JP3024420B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
内燃機関の排気浄化装置Info
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- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
- B01D46/42—Auxiliary equipment or operation thereof
- B01D46/44—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration
- B01D46/46—Auxiliary equipment or operation thereof controlling filtration automatic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N13/00—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00
- F01N13/011—Exhaust or silencing apparatus characterised by constructional features ; Exhaust or silencing apparatus, or parts thereof, having pertinent characteristics not provided for in, or of interest apart from, groups F01N1/00 - F01N5/00, F01N9/00, F01N11/00 having two or more purifying devices arranged in parallel
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- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
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- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
- F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
- Y02T10/40—Engine management systems
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、内燃機関の排気浄化装
置に関し、特に排気浄化装置の圧力損失増大による運転
性の悪化を軽減する技術に関する。
置に関し、特に排気浄化装置の圧力損失増大による運転
性の悪化を軽減する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の例えばディーゼル機関において、
機関から排出される微粒子を捕集するフィルタの再生す
る場合、捕集した微粒子の燃焼除去手段としてはバーナ
を用いる方法（特開昭５６−１１５８０８号公報）、電
気ヒータを用いる方法（特開昭５９−２０５１３号公
報、ＳＡＥ９２０１４１、ＳＡＥ９２０１３９）が知ら
れているが、バーナを用いる方法では装置が複雑で大型
となり、かつ高価になるという問題があるため、コス
ト、スペースの制約がある自動車用としてはヒータ方式
の方が優れている。
機関から排出される微粒子を捕集するフィルタの再生す
る場合、捕集した微粒子の燃焼除去手段としてはバーナ
を用いる方法（特開昭５６−１１５８０８号公報）、電
気ヒータを用いる方法（特開昭５９−２０５１３号公
報、ＳＡＥ９２０１４１、ＳＡＥ９２０１３９）が知ら
れているが、バーナを用いる方法では装置が複雑で大型
となり、かつ高価になるという問題があるため、コス
ト、スペースの制約がある自動車用としてはヒータ方式
の方が優れている。
【０００３】前記電気ヒータ方式を用いた場合、電源と
して車載バッテリ及びオルタネータを用いるため、供給
できる電力に限界がある。そこでＳＡＥ９２０１３９で
は、フィルタを効率よく加熱し再生するために、車載バ
ッテリで十分加熱可能な小型のフィルタを例えば４本程
度備えると共に、各フィルタと直列に４個の開閉弁を備
え、再生中は再生するフィルタから排気をバイパスさせ
てフィルタを流れるガス流量を少なくすることにより、
フィルタを効率良く加熱する方法が開示されている。
して車載バッテリ及びオルタネータを用いるため、供給
できる電力に限界がある。そこでＳＡＥ９２０１３９で
は、フィルタを効率よく加熱し再生するために、車載バ
ッテリで十分加熱可能な小型のフィルタを例えば４本程
度備えると共に、各フィルタと直列に４個の開閉弁を備
え、再生中は再生するフィルタから排気をバイパスさせ
てフィルタを流れるガス流量を少なくすることにより、
フィルタを効率良く加熱する方法が開示されている。
【０００４】しかし、かかるヒータ方式の内燃機関の排
