能となり、燃費の悪化防止とトラップの溶損防止
をはかることができる。
第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図は一実施例
のシステム図、第３図はこの実施例の運転領域図、第４
図はこの実施例の排気温度特性図、第５図と第６図はこ
の実施例のKTとＫの特性図、第７図はこの実施例の制御
動作を説明するための流れ図、第８図は従来例のシステ
ム図である。 ２…排気通路、５…吸気通路、６…吸気絞り弁、８…ダ
イヤフラムアクチュエータ、19…三方電磁弁、21…排気
絞り弁、22…ダイヤフラムアクチュエータ、23…三方電
磁弁、24…バイパス通路、25…バイパス弁、26…ダイヤ
フラムアクチュエータ、27…三方電磁弁、29…ヒータ、
31…圧力センサ、32…トラップ入口温度センサ、33…ト
ラップ出口温度センサ、34…クランク角センサ（エンジ
ン回転数センサ）、35…アクセルレバー開度センサ（エ
ンジン負荷センサ）、41…コントロールユニット、53…
トラップ、54…昇温装置、55…運転領域区分け手段、56
…エンジン負荷センサ、57…エンジン回転数センサ、58
…運転領域判定手段、59…制御内容相違手段、60…捕集
量計算手段、61…トラップ出口温度センサ、62…再燃焼
処理量計算手段、63…パーティキュレート減少量決定手
段、64…積算手段、65…再生終了判定手段、66…復帰手
段、71…再生時期判定手段。
のシステム図、第３図はこの実施例の運転領域図、第４
図はこの実施例の排気温度特性図、第５図と第６図はこ
の実施例のKTとＫの特性図、第７図はこの実施例の制御
動作を説明するための流れ図、第８図は従来例のシステ
ム図である。 ２…排気通路、５…吸気通路、６…吸気絞り弁、８…ダ
イヤフラムアクチュエータ、19…三方電磁弁、21…排気
絞り弁、22…ダイヤフラムアクチュエータ、23…三方電
磁弁、24…バイパス通路、25…バイパス弁、26…ダイヤ
フラムアクチュエータ、27…三方電磁弁、29…ヒータ、
31…圧力センサ、32…トラップ入口温度センサ、33…ト
ラップ出口温度センサ、34…クランク角センサ（エンジ
ン回転数センサ）、35…アクセルレバー開度センサ（エ
ンジン負荷センサ）、41…コントロールユニット、53…
トラップ、54…昇温装置、55…運転領域区分け手段、56
…エンジン負荷センサ、57…エンジン回転数センサ、58
…運転領域判定手段、59…制御内容相違手段、60…捕集
量計算手段、61…トラップ出口温度センサ、62…再燃焼
処理量計算手段、63…パーティキュレート減少量決定手
段、64…積算手段、65…再生終了判定手段、66…復帰手
段、71…再生時期判定手段。
フロントページの続き (72)発明者 兼先 伸和 神奈川県横浜市神奈川区宝町２番地 日 産自動車株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−111013（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−90912（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−216020（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】排気中のパーティキュレートを捕集し再生
温度以上になると捕集したパーティキュレートを再燃焼
させるトラップと、 このトラップを昇温させる装置と、 運転領域をエンジンの負荷と回転数に応じていくつかに
区分けする手段と、 これらエンジンの負荷と回転数をそれぞれ検出するセン
サと、 これら検出値から定まる運転条件が前記区分けされたい
ずれかの運転領域にあるかを判定する手段と、 再生開始の時期になったかどうかを判定する手段と、 これら判定結果に基づき再生開始の時期になったとき前
記区分けされた運転領域に応じて前記昇温装置の制御内
容を相違させる手段と、 再生開始後に前記区分けされた運転領域ごとに単位時間
当たりのパーティキュレート捕集量を計算する手段と、 前記トラップの出口温度を検出するセンサと、 再生開始後にこのトラップ出口温度の検出値に応じて単
位時間当たりの再燃焼処理量を計算する手段と、 この再燃焼処理量から前記捕集量を差し引いた量を単位
時間当たりのパーティキュレートの減少量として決定す
る手段と、 このパーティキュレート減少量を単位時間ごとに積算す
る手段と、 この積算値を予め定めた基準値と比較することにより再
生が終了したかどうかを判定する手段と、 再生終了と判定された場合に前記昇温装置を元の状態に
復帰させる手段と を設けたことを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33904189A JP2616074B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | エンジンの排気浄化装置 |
| US07/629,700 US5195316A (en) | 1989-12-27 | 1990-12-21 | Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine |
| GB9027940A GB2239407B (en) | 1989-12-27 | 1990-12-21 | Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine |
| DE4041917A DE4041917C2 (de) | 1989-12-27 | 1990-12-27 | Abgasreinigungsanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine |
| KR1019900021938A KR940009048B1 (ko) | 1989-12-27 | 1990-12-27 | 내연기관용 배기가스정화장치 및 그것을 동작시키는 방법 |
| DE4042562A DE4042562C2 (de) | 1989-12-27 | 1990-12-27 | Abgasreinigungsanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine |
| FR9016364A FR2657649A1 (fr) | 1989-12-27 | 1990-12-27 | Dispositif de purification des gaz d'echappement d'un moteur a combustion interne et procede de fonctionnement. |
| DE4042563A DE4042563C2 (de) | 1989-12-27 | 1990-12-27 | Abgasreinigungsanlage zur Verwendung bei einer Brennkraftmaschine |
| US08/006,283 US5287698A (en) | 1989-12-27 | 1993-01-19 | Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine |
| US08/006,299 US5319930A (en) | 1989-12-27 | 1993-01-19 | Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33904189A JP2616074B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | エンジンの排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03199613A JPH03199613A (ja) | 1991-08-30 |
| JP2616074B2 true JP2616074B2 (ja) | 1997-06-04 |
Family
ID=18323712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33904189A Expired - Lifetime JP2616074B2 (ja) | 1989-12-27 | 1989-12-27 | エンジンの排気浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2616074B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150104115A (ko) * | 2013-01-15 | 2015-09-14 | 르노 에스.아.에스. | 자동차 엔진의 배기 가스를 처리하기 위한 시스템 및 그 시스템을 제어하기 위한 방법 |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2011020063A2 (en) * | 2009-08-13 | 2011-02-17 | Cummins Ip, Inc. | Apparatus, system, and method for adaptive engine system control with integrated global position sensing |
| US8756913B2 (en) | 2011-01-14 | 2014-06-24 | Cummins Filtration Ip, Inc. | Exhaust gas sensor module |
| US9482154B2 (en) | 2012-12-05 | 2016-11-01 | Cummins Cal Pacific, Llc | Exhaust gas collector for an exhaust aftertreatment system |
| JP7070440B2 (ja) * | 2019-01-07 | 2022-05-18 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
-
1989
- 1989-12-27 JP JP33904189A patent/JP2616074B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150104115A (ko) * | 2013-01-15 | 2015-09-14 | 르노 에스.아.에스. | 자동차 엔진의 배기 가스를 처리하기 위한 시스템 및 그 시스템을 제어하기 위한 방법 |
| KR102112310B1 (ko) | 2013-01-15 | 2020-05-18 | 르노 에스.아.에스. | 자동차 엔진의 배기 가스를 처리하기 위한 시스템 및 그 시스템을 제어하기 위한 방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03199613A (ja) | 1991-08-30 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090311 Year of fee payment: 12 |
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| FPAY | Renewal fee payment (prs date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100311 Year of fee payment: 13 |
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| EXPY | Cancellation because of completion of term |