JP3557709B2 - 内燃機関の排気微粒子捕集用トラップの再生装置及びその 再生時期検出方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は内燃機関の排気ガス中に含まれる微粒子捕集用トラップ装置のフィルタの目詰まりを検出し、フィルタの再生を行う装置とその再生時期検出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、微粒子捕集用トラップ装置のフィルタの再生時期の決定方法としては、フィルタの上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との差圧、又は上流側圧力を測定し、この値が所定値以上になったときに目詰まりと判断し微粒子捕集用トラップ装置のフィルタの再生時期とする方法が特開昭５６−１１５８０６号に開示されている。これらの圧力測定方法では排気ガス量の変動やＥＧＲの有無により検出圧力が異なるため、フィルタの目詰まりを正確に判断することができず、再生が遅れて排圧の異常上昇による運転性の悪化を招いたり、再生が早すぎることにより、バ−ナ式の再生装置においてはバ−ナ燃料の無駄な消費、電気ヒ−タ式の再生装置においては再生電力の無駄な消費を招いたりする問題点があった。
【０００３】
上記のような問題点を解決するため特開昭５９−１２６０１８号には、フィルタの上流側の排気圧力（Ｐ１）と下流側の排気圧力（Ｐ２）との差圧（△Ｐ＝Ｐ１−Ｐ２）とフィルタ上流側の圧力との比（△Ｐ／Ｐ１）、又はフィルタの上流側の排気圧力と下流側の排気圧力との比（Ｐ２／Ｐ１）がフィルタ捕集量に比例することに着目し、△Ｐ／Ｐ１又はＰ２／Ｐ１が所定値以上のときバ−ナを作動させる制御装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記特開昭５９−１２６０１８号に記載された制御装置は、排気ガス量の変動やＥＧＲの有無による検出圧力の相違があっても圧力の比を演算しているため再生時期の遅れや、早すぎはない装置であるが、圧力の非常に低い微粒子捕集用トラップ装置のフィルタの下流側圧力を測定する必要があり精度の非常に優れた圧力センサを必要とする。又、エンジン回転の低い領域ではさらに低い圧力となるためセンサによる検出圧力が不安定となり、再生時期を誤判定するという問題があった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
前記問題点を解決するため、本発明は、内燃機関の排気マニホ−ルド又はその近傍の排圧（Ｐｍ）を検出する第１の検出手段と、排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力（Ｐｆ）を検出する第２の検出手段とを有し、前記第１の検出手段と第２の検出手段とにより検出されたそれぞれの圧力を用い演算式Ｐｆ／（Ｐｍ−Ｐｆ）の演算を行い、該演算結果が所定値を越えた場合、前記排気微粒子捕集用トラップのフィルタ再生動作を行うことを特徴とする排気微粒子捕集用トラップの再生装置、又は、内燃機関の排気マニホ−ルド又はその近傍の排圧（Ｐｍ）と、排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力（Ｐｆ）とを検出し、それぞれの圧力を用い演算式Ｐｆ／（Ｐｍ−Ｐｆ）の演算を行い、前記排気微粒子捕集用トラップのフィルタの微粒子捕集量を検知することを特徴とする排気微粒子捕集用トラップの再生時期検出方法が提供される。
【０００６】
【作用】
本発明は、内燃機関の排気マニホ−ルド又はその近傍の排圧（Ｐｍ）と排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力とを検出するので、被検出圧力が高くなるので排気微粒子捕集用トラップのフィルタの出口の圧力を検出するのに比較し精度の劣るセンサを使用することができる。さらに、排圧の低いエンジン低回転域でも安定した圧力検出を行うことができる。
【０００７】
【実施例】
次に本発明の一実施例を図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の実施例の構成図である。本図において、１は内燃機関で、２はその内燃機関の排気マニホ−ルドを示している。３は排気管で、４は微粒子捕集用トラップ装置であり、その内部には微粒子捕集用フィルタ５と図示しないが再生用電気ヒ−タとが設置されている。内燃機関１の排気ガスは排気マニホ−ルド２から排気管３を経由して微粒子捕集用トラップ装置４に排出される。
６は前記排気マニホ−ルド２に設置され排圧（Ｐｍ）を検出する圧力センサであり、７は前記排気管３の微粒子捕集用トラップ装置４の近傍に設置された微粒子捕集用トラップ装置のフィルタ入口の圧力を検出する圧力センサである。圧力センサ６、７は圧電素子等の圧力を電気信号に変換する変換素子を使用したものである。微粒子捕集用トラップ装置４のフィルタ５の微粒子捕集量が増加してもＰｍとＰｆの差は変らず、一定である。これらの圧力Ｐｆ及び差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）は排気ガス流量に対し２次関数的に増加するが、Ｐｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比をとることにより排気ガス流量の項を取り除くことができ、Ｐｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比はフィルタ５の微粒子捕集量に比例する。従って、予めフィルタ５の微粒子捕集量と、Ｐｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）の比との関係を実験的に測定し、再生すべき微粒子捕集量に対するＰｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比を設定しておき、Ｐｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比がその設定値以上になったときに再生処理を行うことにより最適条件で再生処理ができる。