気浄化装置では、フィルタを低電力で効率良く加熱する
ためには、もれが非常に少ない例えばポペットバルブの
ような開閉弁が必要である。従って開閉弁が高価とな
り、また、多数の開閉弁を必要とする為、装置全体が大
型かつ高コストになるという問題がある。そこでこの開
閉弁の数を減らすために、例えば排気通路を二股に分岐
し、各分岐通路内に２個のフィルタ（計４個）を備え、
各分岐通路に１個ずつ、計２個の開閉弁を前記フィルタ
と直列に設けることが考えられる。
気浄化装置では、フィルタを低電力で効率良く加熱する
ためには、もれが非常に少ない例えばポペットバルブの
ような開閉弁が必要である。従って開閉弁が高価とな
り、また、多数の開閉弁を必要とする為、装置全体が大
型かつ高コストになるという問題がある。そこでこの開
閉弁の数を減らすために、例えば排気通路を二股に分岐
し、各分岐通路内に２個のフィルタ（計４個）を備え、
各分岐通路に１個ずつ、計２個の開閉弁を前記フィルタ
と直列に設けることが考えられる。
【０００５】例えばＳＡＥ９２０１４１では、この構成
を用いている。そしてこの構成を用いた場合、捕集、再
生手順として例えばまず４本全てのフィルタで捕集を行
い、微粒子堆積量が増加して再生時期になった時に、片
側の開閉弁を閉じて２本のフィルタを連続して再生し、
引き続いて開閉弁を切り換えて反対側の２本のフィルタ
を連続して再生する方法が考えられる。
を用いている。そしてこの構成を用いた場合、捕集、再
生手順として例えばまず４本全てのフィルタで捕集を行
い、微粒子堆積量が増加して再生時期になった時に、片
側の開閉弁を閉じて２本のフィルタを連続して再生し、
引き続いて開閉弁を切り換えて反対側の２本のフィルタ
を連続して再生する方法が考えられる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような内
燃機関の排気浄化装置の制御方法では、再生直前の排気
通路における圧損、即ち、再生されるフィルタに直列に
配設され、閉じた開閉弁の前後差圧が高くなり、また再
生中は多量の微粒子が堆積したフィルタ４本のうち２本
のフィルタにしか排気が流れない為、なお一層圧損が高
くなり、運転性に悪影響を及ぼすという不具合があっ
た。
燃機関の排気浄化装置の制御方法では、再生直前の排気
通路における圧損、即ち、再生されるフィルタに直列に
配設され、閉じた開閉弁の前後差圧が高くなり、また再
生中は多量の微粒子が堆積したフィルタ４本のうち２本
のフィルタにしか排気が流れない為、なお一層圧損が高
くなり、運転性に悪影響を及ぼすという不具合があっ
た。
【０００７】本発明はこのような従来の課題に鑑みてな
されたもので、再生時のフィルタ圧力損失増大による運
転性の悪化の軽減、安価な開閉弁での再生が可能であ
り、簡易化且つ小型化して、しかも確実にフィルタの再
生を行うことが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供す
ることを目的とする。
されたもので、再生時のフィルタ圧力損失増大による運
転性の悪化の軽減、安価な開閉弁での再生が可能であ
り、簡易化且つ小型化して、しかも確実にフィルタの再
生を行うことが可能な内燃機関の排気浄化装置を提供す
ることを目的とする。
【０００８】このため本発明は、図１に示すように、内
燃機関の排気通路を複数に分岐し、各分岐通路内に、前
記機関から排出される微粒子を捕集すると共に、捕集し
た微粒子を燃焼除去するためのヒータを備えた複数のフ
ィルタを並列に設け、該フィルタの再生時に当該分岐通
路を塞ぐ開閉可能な開閉手段を備えた内燃機関の排気浄
化装置において、前記フィルタの再生順序として、１つ
の分岐通路の開閉手段を閉じて該分岐通路中の１つのヒ
ータに通電してフィルタを再生し、再生を完了した後に
ヒータへの通電を停止して開閉手段を開けるフィルタ再
生動作を、設定された分岐通路の順番にしたがって分岐
通路毎に１つずつ、かつ各フィルタの再生時期になる毎
に行い、全ての分岐通路内の１つのフィルタの再生を終
了後、同様にして前記設定された分岐通路の順番にした
がって残るフィルタを１つずつ再生していき、該フィル
タ再生動作を全てのフィルタについて一巡させるように
設定する再生順序設定手段と、前記各フィルタの再生時
期になる毎に、再生順序設定手段で設定された再生順序
に従って前記開閉手段の開閉動作、及びヒータへの通電
を制御する制御手段と、を備えるようにした。
燃機関の排気通路を複数に分岐し、各分岐通路内に、前
記機関から排出される微粒子を捕集すると共に、捕集し
た微粒子を燃焼除去するためのヒータを備えた複数のフ
ィルタを並列に設け、該フィルタの再生時に当該分岐通
路を塞ぐ開閉可能な開閉手段を備えた内燃機関の排気浄
化装置において、前記フィルタの再生順序として、１つ
の分岐通路の開閉手段を閉じて該分岐通路中の１つのヒ
ータに通電してフィルタを再生し、再生を完了した後に
ヒータへの通電を停止して開閉手段を開けるフィルタ再
生動作を、設定された分岐通路の順番にしたがって分岐
通路毎に１つずつ、かつ各フィルタの再生時期になる毎
に行い、全ての分岐通路内の１つのフィルタの再生を終
