JP3021921B2 - 排気微粒子浄化装置 - Google Patents
排気微粒子浄化装置Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は内燃機関に設けられる排
気浄化装置に関し、特にパティキュレートを捕集したフ
ィルタを燃焼によって再生する際に、再生の途中で内燃
機関が停止する等の理由で再生が中断した場合でも、次
回の再生を支障なくなし得るようにした排気浄化装置に
関する。
気浄化装置に関し、特にパティキュレートを捕集したフ
ィルタを燃焼によって再生する際に、再生の途中で内燃
機関が停止する等の理由で再生が中断した場合でも、次
回の再生を支障なくなし得るようにした排気浄化装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】例えばディーゼル機関の排気中にはカー
ボン粒を主とする排気微粒子、即ちパティキュレートが
多く含まれているため、機関の排気系にはこのパティキ
ュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタ
（以下、フィルタと呼ぶ）が装着されている。
ボン粒を主とする排気微粒子、即ちパティキュレートが
多く含まれているため、機関の排気系にはこのパティキ
ュレートを捕集するためのパティキュレートフィルタ
（以下、フィルタと呼ぶ）が装着されている。
【０００３】このフィルタは例えばセラミック材料に代
表されるような耐熱材であって、しかも通気性のある材
料から形成されており、運転時間の経過に伴ってその内
部に堆積するパティキュレートの量が増えると通気抵抗
が次第に増大し、機関の出力低下をきたすため、パティ
キュレートの捕集量に応じて定期的に再生されなければ
ならない。
表されるような耐熱材であって、しかも通気性のある材
料から形成されており、運転時間の経過に伴ってその内
部に堆積するパティキュレートの量が増えると通気抵抗
が次第に増大し、機関の出力低下をきたすため、パティ
キュレートの捕集量に応じて定期的に再生されなければ
ならない。
【０００４】再生は堆積したパティキュレートを加熱手
段によって着火温度（約６５０℃）以上の高温まで高
め、着火燃焼させることによって開始される。この加熱
手段としては電気ヒータやバーナ方式が考えられている
が、図２に電気ヒータを用いた場合の一例を示す。図２
において再生時には流路切替バルブ３によって排ガスの
全量がバイパス管４にバイパスされ、フィルタ１の流れ
上流側端面或いは、端面近傍に埋設した電気ヒータ２に
通電する。そして燃焼に必要な空気をエアポンプ５から
供給する。
段によって着火温度（約６５０℃）以上の高温まで高
め、着火燃焼させることによって開始される。この加熱
手段としては電気ヒータやバーナ方式が考えられている
が、図２に電気ヒータを用いた場合の一例を示す。図２
において再生時には流路切替バルブ３によって排ガスの
全量がバイパス管４にバイパスされ、フィルタ１の流れ
上流側端面或いは、端面近傍に埋設した電気ヒータ２に
通電する。そして燃焼に必要な空気をエアポンプ５から
供給する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、発明者等
は、この再生用空気は流量が多すぎると燃焼帯の吹き消
えを発生するために、少量の空気（容量２リットル程度
のフィルタの場合、毎分９０リットル程度）で再生を行
うのが好ましいことを実験により確かめている。従っ
て、フィルタの再生には数分、乃至数十分を要するた
め、再生中に駐車する等によりエンジンを停止すること
があり得る。
は、この再生用空気は流量が多すぎると燃焼帯の吹き消
えを発生するために、少量の空気（容量２リットル程度
のフィルタの場合、毎分９０リットル程度）で再生を行
うのが好ましいことを実験により確かめている。従っ
て、フィルタの再生には数分、乃至数十分を要するた
め、再生中に駐車する等によりエンジンを停止すること
があり得る。
【０００６】そのような場合、システムダウンしてエア
ポンプ５から空気の供給がなくても対流により外部から
新気が入り込むため、かなり長い時間、火種が残ってく
すぶり続けることが実験により確かめられた。従って、
この間は、燃焼によって発生した高温ガスや一酸化炭素
等の有害成分が外部に排出されることになる。
ポンプ５から空気の供給がなくても対流により外部から
新気が入り込むため、かなり長い時間、火種が残ってく
すぶり続けることが実験により確かめられた。従って、
この間は、燃焼によって発生した高温ガスや一酸化炭素
等の有害成分が外部に排出されることになる。