【０００８】
８は前記圧力センサ６及び７の信号を入力とし再生用電気ヒ−タを制御する制御装置で、本実施例ではマイクロコンピュ−タ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びＩ／Ｏから構成される周知の装置である。又、制御装置は内燃機関１の燃料噴射制御装置を利用することもできる。制御装置８は処理プログラムがＲＯＭに記憶されておりそのプログラムに従って圧力センサ６、７の信号の取り込み、演算処理、フィルタ再生指示等の処理を行う。また、ＲＯＭには前記再生すべき微粒子捕集量に対するＰｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比（設定値）も記憶されている。
９は再生用電気ヒ−タの端子を表している。
【０００９】
では、制御装置８のＲＯＭに記憶される制御プログラムについて図２を基に説明する。図２は制御のフロ−を示す図でありプログラムそのものではない。
まず、制御プログラムがスタ−トすると圧力センサ６及び７の信号を取り込む（Ｐｍ取り込み、Ｐｆ取り込み）、次にこれらの値を用いてフィルタ入口圧力（Ｐｆ）と差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比が演算される。この演算結果と前記のＲＯＭに記憶されている再生すべき微粒子捕集量に対するＰｆと差圧（Ｐｍ−Ｐｆ）との比（設定値）とが比較され、演算結果が大きい場合はフィルタの捕集量が再生すべき量に達したものと判断しフィルタの再生処理、本実施例の場合は電気ヒ−タに電力を供給するように指示を出力し、その処理が終了したらプログラムのスタ−トに戻る。一方、前記の演算結果が設定値よりも小さい場合はフィルタの捕集量が再生すべき量に達していないと判断しプログラムのスタ−トに戻る。
【００１０】
以上、本発明を上述の実施例を用いて説明したが、本発明の主旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらの変形を本発明の範囲から排除するものではない。例として、上述の実施例では再生装置として電気ヒ−タ式を例に説明したがバーナ式であっても同様な制御が出来るものであり、又制御装置としてマイクロコンピュ−タを使用したものを実施例としたが、比較器や演算増幅器等の組み合わせで実施可能なことは明白である。
【００１１】
【発明の効果】
本発明は、内燃機関の排気マニホ−ルド又はその近傍の排圧（Ｐｍ）と排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力（Ｐｆ）とを検出するので、排気微粒子捕集用トラップのフィルタの出口の圧力を検出するのに比較し被検出圧力が高くなるので排気微粒子捕集用トラップのフィルタの出口の圧力を検出するのに比較し精度の劣るセンサを使用することができ、排圧の低いエンジン低回転域でも安定した圧力検出を行うことができる。又、排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力（Ｐｆ）と、排圧（Ｐｍ）と排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力（Ｐｆ）との差圧と、の比を演算してフィルタの微粒子捕集量を決定しているのでエンジン回転数、すなわち排気ガス流量に影響されないでフィルタの微粒子捕集量を求めることができるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の全体構成図である。
【図２】本発明の一実施例の制御フロ−を示す図である。
【符号の説明】
１…内燃機関、２…排気マニホ−ルド、３…排気管
４…微粒子捕集用トラップ装置、５…フィルタ
６…圧力センサ、７…圧力センサ
８…制御装置、９…再生用電気ヒ−タ端子

Claims (2)

1. 内燃機関の排気マニホ−ルド又はその近傍の排圧を検出する第１の検出手段と、排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力を検出する第２の検出手段とを有し、前記第１の検出手段と第２の検出手段とにより検出されたそれぞれの圧力を用い所定の演算式で演算し、該演算結果が所定値を越えた場合、前記排気微粒子捕集用トラップのフィルタ再生動作を行うことを特徴とする排気微粒子捕集用トラップの再生装置。
2. 内燃機関の排気マニホ−ルド又はその近傍の排圧と、排気微粒子捕集用トラップのフィルタの入口の圧力とを検出し、それぞれの圧力を用い所定の演算式で演算し、前記排気微粒子捕集用トラップのフィルタの微粒子捕集量を検知することを特徴とする排気微粒子捕集用トラップの再生時期検出方法。

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