了後、同様にして前記設定された分岐通路の順番にした
がって残るフィルタを１つずつ再生していき、該フィル
タ再生動作を全てのフィルタについて一巡させるように
設定する再生順序設定手段と、前記各フィルタの再生時
期になる毎に、再生順序設定手段で設定された再生順序
に従って前記開閉手段の開閉動作、及びヒータへの通電
を制御する制御手段と、を備えるようにした。
【０００９】
【作用】上記の構成によれば、フィルタの再生順序は再
生順序設定手段により次のように設定される。即ち、フ
ィルタの再生周期毎に各開閉手段を順番に閉じていく。
それと共に開閉手段により塞がれた分岐通路中の１つの
ヒータに通電する。これにより分岐通路毎にフィルタが
１つずつ再生される。次に全ての分岐通路内において１
つのフィルタの再生が終了したら、同様にして開閉手段
を順番に閉じて、残るフィルタもまた１つずつ再生して
いく。このようにして全てのフィルタについてのフィル
タ再生動作を一巡させ、また最初の再生動作に戻る。
生順序設定手段により次のように設定される。即ち、フ
ィルタの再生周期毎に各開閉手段を順番に閉じていく。
それと共に開閉手段により塞がれた分岐通路中の１つの
ヒータに通電する。これにより分岐通路毎にフィルタが
１つずつ再生される。次に全ての分岐通路内において１
つのフィルタの再生が終了したら、同様にして開閉手段
を順番に閉じて、残るフィルタもまた１つずつ再生して
いく。このようにして全てのフィルタについてのフィル
タ再生動作を一巡させ、また最初の再生動作に戻る。
【００１０】この再生順序に従って制御手段により再生
動作が順次行われる。したがってフィルタの再生は、１
つの分岐通路に対してフィルタ１つずつ順次行われ、同
じ分岐通路内で連続して行われることがないので、各分
岐通路内において全フィルタのうち相対的に微粒子堆積
量の大きいフィルタと小さいフィルタとが組み合わされ
ることとなる。またフィルタを再生する時、同じ分岐通
路内に流体抵抗が小さいフィルタが存在することになる
ので、塞いだ開閉弁からもれる排気の大半はそのフィル
タを通り、再生しようとするフィルタへの排気の流量を
極力減少させることができる。それゆえに比較的もれの
多い開閉弁を用いても確実に再生を行うことが可能とな
る。さらに開閉弁を塞いでも、他の分岐通路は開かれ、
且つそれらの各分岐通路内に夫々微粒子堆積量の小さい
フィルタを含んでいるので、圧損の増加は最小限に抑え
られ圧損増加による運転性の悪化が最小限に抑えられる
とともに、再生するフィルタに流入する排気流量を抑制
できることから、ヒータ電力を削減することが可能とな
る。
動作が順次行われる。したがってフィルタの再生は、１
つの分岐通路に対してフィルタ１つずつ順次行われ、同
じ分岐通路内で連続して行われることがないので、各分
岐通路内において全フィルタのうち相対的に微粒子堆積
量の大きいフィルタと小さいフィルタとが組み合わされ
ることとなる。またフィルタを再生する時、同じ分岐通
路内に流体抵抗が小さいフィルタが存在することになる
ので、塞いだ開閉弁からもれる排気の大半はそのフィル
タを通り、再生しようとするフィルタへの排気の流量を
極力減少させることができる。それゆえに比較的もれの
多い開閉弁を用いても確実に再生を行うことが可能とな
る。さらに開閉弁を塞いでも、他の分岐通路は開かれ、
且つそれらの各分岐通路内に夫々微粒子堆積量の小さい
フィルタを含んでいるので、圧損の増加は最小限に抑え
られ圧損増加による運転性の悪化が最小限に抑えられる
とともに、再生するフィルタに流入する排気流量を抑制
できることから、ヒータ電力を削減することが可能とな
る。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の一実施例を図２〜４に基づい
て説明する。図２は、本実施例のディーゼル・パティキ
ュレート・フィルタ（ＤＰＦ）システムであり、排気通
路10が二股に分岐したデュアルＤＰＦシステムを示す図
である。図２において、例えばディーゼル機関のエキゾ
ーストマニホールド（図示せず）に接続された排気通路
10は二股に分岐し、分岐通路20、21となる。分岐通路20
内には２本のフィルタ50、51が装着され、そのフィルタ
50、51の下流側には、夫々排気開閉弁70が備えられ、分
岐通路21内には２本のフィルタ52、53が夫々並列に装着
され、フィルタ52、53の下流側には排気開閉弁71が設け
られている。この排気開閉弁70、71が開閉手段に相当す
る。
て説明する。図２は、本実施例のディーゼル・パティキ
ュレート・フィルタ（ＤＰＦ）システムであり、排気通
路10が二股に分岐したデュアルＤＰＦシステムを示す図
である。図２において、例えばディーゼル機関のエキゾ
ーストマニホールド（図示せず）に接続された排気通路
10は二股に分岐し、分岐通路20、21となる。分岐通路20
内には２本のフィルタ50、51が装着され、そのフィルタ
50、51の下流側には、夫々排気開閉弁70が備えられ、分
岐通路21内には２本のフィルタ52、53が夫々並列に装着
され、フィルタ52、53の下流側には排気開閉弁71が設け