【０００７】これを回避するには、図３に示すようにフ
ィルタ１の上流側と下流側に遮断バルブ６ａ，６ｂを設
け、機関停止時にはこれらのバルブを閉じることにより
フィルタ１内を閉空間とし、酸素の供給を停止して消火
させれば良いが、その消火のタイミングによって、例え
ば図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように燃え残りの範囲
が異なった状態になる。
ィルタ１の上流側と下流側に遮断バルブ６ａ，６ｂを設
け、機関停止時にはこれらのバルブを閉じることにより
フィルタ１内を閉空間とし、酸素の供給を停止して消火
させれば良いが、その消火のタイミングによって、例え
ば図４の（ａ）及び（ｂ）に示すように燃え残りの範囲
が異なった状態になる。
【０００８】一方、図４（ａ），（ｂ）のように燃え残
りがある状態で再び捕集を行うと、燃え残り部Ｂと再生
完了部Ａのそれぞれの通気抵抗の大きさに応じて両部分
にパティキュレートの堆積が行なわれるため、再生が完
了していた部分Ａのパティキュレート堆積量は、燃え残
りがあった部分Ｂのそれに比べ少なくなり、更に捕集を
続けても、Ａ部とＢ部の堆積量を全く同一とすることは
できない。
りがある状態で再び捕集を行うと、燃え残り部Ｂと再生
完了部Ａのそれぞれの通気抵抗の大きさに応じて両部分
にパティキュレートの堆積が行なわれるため、再生が完
了していた部分Ａのパティキュレート堆積量は、燃え残
りがあった部分Ｂのそれに比べ少なくなり、更に捕集を
続けても、Ａ部とＢ部の堆積量を全く同一とすることは
できない。
【０００９】そこで、燃え残り状態を考慮せずに、常に
一定の条件（後述の図５の直線Ｉ参照）で再生を行うと
すれば、例えば図４（ｂ）のように燃え残りが少なかっ
た場合に、再生が終っていた部分Ａの堆積量を次に再生
を良好に行い得る程度の堆積量にしようとすると、パテ
ィキュレートの燃え残りがあった部分Ｂでは堆積量が多
くなりすぎ、次に再生を行う時に異常高温の状態を引き
起こしてしまう恐れがある。また逆に、図４（ａ）のよ
うに燃え残りが多かった場合には、燃え残りがあった部
分Ｂで良好な再生を行い得る程度の堆積量にしようとす
ると、再生が終っていた部分Ａでは次回の堆積量が少な
すぎて、再生ミスを引き起こしてしまう恐れがある。
一定の条件（後述の図５の直線Ｉ参照）で再生を行うと
すれば、例えば図４（ｂ）のように燃え残りが少なかっ
た場合に、再生が終っていた部分Ａの堆積量を次に再生
を良好に行い得る程度の堆積量にしようとすると、パテ
ィキュレートの燃え残りがあった部分Ｂでは堆積量が多
くなりすぎ、次に再生を行う時に異常高温の状態を引き
起こしてしまう恐れがある。また逆に、図４（ａ）のよ
うに燃え残りが多かった場合には、燃え残りがあった部
分Ｂで良好な再生を行い得る程度の堆積量にしようとす
ると、再生が終っていた部分Ａでは次回の堆積量が少な
すぎて、再生ミスを引き起こしてしまう恐れがある。
【００１０】この問題を解決するために、例えば特開平
３−１８６１４号公報に開示される従来技術において
は、フィルタの再生温度によってフィルタのパティキュ
レートの捕集量を推定し、それによって次回の捕集量を
決定するようにしている。しかし、このような構成の場
合、仮にフィルタの捕集量が多く、しかも、他の原因で
再生温度が低い場合には、次回捕集量は通常の場合より
も高い値が設定される。そのため、燃え残り部分での捕
集量は所定量よりも多くなり、次回の再生温度が過度の
高温になって、フィルタが溶損、劣化する恐れがあっ
た。
３−１８６１４号公報に開示される従来技術において
は、フィルタの再生温度によってフィルタのパティキュ
レートの捕集量を推定し、それによって次回の捕集量を
決定するようにしている。しかし、このような構成の場
合、仮にフィルタの捕集量が多く、しかも、他の原因で
再生温度が低い場合には、次回捕集量は通常の場合より
も高い値が設定される。そのため、燃え残り部分での捕
集量は所定量よりも多くなり、次回の再生温度が過度の
高温になって、フィルタが溶損、劣化する恐れがあっ
た。
【００１１】そこで本発明は上記のような問題に鑑み、
パティキュレートが堆積したフィルタの再生燃焼の途中
において、再生を中断して燃え残りが発生した場合、次
回の再生において異常高温や着火ミス等を発生すること
なく良好な再生を行い得る装置を提供することを目的と
する。
パティキュレートが堆積したフィルタの再生燃焼の途中
において、再生を中断して燃え残りが発生した場合、次
回の再生において異常高温や着火ミス等を発生すること
なく良好な再生を行い得る装置を提供することを目的と