られている。この排気開閉弁70、71が開閉手段に相当す
る。
【００１２】フィルタ50には、筒状に成形した金網状ヒ
ータ30にセラミック繊維40を巻いたセラミック繊維キャ
ンドルフィルタを用い、ヒータ30には再生時に電力が供
給される図示しないバッテリ及びオルタネータが接続さ
れている。この構成はフィルタ51〜53についても同様で
ある。排気開閉弁70、71が開弁している時、排気は図
中、矢印で示すように、排気通路10→分岐通路20、21→
排気通路10方向に排気され、フィルタ50〜53内では、上
流側で開口したフィルタ50〜53の入口から入り、フィル
タ内側から外側へと流れていく。そして排気に含まれて
いる微粒子はこのフィルタ50〜53によって捕集される。
ータ30にセラミック繊維40を巻いたセラミック繊維キャ
ンドルフィルタを用い、ヒータ30には再生時に電力が供
給される図示しないバッテリ及びオルタネータが接続さ
れている。この構成はフィルタ51〜53についても同様で
ある。排気開閉弁70、71が開弁している時、排気は図
中、矢印で示すように、排気通路10→分岐通路20、21→
排気通路10方向に排気され、フィルタ50〜53内では、上
流側で開口したフィルタ50〜53の入口から入り、フィル
タ内側から外側へと流れていく。そして排気に含まれて
いる微粒子はこのフィルタ50〜53によって捕集される。
【００１３】排気通路10が二股に分岐する位置より上流
には排気圧力Ｐを検知するセンサ80が設けられ、またエ
ンジンの回転数Ｎｅ、及び負荷に相当するコントロール
レバー開度Ｃ／Ｌを検知する図示しないセンサが設けら
れている。各センサの信号はコントロールユニット（以
後、Ｃ／Ｕと記す）90に導かれる。Ｃ／Ｕ90には、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等が内蔵されている。再生動作を行うか否か
は、センサ80で検出された排気圧力Ｐを、エンジンの回
転数Ｎｅ、及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌに基づい
て予め設定された閾値Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）と比較して
判断されるが、その排気圧力閾値Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）
は前記ＲＯＭにマップとして記憶されている。またＣ／
Ｕ90内のＲＯＭには各センサの信号に基づいて各排気開
閉弁70、71及びヒータ通電の制御を行うためのソフトウ
ェアが内蔵されている。
には排気圧力Ｐを検知するセンサ80が設けられ、またエ
ンジンの回転数Ｎｅ、及び負荷に相当するコントロール
レバー開度Ｃ／Ｌを検知する図示しないセンサが設けら
れている。各センサの信号はコントロールユニット（以
後、Ｃ／Ｕと記す）90に導かれる。Ｃ／Ｕ90には、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等が内蔵されている。再生動作を行うか否か
は、センサ80で検出された排気圧力Ｐを、エンジンの回
転数Ｎｅ、及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌに基づい
て予め設定された閾値Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）と比較して
判断されるが、その排気圧力閾値Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）
は前記ＲＯＭにマップとして記憶されている。またＣ／
Ｕ90内のＲＯＭには各センサの信号に基づいて各排気開
閉弁70、71及びヒータ通電の制御を行うためのソフトウ
ェアが内蔵されている。
【００１４】次に図３のフローチャート、及び図４に沿
って再生動作を説明する。尚、図４は距離ｘ0 でスター
トしてフィルタ50〜53の再生動作を行った場合の走行距
離（横軸）と各フィルタの微粒子の堆積量の推移（横
軸）を示した図であり、このルーチンは各フィルタ50〜
53の再生が行われる毎に実行される。また図に示すよう
に、再生を行うフィルタの選択順序は、再生が同じ分岐
通路中で連続して行われることがないように予め設定さ
れており、フィルタ50→52→51→53→50…となってい
る。
って再生動作を説明する。尚、図４は距離ｘ0 でスター
トしてフィルタ50〜53の再生動作を行った場合の走行距
離（横軸）と各フィルタの微粒子の堆積量の推移（横
軸）を示した図であり、このルーチンは各フィルタ50〜
53の再生が行われる毎に実行される。また図に示すよう
に、再生を行うフィルタの選択順序は、再生が同じ分岐
通路中で連続して行われることがないように予め設定さ
れており、フィルタ50→52→51→53→50…となってい
る。
【００１５】まず、走行距離ｘ1 になった時、このルー
チンがスタートし、再生が開始される。ステップ（図中
では「Ｓ」と記してあり、以下同様とする）１では、再
生開始時であるので、今現在再生中でないと判断してス