する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明によれば、内燃機関の排気系に設けられて排
ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタを備えて
おり、パティキュレートの捕集量が基準堆積量に達した
時に加熱手段によってパティキュレートに着火・燃焼さ
せてフィルタを再生する排気微粒子浄化装置において、
フィルタ再生作動後のパティキュレートの燃え残り量或
いは燃え残り比率を検出する手段と、再生を中断した場
合の燃え残り量が所定値よりも多い時、或いは燃え残り
比率が所定の比率よりも高い時は、前記基準堆積量より
も少ない堆積量において次回の再生を行う一方、再生を
中断した場合の燃え残り量が所定値よりも少ない時、或
いは燃え残り比率が所定の比率よりも低い時は、前記基
準堆積量よりも多い堆積量において次回の再生を行うよ
うに制御する制御手段とを備えていることを特徴とする
排気微粒子浄化装置が提供される。
に、本発明によれば、内燃機関の排気系に設けられて排
ガス中のパティキュレートを捕集するフィルタを備えて
おり、パティキュレートの捕集量が基準堆積量に達した
時に加熱手段によってパティキュレートに着火・燃焼さ
せてフィルタを再生する排気微粒子浄化装置において、
フィルタ再生作動後のパティキュレートの燃え残り量或
いは燃え残り比率を検出する手段と、再生を中断した場
合の燃え残り量が所定値よりも多い時、或いは燃え残り
比率が所定の比率よりも高い時は、前記基準堆積量より
も少ない堆積量において次回の再生を行う一方、再生を
中断した場合の燃え残り量が所定値よりも少ない時、或
いは燃え残り比率が所定の比率よりも低い時は、前記基
準堆積量よりも多い堆積量において次回の再生を行うよ
うに制御する制御手段とを備えていることを特徴とする
排気微粒子浄化装置が提供される。
【００１３】
【作用】フィルタの再生の途中で何らかの理由で再生が
中断したときは、パティキュレートの燃え残り量或いは
燃え残り比率を検出する手段によって測定されているパ
ティキュレートの燃え残り量或いは燃え残り比率が制御
手段に記憶される。そして再びパティキュレートの捕集
が始まるときの目標となる捕集量を決定するに当たっ
て、制御手段は燃え残り量の大小に応じて、次回の再生
までの堆積量の基準値に補正を加える。すなわち、燃え
残り量が所定値よりも多い時或いは燃え残り比率が所定
の比率よりも高い時は、通気抵抗が大きいため、基準値
を目標にすると堆積量が多くなりすぎて、再生の際に温
度が過度に高くなるので、基準値よりも下方修正をする
ことになる。これに対して、燃え残り量が所定値よりも
少ない時、或いは燃え残り比率が所定の比率よりも低い
時は、通気抵抗が小さいためにパティキュレートの捕集
量が少なくなり、基準値を目標にして再生を開始すると
堆積量が少なすぎて着火に失敗することがあるので、基
準値よりも上方修正をすることになる。このように、燃
え残り量或いは燃え残り比率がそれぞれ所定値（或いは
所定の比率）よりも大きいか或いは小さいかということ
と、その程度に応じて基準値に対する補正を行うことに
よって、次回の再生時に異常な温度上昇によるトラブル
を回避することができ、確実な着火・燃焼を実現するこ
とができる。
中断したときは、パティキュレートの燃え残り量或いは
燃え残り比率を検出する手段によって測定されているパ
ティキュレートの燃え残り量或いは燃え残り比率が制御
手段に記憶される。そして再びパティキュレートの捕集
が始まるときの目標となる捕集量を決定するに当たっ
て、制御手段は燃え残り量の大小に応じて、次回の再生
までの堆積量の基準値に補正を加える。すなわち、燃え
残り量が所定値よりも多い時或いは燃え残り比率が所定
の比率よりも高い時は、通気抵抗が大きいため、基準値
を目標にすると堆積量が多くなりすぎて、再生の際に温
度が過度に高くなるので、基準値よりも下方修正をする
ことになる。これに対して、燃え残り量が所定値よりも
少ない時、或いは燃え残り比率が所定の比率よりも低い
時は、通気抵抗が小さいためにパティキュレートの捕集
量が少なくなり、基準値を目標にして再生を開始すると
堆積量が少なすぎて着火に失敗することがあるので、基
準値よりも上方修正をすることになる。このように、燃
え残り量或いは燃え残り比率がそれぞれ所定値（或いは
所定の比率）よりも大きいか或いは小さいかということ
と、その程度に応じて基準値に対する補正を行うことに
よって、次回の再生時に異常な温度上昇によるトラブル
を回避することができ、確実な着火・燃焼を実現するこ
とができる。
【００１４】
【実施例】フィルタ再生の途中に、例えば機関が停止し
た場合には直ちに燃焼を終了させて再生を中断するのが
よいが、本発明ではその時の燃え残り量を検知し、燃え
残り量に応じて次回の再生時期を決定する。再生時期の
決定の基本的な方法は、燃え残り量が多い場合には次回
再生時期の基準の再生時期よりも早めて前回の再生完了
部分に堆積するパティキュレート量を少なくし、逆に燃
え残りが少ない場合には次回再生時期を基準の再生時期
よりも遅くして前回の再生完了部分に堆積するパティキ
ュレート量を多くするもので、図５にその概念を示す。
た場合には直ちに燃焼を終了させて再生を中断するのが
よいが、本発明ではその時の燃え残り量を検知し、燃え
残り量に応じて次回の再生時期を決定する。再生時期の
決定の基本的な方法は、燃え残り量が多い場合には次回
再生時期の基準の再生時期よりも早めて前回の再生完了
部分に堆積するパティキュレート量を少なくし、逆に燃
え残りが少ない場合には次回再生時期を基準の再生時期
よりも遅くして前回の再生完了部分に堆積するパティキ
ュレート量を多くするもので、図５にその概念を示す。
【００１５】図５の横軸に燃え残り比率、つまり、燃え
残り量／全堆積量（最大堆積量）をとり、縦軸に必要堆
積量（必要捕集量）、つまり、次回の再生を開始すると
きまでにあとどれだけの堆積（捕集）が必要かという量
をとる。再生の途中での機関の停止がなかった場合に
は、次回の再生までにｍだけ堆積をさせて再生を行うの
であるが、再生の途中に機関停止があった時には燃え残
りが生じるから、その燃え残り量に応じて常にｍだけの
堆積を行なうためには、図中の直線Ｉに示すようにすれ
ば良いので、これが基準となる。例えば燃え残り比率が
Ｅであれば、あとｍE だけ捕集を行えばフィルタ全体と
してはｍだけ堆積していることになる訳である。このよ
うに、図５は次回の再生を開始する時期を判断するため
の燃え残り比率（或いは燃え残り量）と、再生開始まで
に必要な堆積量（捕集量）との関係を示しており、直線
Ｉは再生開始のための基準堆積量を示している。
残り量／全堆積量（最大堆積量）をとり、縦軸に必要堆
積量（必要捕集量）、つまり、次回の再生を開始すると
きまでにあとどれだけの堆積（捕集）が必要かという量
をとる。再生の途中での機関の停止がなかった場合に
は、次回の再生までにｍだけ堆積をさせて再生を行うの
であるが、再生の途中に機関停止があった時には燃え残
りが生じるから、その燃え残り量に応じて常にｍだけの
堆積を行なうためには、図中の直線Ｉに示すようにすれ
ば良いので、これが基準となる。例えば燃え残り比率が
Ｅであれば、あとｍE だけ捕集を行えばフィルタ全体と
してはｍだけ堆積していることになる訳である。このよ
うに、図５は次回の再生を開始する時期を判断するため
の燃え残り比率（或いは燃え残り量）と、再生開始まで
に必要な堆積量（捕集量）との関係を示しており、直線
Ｉは再生開始のための基準堆積量を示している。
【００１６】しかしながら、このような直線的な基準で
は、図４について述べたように、再生が完了していた部
分Ａの堆積量は燃え残りのあった部分Ｂよりも少なくな
り、燃え残り比率の小さい、即ち再生の終わった範囲が
広い図４（ｂ）の場合（図５ではＬ程度）には、捕集を
再開すると再生完了部分Ａへのパティキュレートの堆積
は少なく、つまり、広い範囲にわたって堆積量が少なく
なるため着火ミスを引き起こしてしまう。そこで本発明
の好適な実施例においては、基準となる図５の直線Ｉか
ら求めた捕集時間よりも長くして、再生が完了していた
部分への堆積量が狙いの堆積量となるように、全体の堆
積量を曲線II上の点から求めた値ｍE ′とし、ΔＥだけ
堆積量を増やして着火ミスを防ぐものである。この場
合、燃え残りのあった部分Ｂの堆積量は狙いの値よりも
多くなり、その部分での高温化が懸念されるが、燃え残
り量がはじめから少ない、即ち、堆積量が多くなる部分
は少ないため、その影響は小さなものである。
は、図４について述べたように、再生が完了していた部
分Ａの堆積量は燃え残りのあった部分Ｂよりも少なくな
り、燃え残り比率の小さい、即ち再生の終わった範囲が
広い図４（ｂ）の場合（図５ではＬ程度）には、捕集を
再開すると再生完了部分Ａへのパティキュレートの堆積
は少なく、つまり、広い範囲にわたって堆積量が少なく
なるため着火ミスを引き起こしてしまう。そこで本発明
の好適な実施例においては、基準となる図５の直線Ｉか
ら求めた捕集時間よりも長くして、再生が完了していた
部分への堆積量が狙いの堆積量となるように、全体の堆