テップ２に進む。ステップ２では、エンジン回転数Ｎ
ｅ、エンジンの負荷を表す燃料噴射ポンプのコントロー
ルレバー開度Ｃ／Ｌ、及びフィルタ上流の圧力Ｐを読み
込む。
チンがスタートし、再生が開始される。ステップ（図中
では「Ｓ」と記してあり、以下同様とする）１では、再
生開始時であるので、今現在再生中でないと判断してス
テップ２に進む。ステップ２では、エンジン回転数Ｎ
ｅ、エンジンの負荷を表す燃料噴射ポンプのコントロー
ルレバー開度Ｃ／Ｌ、及びフィルタ上流の圧力Ｐを読み
込む。
【００１６】ステップ３では、エンジン回転数Ｎｅとコ
ントロールレバー開度Ｃ／Ｌにより予め設定された値Ｐ
t （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）をマップから読み込む。ステップ４
では、排気圧力Ｐと排気圧力閾値Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）
とを比較する。Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）＜Ｐである時に
は、フィルタ50〜53には、まだ再生動作を行うほど多量
の微粒子が堆積していないと判断し、このルーチンを終
了させる。
ントロールレバー開度Ｃ／Ｌにより予め設定された値Ｐ
t （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）をマップから読み込む。ステップ４
では、排気圧力Ｐと排気圧力閾値Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）
とを比較する。Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）＜Ｐである時に
は、フィルタ50〜53には、まだ再生動作を行うほど多量
の微粒子が堆積していないと判断し、このルーチンを終
了させる。
【００１７】また、Ｐt （Ｎｅ、Ｃ／Ｌ）≧Ｐとなった
時には、フィルタ50〜53に多量の微粒子が堆積し再生が
必要であると判断され、ステップ４→５に進み、再生動
作に入る。ステップ５では、再生フラグをオンにする。
ステップ６では、前回再生時に予め記憶されている前回
の再生フィルタデータを読み込む。
時には、フィルタ50〜53に多量の微粒子が堆積し再生が
必要であると判断され、ステップ４→５に進み、再生動
作に入る。ステップ５では、再生フラグをオンにする。
ステップ６では、前回再生時に予め記憶されている前回
の再生フィルタデータを読み込む。
【００１８】ステップ７では、前回再生したフィルタに
対し、今回再生するフィルタを選択する。スタートして
から最初に再生が行われる走行距離ｘ1 では、フィルタ
50が選択される。次にステップ８では、選択されたフィ
ルタと直列の排気開閉弁70を閉じ、ヒータ30への通電を
開始する。これにより分岐通路20は塞がれてフィルタ50
に堆積した微粒子は加熱されて燃焼する。この間、排気
開閉弁70で分岐通路20を塞いでも排気開閉弁70からもれ
る排気の大半は、再生を行うまで微粒子が堆積していな
いフィルタ51を通ることになり、またもう一方の排気開
閉弁71も開弁しているので分岐通路21内の流体抵抗も小
さくなっており、圧損は低くなっている。
対し、今回再生するフィルタを選択する。スタートして
から最初に再生が行われる走行距離ｘ1 では、フィルタ
50が選択される。次にステップ８では、選択されたフィ
ルタと直列の排気開閉弁70を閉じ、ヒータ30への通電を
開始する。これにより分岐通路20は塞がれてフィルタ50
に堆積した微粒子は加熱されて燃焼する。この間、排気
開閉弁70で分岐通路20を塞いでも排気開閉弁70からもれ
る排気の大半は、再生を行うまで微粒子が堆積していな
いフィルタ51を通ることになり、またもう一方の排気開
閉弁71も開弁しているので分岐通路21内の流体抵抗も小
さくなっており、圧損は低くなっている。
【００１９】ステップ10では、通電時間をカウントす
る。通電時間が所定時間となるまでは、ステップ11でこ
のルーチンを終了し、スタートに戻った時には、ステッ
プ１→10へと進み、通電時間がカウントされ、通電が続
けられる。通電時間が所定時間になった時、ステップ12
に進み、ヒータ30への通電を終了する。
る。通電時間が所定時間となるまでは、ステップ11でこ
のルーチンを終了し、スタートに戻った時には、ステッ
プ１→10へと進み、通電時間がカウントされ、通電が続
けられる。通電時間が所定時間になった時、ステップ12
に進み、ヒータ30への通電を終了する。
【００２０】そしてステップ13で通電時間をリセット
し、閉じていた排気開閉弁70をステップ14で開弁する。
これによりフィルタ50に堆積した微粒子は完全に燃焼
し、走行距離ｘ1 では、点線で示すように、微粒子の堆
積量ｙ0 が略堆積量０となり、フィルタ50は確実に再生
される。
し、閉じていた排気開閉弁70をステップ14で開弁する。
これによりフィルタ50に堆積した微粒子は完全に燃焼
し、走行距離ｘ1 では、点線で示すように、微粒子の堆