積量を曲線II上の点から求めた値ｍE ′とし、ΔＥだけ
堆積量を増やして着火ミスを防ぐものである。この場
合、燃え残りのあった部分Ｂの堆積量は狙いの値よりも
多くなり、その部分での高温化が懸念されるが、燃え残
り量がはじめから少ない、即ち、堆積量が多くなる部分
は少ないため、その影響は小さなものである。
【００１７】一方、再生の終っていた範囲が比較的に狭
い図４（ａ）の場合（図５ではＨ程度）には、基準とな
る直線Ｉのような制御では、捕集を再開すると燃え残り
部分Ｂへの堆積が多くなり、つまり広い範囲にわたって
堆積量が多くなるため、特にフィルタ中心部において異
常高温の状態を引き起こしてしまう。そこで燃え残り比
率がＨのときは、直線Ｉ上の点から以後の堆積量をｍH
とすべきところを、曲線II上の点から求めたｍH ′とな
るように、捕集時間を短くして、燃え残りがあった部分
Ｂにおける堆積量が狙いの堆積量程度となるように、即
ち、全体としての捕集量をΔＨだけ少なくして、異常高
温の状態の発生を防ぐものである。この場合、再生が終
っていた部分Ａの堆積量は狙いの値よりも少なくなり、
その部分での着火ミスが懸念されるが、再生済の範囲Ａ
が狭い、即ち、堆積量が少なくなる部分は比較的少ない
こと、及び再生が終っていた部分Ａは電気ヒータ２から
近い上流側の範囲であるため電気ヒータ２の熱が伝わり
やすいことから、その影響は小さい。ここで、図５にお
いて直線Ｉと曲線IIとの交点Ｐの横軸上の値を燃え残り
比率の所定の比率Ｒと呼ぶと共に、所定の比率Ｒに対応
する燃え残り量を所定値Ｑと呼ぶことにすると、前述の
ような修正は、次回再生までの期間、即ち必要捕集量
（堆積量）を決定する際に、燃え残り比率が所定の比率
Ｒよりも高いか否か、或いは燃え残り量が所定値Ｑより
も大きいか否かを判定することによって、即ち、所定の
比率Ｒ或いは所定値Ｑを境界として、基準値に対する増
減いずれかの補正を行うということである。
い図４（ａ）の場合（図５ではＨ程度）には、基準とな
る直線Ｉのような制御では、捕集を再開すると燃え残り
部分Ｂへの堆積が多くなり、つまり広い範囲にわたって
堆積量が多くなるため、特にフィルタ中心部において異
常高温の状態を引き起こしてしまう。そこで燃え残り比
率がＨのときは、直線Ｉ上の点から以後の堆積量をｍH
とすべきところを、曲線II上の点から求めたｍH ′とな
るように、捕集時間を短くして、燃え残りがあった部分
Ｂにおける堆積量が狙いの堆積量程度となるように、即
ち、全体としての捕集量をΔＨだけ少なくして、異常高
温の状態の発生を防ぐものである。この場合、再生が終
っていた部分Ａの堆積量は狙いの値よりも少なくなり、
その部分での着火ミスが懸念されるが、再生済の範囲Ａ
が狭い、即ち、堆積量が少なくなる部分は比較的少ない
こと、及び再生が終っていた部分Ａは電気ヒータ２から
近い上流側の範囲であるため電気ヒータ２の熱が伝わり
やすいことから、その影響は小さい。ここで、図５にお
いて直線Ｉと曲線IIとの交点Ｐの横軸上の値を燃え残り
比率の所定の比率Ｒと呼ぶと共に、所定の比率Ｒに対応
する燃え残り量を所定値Ｑと呼ぶことにすると、前述の
ような修正は、次回再生までの期間、即ち必要捕集量
（堆積量）を決定する際に、燃え残り比率が所定の比率
Ｒよりも高いか否か、或いは燃え残り量が所定値Ｑより
も大きいか否かを判定することによって、即ち、所定の
比率Ｒ或いは所定値Ｑを境界として、基準値に対する増
減いずれかの補正を行うということである。
【００１８】他の実施例として、フィルタの熱損傷を絶
対に避けるということを優先させる場合には、再生の途
中で機関停止があり、燃え残り比率が図５のＥのように
少ないときでも、前述のｍE ′のような堆積量の増加を
行なうことなく、基準となる堆積量ｍE のままとし、燃
え残り比率がＨのように高いときだけ、ｍH ′のように
堆積量を少なくして、燃え残りの部分Ｂの大きさに依ら
ず常に次回の捕集量を少なくするという制御を行っても
よい。
対に避けるということを優先させる場合には、再生の途
中で機関停止があり、燃え残り比率が図５のＥのように
少ないときでも、前述のｍE ′のような堆積量の増加を
行なうことなく、基準となる堆積量ｍE のままとし、燃
え残り比率がＨのように高いときだけ、ｍH ′のように
堆積量を少なくして、燃え残りの部分Ｂの大きさに依ら
ず常に次回の捕集量を少なくするという制御を行っても
よい。
【００１９】以上のような制御を実行し得る具体的な排
気微粒子浄化装置のシステム構成の例を図１に示す。図
２と同様に、１はフィルタ、２は再生用の電気ヒータ、
３は流路切替バルブ、４はバイパス管、５はエアポンプ