積量ｙ0 が略堆積量０となり、フィルタ50は確実に再生
される。
【００２１】ステップ15では、次にフィルタを再生する
時、即ち、フィルタ52を再生する時に備え、今回再生し
たフィルタ50を記憶する。ステップ16では、再生フラグ
をオフにして、フィルタ50の再生動作を終了する。この
ようにして夫々走行距離ｘ2 、ｘ3 、ｘ4 において、フ
ィルタ52、51、53の再生が行われ、各フィルタに堆積し
た微粒子は燃焼除去される。そして走行距離ｘ4 で全て
のフィルタ50〜53の再生動作が一巡することになる。
時、即ち、フィルタ52を再生する時に備え、今回再生し
たフィルタ50を記憶する。ステップ16では、再生フラグ
をオフにして、フィルタ50の再生動作を終了する。この
ようにして夫々走行距離ｘ2 、ｘ3 、ｘ4 において、フ
ィルタ52、51、53の再生が行われ、各フィルタに堆積し
た微粒子は燃焼除去される。そして走行距離ｘ4 で全て
のフィルタ50〜53の再生動作が一巡することになる。
【００２２】次に、走行距離ｘ5 になった時には、前回
の再生フィルタデータであるフィルタ53が読み込まれ
（ステップ６）、フィルタ50が選択され（ステップ
７）、再びフィルタ50の再生が行われる。フィルタの再
生順序がフィルタ50→52→51→53→50となっているの
で、走行距離ｘ5 では、各フィルタ50〜53における微粒
子の堆積量は、例えばｙ4 ＜ｙ2 ＜ｙ3 ＜ｙ1 となり、
微粒子捕集量は常に各フィルタ50〜53で夫々異なる状態
となっている。即ち、同じ分岐通路20内にあるフィルタ
51の微粒子の堆積量はフィルタ４本中で２番目に微粒子
の捕集量が少ない状態になっており、分岐通路20、21内
では、微粒子堆積量が大きいフィルタと小さいフィルタ
とが組み合わされるようになっている。したがって、排
気開閉弁70で分岐通路20を塞いでも、やはり排気開閉弁
70からもれる排気の大半はフィルタ51を通ることにな
り、さらにもう一方の分岐通路71のフィルタ53は、フィ
ルタ50の直前に再生を行ったフィルタであるので、圧損
の増加が大幅に抑制される。
の再生フィルタデータであるフィルタ53が読み込まれ
（ステップ６）、フィルタ50が選択され（ステップ
７）、再びフィルタ50の再生が行われる。フィルタの再
生順序がフィルタ50→52→51→53→50となっているの
で、走行距離ｘ5 では、各フィルタ50〜53における微粒
子の堆積量は、例えばｙ4 ＜ｙ2 ＜ｙ3 ＜ｙ1 となり、
微粒子捕集量は常に各フィルタ50〜53で夫々異なる状態
となっている。即ち、同じ分岐通路20内にあるフィルタ
51の微粒子の堆積量はフィルタ４本中で２番目に微粒子
の捕集量が少ない状態になっており、分岐通路20、21内
では、微粒子堆積量が大きいフィルタと小さいフィルタ
とが組み合わされるようになっている。したがって、排
気開閉弁70で分岐通路20を塞いでも、やはり排気開閉弁
70からもれる排気の大半はフィルタ51を通ることにな
り、さらにもう一方の分岐通路71のフィルタ53は、フィ
ルタ50の直前に再生を行ったフィルタであるので、圧損
の増加が大幅に抑制される。
【００２３】このようにして順次、フィルタ50〜53の再
生が行われていく。尚、ステップ７が再生順序設定手
段、ステップ８〜14が制御手段に相当する。かかる構成
によれば、フィルタの再生動作を同じ分岐通路中で連続
して行うことがないように順次フィルタ50〜53を１つず
つ再生することにより、フィルタの微粒子捕集量は常に
各フィルタで夫々異なる状態となり、しかも分岐通路2
0、21内では、微粒子堆積量が大きいフィルタと小さい
フィルタとが組み合わされるようになっている。したが
ってフィルタを再生する時には、同じ分岐通路内のフィ
ルタが４本中２番目に捕集量が少ない状態になるので、
塞いだ排気開閉弁からもれる排気の大半はそのフィルタ
を通ることになり、比較的もれの多い排気開閉弁を用い
ても確実に再生を行うことが可能となり、排気開閉弁と
してもれが多少大きくても安価なものを使用することが
出来、コストが低減する。そして排気開閉弁は分岐通路
毎に備えればよいので、少ない排気開閉弁で装置を構成
することが出来、システムを簡素化、小型化出来る。
生が行われていく。尚、ステップ７が再生順序設定手
段、ステップ８〜14が制御手段に相当する。かかる構成
によれば、フィルタの再生動作を同じ分岐通路中で連続
して行うことがないように順次フィルタ50〜53を１つず
つ再生することにより、フィルタの微粒子捕集量は常に
各フィルタで夫々異なる状態となり、しかも分岐通路2
0、21内では、微粒子堆積量が大きいフィルタと小さい
フィルタとが組み合わされるようになっている。したが
ってフィルタを再生する時には、同じ分岐通路内のフィ
ルタが４本中２番目に捕集量が少ない状態になるので、
塞いだ排気開閉弁からもれる排気の大半はそのフィルタ
を通ることになり、比較的もれの多い排気開閉弁を用い
ても確実に再生を行うことが可能となり、排気開閉弁と
してもれが多少大きくても安価なものを使用することが
出来、コストが低減する。そして排気開閉弁は分岐通路
毎に備えればよいので、少ない排気開閉弁で装置を構成