であり、フィルタ１の下流側にも流路切替バルブ７を設
け、エアポンプ５から送られる空気８は、流路切替バル
ブ３及び７によってフィルタ１が排気流からバイパスさ
れている状態で下流側から上流側に向って供給される。
したがって、再生用の電気ヒータ２もフィルタ１の下流
側端面に設けられている。流路切替バルブ３は、この場
合は再生用の排気管９と排気の入口管１０とを切替える
ように作動する。図１に示した再生状態では、排気１１
はすべてバイパス管４を通って流れる。フィルタ１の前
後の差圧を検出する前後差圧検出装置１２はその検出値
を制御装置１３に入力する。制御装置１３には機関の停
止を検出するキースイッチのような機関停止検出装置１
４の信号も入力され、それらの信号にもとづいて制御装
置１３は演算を行ない、その結果、流路切替バルブ３及
び７のアクチュエータ１５，１６やエアポンプ５の空気
流量制御装置１７へ制御信号を供給したり、電気ヒータ
２へ通電するように構成されている。
気微粒子浄化装置のシステム構成の例を図１に示す。図
２と同様に、１はフィルタ、２は再生用の電気ヒータ、
３は流路切替バルブ、４はバイパス管、５はエアポンプ
であり、フィルタ１の下流側にも流路切替バルブ７を設
け、エアポンプ５から送られる空気８は、流路切替バル
ブ３及び７によってフィルタ１が排気流からバイパスさ
れている状態で下流側から上流側に向って供給される。
したがって、再生用の電気ヒータ２もフィルタ１の下流
側端面に設けられている。流路切替バルブ３は、この場
合は再生用の排気管９と排気の入口管１０とを切替える
ように作動する。図１に示した再生状態では、排気１１
はすべてバイパス管４を通って流れる。フィルタ１の前
後の差圧を検出する前後差圧検出装置１２はその検出値
を制御装置１３に入力する。制御装置１３には機関の停
止を検出するキースイッチのような機関停止検出装置１
４の信号も入力され、それらの信号にもとづいて制御装
置１３は演算を行ない、その結果、流路切替バルブ３及
び７のアクチュエータ１５，１６やエアポンプ５の空気
流量制御装置１７へ制御信号を供給したり、電気ヒータ
２へ通電するように構成されている。
【００２０】フィルタ１に堆積しているパティキュレー
トの量の検出は、この例ではフィルタ１の前後差圧検出
装置１２によって行なう。フィルタ１の再生時には、制
御装置１３はフィルタ１の上流に設けた流路切替バルブ
３及び７をバルブアクチュエータ１５，１６により図１
の位置とし、排ガス全量をバイパス管４を介してバイパ
スし、同時に電気ヒータ２に通電して、エアポンプ５か
ら空気流量制御装置１７を介して、堆積したパティキュ
レートの燃焼に必要な空気８を供給する。この再生途中
に機関停止の操作がなされた場合、機関停止検出装置１
４の機関停止信号（キースイッチのＯＦＦ信号など）を
モニタしている制御装置１３では、信号が入力された時
のフィルタ前後差圧検出装置１２の検出値により、再生
がどの程度進んだところで機関が停止したか、即ち、燃
え残り比率がどの程度かを検知することができる。
トの量の検出は、この例ではフィルタ１の前後差圧検出
装置１２によって行なう。フィルタ１の再生時には、制
御装置１３はフィルタ１の上流に設けた流路切替バルブ
３及び７をバルブアクチュエータ１５，１６により図１
の位置とし、排ガス全量をバイパス管４を介してバイパ
スし、同時に電気ヒータ２に通電して、エアポンプ５か
ら空気流量制御装置１７を介して、堆積したパティキュ
レートの燃焼に必要な空気８を供給する。この再生途中
に機関停止の操作がなされた場合、機関停止検出装置１
４の機関停止信号（キースイッチのＯＦＦ信号など）を
モニタしている制御装置１３では、信号が入力された時
のフィルタ前後差圧検出装置１２の検出値により、再生
がどの程度進んだところで機関が停止したか、即ち、燃
え残り比率がどの程度かを検知することができる。
【００２１】この燃え残り比率に応じて、制御装置１３
は例えば図５の曲線IIに示すような内容のマップを利用
し、燃え残り比率が大きい場合には、次回に再生を行う
フィルタ前後差圧（堆積量に対応する）を、狙いの差圧
（直線Ｉから導かれる）よりも小さな値とし、逆に燃え
残り比率が小さい場合には大きな値とするように、基準
値とは異なる値を設定する。そして、機関が再始動され
たのち、フィルタ１の前後差圧が前記の設定値に達した
ときに、流路切替バルブ３及び７を切替え、電気ヒータ
２に通電して赤熱させると共に、エアポンプ５を駆動し
て再生を開始することになる。
は例えば図５の曲線IIに示すような内容のマップを利用
し、燃え残り比率が大きい場合には、次回に再生を行う
フィルタ前後差圧（堆積量に対応する）を、狙いの差圧
（直線Ｉから導かれる）よりも小さな値とし、逆に燃え
残り比率が小さい場合には大きな値とするように、基準
値とは異なる値を設定する。そして、機関が再始動され
たのち、フィルタ１の前後差圧が前記の設定値に達した
ときに、流路切替バルブ３及び７を切替え、電気ヒータ
２に通電して赤熱させると共に、エアポンプ５を駆動し
て再生を開始することになる。
【００２２】なお、パティキュレートの堆積量の検出
は、差圧によらずに機関回転数の積算値に基づいて行な
ってもよい。機関回転数の積算値に基づいて算出される
燃え残り比率に応じて、例えば燃え残り比率が大きい場
合には次回再生を行うエンジン回転数積算値を狙いの値
よりも小さな値とし、逆に燃え残り比率が大きい場合に
は大きな値とするように、制御手段１３によって制御を
行なう。なお、この場合、単なる機関回転数積算値でな
く、機関の負荷を加味したものを判断基準とすれば、よ
り良く実際の状態に適合した再生条件とすることができ
る。
は、差圧によらずに機関回転数の積算値に基づいて行な
ってもよい。機関回転数の積算値に基づいて算出される
燃え残り比率に応じて、例えば燃え残り比率が大きい場
合には次回再生を行うエンジン回転数積算値を狙いの値
よりも小さな値とし、逆に燃え残り比率が大きい場合に
は大きな値とするように、制御手段１３によって制御を
行なう。なお、この場合、単なる機関回転数積算値でな
く、機関の負荷を加味したものを判断基準とすれば、よ
り良く実際の状態に適合した再生条件とすることができ
る。
【００２３】
【発明の効果】本発明によれば、フィルタの再生の途中
で再生を中断しても、パティキュレートの燃え残りの状
態に応じて次回の再生時期を調整することができるの
で、燃え残りの多少にかかわらず、フィルタにとって常
に良好な再生をなし得るものであり、それによってフィ
ルタの寿命を延ばし、排気浄化を長期間にわたって良好
に継続することができる。
で再生を中断しても、パティキュレートの燃え残りの状
態に応じて次回の再生時期を調整することができるの
で、燃え残りの多少にかかわらず、フィルタにとって常
に良好な再生をなし得るものであり、それによってフィ
ルタの寿命を延ばし、排気浄化を長期間にわたって良好
に継続することができる。
【図１】本発明の実施例による排気微粒子浄化装置のシ
ステム構成図である。
ステム構成図である。
【図２】従来技術を示すシステム構成図である。
【図３】従来技術の問題点を説明するためのフィルタの
断面図である。
断面図である。
【図４】燃え残り状態の違いを説明するためのフィルタ
内部の断面図である。
内部の断面図である。
【図５】制御例を説明するための線図である。
１…フィルタ ２…電気ヒータ ３…流路切替バルブ ４…バイパス管 ５…エアポンプ ６ａ，６ｂ…遮断バルブ ７…流路切替バルブ ８…空気 ９…再生用の排気管 １０…排気の入口管 １１…排気 １２…前後差圧検出装置 １３…制御装置 １４…機関停止検出装置 １５，１６…アクチュエータ １７…空気流量制御装置 Ａ…再生が終っていた部分 Ｂ…燃え残りがあった部分
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｆ０１Ｎ 9/00 Ｚ (72)発明者 三好 新二 愛知県西尾市下羽角町岩谷14番地 株式 会社日本自動車部品総合研究所内 (72)発明者 荒川 健二 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 平５−195751（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−155526（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−222917（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F01N 3/02 301 - 341 F01N 9/00
Claims (4)
- 【請求項１】 内燃機関の排気系に設けられて排ガス中
のパティキュレートを捕集するフィルタを備えており、
パティキュレートの捕集量が基準堆積量に達した時に加
熱手段によってパティキュレートに着火・燃焼させてフ
ィルタを再生する排気微粒子浄化装置において、 フィルタ再生作動後のパティキュレートの燃え残り量を
検出する手段と、再生を中断した場合の燃え残り量が所
定値よりも多い時は、前記基準堆積量よりも少ない堆積
量において次回の再生を行う一方、再生を中断した場合
の燃え残り量が所定値よりも少ない時は、前記基準堆積