することが出来、システムを簡素化、小型化出来る。
【００２４】また再生中、再生直前の圧損を大幅に抑制
することができ運転性の悪化を大幅に軽減できるととも
に、再生するフィルタに流入する排気流量を抑制できる
ことから、ヒータ電力を削減することが可能となり、車
載バッテリの大幅な増強をしなくても済む。さらに、あ
るフィルタを再生する場合、そのケース内のもう１つの
フィルタ、及び再生するフィルタを含まない側の分岐通
路内のフィルタの微粒子捕集状態の相対的関係が略同等
になり、どのフィルタを再生する場合でも、再生される
フィルタの微粒子捕集量と、そこに流れる排気流量が略
一定となるため、各フィルタ間でバラツキのない均一な
再生が可能となる。
することができ運転性の悪化を大幅に軽減できるととも
に、再生するフィルタに流入する排気流量を抑制できる
ことから、ヒータ電力を削減することが可能となり、車
載バッテリの大幅な増強をしなくても済む。さらに、あ
るフィルタを再生する場合、そのケース内のもう１つの
フィルタ、及び再生するフィルタを含まない側の分岐通
路内のフィルタの微粒子捕集状態の相対的関係が略同等
になり、どのフィルタを再生する場合でも、再生される
フィルタの微粒子捕集量と、そこに流れる排気流量が略
一定となるため、各フィルタ間でバラツキのない均一な
再生が可能となる。
【００２５】尚、実施例では、フィルタにセラミック繊
維フィルタを用いたが、これに限らず、例えばセラミッ
クフォームフィルタ、メタルフォームフィルタ等を使用
してもよい。また再生時期の検知方法は前記フィルタ上
流の圧力による方法に限らず、走行距離による方法、エ
ンジンの運転状態から推測した微粒子排出量の積算値に
よる方法等であってもよい。
維フィルタを用いたが、これに限らず、例えばセラミッ
クフォームフィルタ、メタルフォームフィルタ等を使用
してもよい。また再生時期の検知方法は前記フィルタ上
流の圧力による方法に限らず、走行距離による方法、エ
ンジンの運転状態から推測した微粒子排出量の積算値に
よる方法等であってもよい。
【００２６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の構成では、
フィルタの再生を、設定された分岐通路の順番にしたが
って、１つの分岐通路につきフィルタ１つずつ順次行
い、このフィルタ再生動作を全てのフィルタについて一
巡させるようにしたので、各分岐通路内において全フィ
ルタのうち相対的に微粒子堆積量の大きいフィルタと小
さいフィルタとが組み合わされることになり、フィルタ
を再生する時、塞いだ開閉手段からもれる排気の大半は
同じ分岐通路内の流体抵抗が小さいフィルタを通ること
になり、比較的もれの多い開閉手段を用いても確実に再
生を行うことができる。また開閉手段で分岐通路を塞い
でも、他の分岐通路は開かれ、且つそれらの各分岐通路
内に夫々微粒子堆積量の小さいフィルタを含んでいるの
で、圧損の増加は最小限に抑えられ運転性の悪化を軽減
できるとともに、再生するフィルタに流入する排気流量
を抑制できることから、ヒータ電力を削減することがで
きる。
フィルタの再生を、設定された分岐通路の順番にしたが
って、１つの分岐通路につきフィルタ１つずつ順次行
い、このフィルタ再生動作を全てのフィルタについて一
巡させるようにしたので、各分岐通路内において全フィ
ルタのうち相対的に微粒子堆積量の大きいフィルタと小
さいフィルタとが組み合わされることになり、フィルタ
を再生する時、塞いだ開閉手段からもれる排気の大半は
同じ分岐通路内の流体抵抗が小さいフィルタを通ること
になり、比較的もれの多い開閉手段を用いても確実に再
生を行うことができる。また開閉手段で分岐通路を塞い
でも、他の分岐通路は開かれ、且つそれらの各分岐通路
内に夫々微粒子堆積量の小さいフィルタを含んでいるの
で、圧損の増加は最小限に抑えられ運転性の悪化を軽減
できるとともに、再生するフィルタに流入する排気流量
を抑制できることから、ヒータ電力を削減することがで
きる。
【図１】 本発明の構成を示す図。
【図２】 本発明の一実施例の構成を示す図。
【図３】 図２のコントロールユニットの動作を示すフ
ローチャート。
ローチャート。
【図４】 図２の構成において微粒子の堆積量の推移を
示す図。
示す図。
10 排気通路 20、21 分岐通路 30〜33 ヒータ 50〜53 フィルタ 70、71 排気開閉弁 80 排気圧力センサ 90 コントロールユニット（Ｃ／Ｕ）
Claims (1)
- 【請求項１】内燃機関の排気通路を複数に分岐し、各分
岐通路内に、前記機関から排出される微粒子を捕集する
と共に、捕集した微粒子を燃焼除去するためのヒータを
備えた複数のフィルタを並列に設け、該フィルタの再生
時に当該分岐通路を塞ぐ開閉可能な開閉手段を備えた内
燃機関の排気浄化装置において、前記フィルタの再生順
序として、１つの分岐通路の開閉手段を閉じて該分岐通
路中の１つのヒータに通電してフィルタを再生し、再生
を完了した後にヒータへの通電を停止して開閉手段を開
けるフィルタ再生動作を、設定された分岐通路の順番に
したがって分岐通路毎に１つずつ、かつ各フィルタの再