量よりも多い堆積量において次回の再生を行うように制
御する制御手段とを備えていることを特徴とする排気微
粒子浄化装置。 - 【請求項２】 前記所定値が最大堆積量よりも小さく、
且つ零よりも大きいところの、それらの中間の値である
ことを特徴とする請求項１記載の排気微粒子浄化装置。 - 【請求項３】 内燃機関の排気系に設けられて排ガス中
のパティキュレートを捕集するフィルタを備えており、
パティキュレートの捕集量が基準堆積量に達した時に加
熱手段によってパティキュレートに着火・燃焼させてフ
ィルタを再生する排気微粒子浄化装置において、 フィルタ再生作動後のパティキュレートの燃え残り比率
を検出する手段と、再生を中断した場合の燃え残り比率
が所定の比率よりも高い時は、前記基準堆積量よりも少
ない堆積量において次回の再生を行う一方、再生を中断
した場合の燃え残り比率が所定の比率よりも低い時は、
前記基準堆積量よりも多い堆積量において次回の再生を
行うように制御する制御手段とを備えていることを特徴
とする排気微粒子浄化装置。 - 【請求項４】 前記所定の比率が０％よりも大きく、且
つ１００％よりも小さいところの、それらの中間の値で
あることを特徴とする請求項３記載の排気微粒子浄化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035178A JP3021921B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 排気微粒子浄化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4035178A JP3021921B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 排気微粒子浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05231131A JPH05231131A (ja) | 1993-09-07 |
| JP3021921B2 true JP3021921B2 (ja) | 2000-03-15 |
Family
ID=12434601
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4035178A Expired - Fee Related JP3021921B2 (ja) | 1992-02-21 | 1992-02-21 | 排気微粒子浄化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3021921B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20020084378A1 (en) * | 1999-10-04 | 2002-07-04 | Terry Gerhart | Paper mill core structure for improved winding and support of paper mill roll |
| JP3864910B2 (ja) | 2003-01-10 | 2007-01-10 | 日産自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP4103665B2 (ja) * | 2003-04-02 | 2008-06-18 | 日産自動車株式会社 | 排気浄化装置 |
| US7607295B2 (en) | 2005-07-07 | 2009-10-27 | Nissan Motor Co., Ltd. | Particulate accumulation amount estimating system |
| JP2007162567A (ja) * | 2005-12-14 | 2007-06-28 | Nissan Motor Co Ltd | エンジン排ガスフィルタの再生時期制御装置及び再生時期制御方法 |
-
1992
- 1992-02-21 JP JP4035178A patent/JP3021921B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05231131A (ja) | 1993-09-07 |
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Legal Events
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