生時期になる毎に行い、全ての分岐通路内の１つのフィ
ルタの再生を終了後、同様にして前記設定された分岐通
路の順番にしたがって残るフィルタを１つずつ再生して
いき、該フィルタ再生動作を全てのフィルタについて一
巡させるように設定する再生順序設定手段と、前記各フ
ィルタの再生時期になる毎に、再生順序設定手段で設定
された再生順序に従って前記開閉手段の開閉動作、及び
ヒータへの通電を制御する制御手段と、を備えたことを
特徴とする内燃機関の排気浄化装置。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5054032A JP3024420B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| DE4408763A DE4408763C2 (de) | 1993-03-15 | 1994-03-15 | Vorrichtung zur Abgasreinigung für einen Verbrennungsmotor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5054032A JP3024420B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06264714A JPH06264714A (ja) | 1994-09-20 |
| JP3024420B2 true JP3024420B2 (ja) | 2000-03-21 |
Family
ID=12959254
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5054032A Expired - Fee Related JP3024420B2 (ja) | 1993-03-15 | 1993-03-15 | 内燃機関の排気浄化装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3024420B2 (ja) |
| DE (1) | DE4408763C2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4431568B4 (de) * | 1994-09-05 | 2004-04-08 | Deutz Ag | Partikelfilter |
| DE10142804A1 (de) * | 2000-10-17 | 2002-08-08 | Bosch Gmbh Robert | Abgasreinigungsanlage und Verfahren zur Abgasreinigung |
| AT6784U3 (de) * | 2004-01-13 | 2004-09-27 | Friedrich J Dipl Ing Zucker | Abgasfilter |
| JP5632649B2 (ja) * | 2010-05-13 | 2014-11-26 | 株式会社 Ａｃｒ | 排気ガス浄化装置の制御装置 |
| CN113649387A (zh) * | 2021-06-28 | 2021-11-16 | 安徽协和成药业饮片有限公司 | 一种中药加工车间用的除尘换气设备 |
Family Cites Families (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS56115808A (en) * | 1980-02-15 | 1981-09-11 | Nippon Soken Inc | Carbon particle cleanup device for internal combustion engine |
| JPS5920513A (ja) * | 1982-07-23 | 1984-02-02 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の粒子排出防止方法及び装置 |
| GB8605058D0 (en) * | 1986-02-28 | 1986-04-09 | Porous Element Heating Ltd | Removal of particulate material from gas |
-
1993
- 1993-03-15 JP JP5054032A patent/JP3024420B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1994
- 1994-03-15 DE DE4408763A patent/DE4408763C2/de not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE4408763C2 (de) | 1998-04-09 |
| DE4408763A1 (de) | 1994-09-22 |
| JPH06264714A (ja) | 1994-09-20 |
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