JP6062799B2 - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents
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- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
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Description
PD=A1・QPM+(B1+C1)
PD=A1・QPM+B1
PD=Ai・QPM+(Bi+Ci)
PD=Ai・QPM+Bi
図12及び図13を参照すると、ステップ100ではパティキュレートフィルタ24の圧力差PDが上限値UPDよりも大きいか否かが判別される。PD>UPDのときには次いでステップ101に進み、PM除去制御が行われる。すなわち、パティキュレートフィルタ24の温度TFの目標値TTFがPM除去温度TPMに設定される。図1に示される実施例では、パティキュレートフィルタ24の実際の温度が目標値TTFになるようにパティキュレートフィルタ24の温度が制御される。続くステップ102では粒子状物質堆積量QPMが下限値LQPMよりも小さいか否かが判別される。粒子状物質堆積量QPMは図14に示されるルーチンにおいて算出される。QPM≧LQPMのときにはステップ101に戻る。QPM<LQPMのときには次いでステップ103に進む。したがって、PM除去制御が終了される。ステップ101においてPD≦UPDのときには処理サイクルを終了する。この場合、PM除去制御が行われない。
図14を参照すると、ステップ110では増大分qPMiが図4Aのマップから算出される。続くステップ111では減少分qPMdが図4Bのマップから算出される。続くステップ112では粒子状物質堆積量QPMが算出される(QPM=QPM+qPMi−qPMd)。
図15を参照すると、ステップ121では圧力差PDが読み込まれる。続くステップ122では粒子状物質量QPMが読み込まれる。続くステップ123では、PM除去制御が実行から停止に切り換わったか否かが判別される。PM除去制御が実行から停止に切り換わっていないときには次いでステップ124に進み、PM除去制御が停止から実行に切り換わったか否かが判別される。PM除去制御が停止から実行に切り換わっていないときには処理サイクルを終了する。PM除去制御が停止から実行に切り換わったとき、すなわち圧力差PD及び粒子状物質堆積量QPMのi回目の増大作用が終了したときには、ステップ125に進み、i回目の増大作用の曲線CTiの漸近線ASTiが決定される。次いで、PM除去制御が実行から停止に切り換わったとき、すなわち圧力差PD及び粒子状物質堆積量QPMのi回目の減少作用が終了したときには、ステップ123からステップ126に進み、i回目の減少作用の曲線CRiの漸近線ASRiが決定される。続くステップ127では切片の差Ciが算出される。続くステップ128では比Rが算出される(R=Ci/C1)。続くステップ129ではパラメータiが1だけインクリメントされる(i=i+1)。なお、パラメータiは機関運転が初めて行われるときに1にセットされる。
図16はパティキュレートフィルタ24の温度TFの変化の一例を示している。例えば加速運転が長時間にわたって行われると、高温の排気ガスが長時間にわたってパティキュレートフィルタ24内に流入し、パティキュレートフィルタ24の温度TFが減容温度TVR以上に高くなる場合がある。このようにパティキュレートフィルタ24の温度TFが減容温度TVR以上であると、パティキュレートフィルタ24上のアッシュの容積が減少する。したがって、パティキュレートフィルタ24の温度TFが頻繁に減容温度TVR以上になるような機関運転状態では、減容制御を行わなくてもアッシュの容積が十分に減少されることになる。むしろ、このとき減容制御を行なってもアッシュの容積を更に減少させるのは困難であり、エネルギを有効利用することができない。
図17及び図18を参照すると、ステップ100ではパティキュレートフィルタ24の圧力差PDが上限値UPDよりも大きいか否かが判別される。PD>UPDのときには次いでステップ101に進み、PM除去制御が行われる。すなわち、パティキュレートフィルタ24の温度TFの目標値TTFがPM除去温度TPMに設定される。続くステップ102では粒子状物質堆積量QPMが下限値LQPMよりも小さいか否かが判別される。粒子状物質堆積量QPMは図14に示されるルーチンにおいて算出される。QPM≧LQPMのときにはステップ101に戻る。QPM<LQPMのときには次いでステップ103に進む。したがって、PM除去制御が終了される。ステップ101においてPD≦UPDのときには処理サイクルを終了する。この場合、PM除去制御が行われない。ステップ103では比Rが下限値LRよりも小さいか否かが判別される。比Rは図15に示されるルーチンにおいて算出される。R<LRのときには次いでステップ104に進み、PM除去制御に引き続いて移動促進制御が行われる。すなわち、パティキュレートフィルタ24の温度TFの目標値TTFが移動促進温度TTPに設定される。続くステップ105ではパティキュレートフィルタ24の温度TFが移動促進温度TTPに一定時間ΔtTPだけ保持されたか否かが判別される。パティキュレートフィルタ24の温度TFが移動促進温度TTPに一定時間ΔtTPだけ保持されていないときにはステップ104に戻る。パティキュレートフィルタ24の温度TFが移動促進温度TTPに一定時間ΔtTPだけ保持されたときにはステップ106aに進む。したがって、移動促進制御が終了される。ステップ103においてR≧LRのときには処理サイクルを終了する。この場合、移動促進制御が行われない。
図19を参照すると、ステップ120では現時点が計測期間の開始点であるか否か、すなわちカウンタ値CVRの算出を開始すべきか否かが判別される。現時点が計測期間の開始点であるときには次いでステップ121に進み、カウンタ値CVRがクリアされる(CVR=0)。次いでステップ122に進む。これに対し、現時点が計測期間の開始点でないとき、すなわちカウンタ値CVRの算出を継続すべきときにはステップ120からステップ122にジャンプする。ステップ122ではパティキュレートフィルタ24の温度TFが減容温度TVR以上か否かが判別される。TF≧TVRのときにはステップ123に進み、カウンタ値CVRが1だけインクリメントされる。これに対し、TF<TVRのときには処理サイクルを終了する。すなわち、カウンタ値CVRが保持される。
上述したように、減容制御が行われるとパティキュレートフィルタ24上のアッシュの容積が減少され、パティキュレートフィルタ24の性能が回復ないし向上される。しかしながら、例えばパティキュレートフィルタ24上のアッシュの量が比較的多くなったときには、減容制御を行なってもパティキュレートフィルタ24の性能が回復ないし向上されるのが困難となる。このような場合に減容制御を行うと、エネルギを有効利用することができない。
図21及び図22を参照すると、ステップ100ではパティキュレートフィルタ24の圧力差PDが上限値UPDよりも大きいか否かが判別される。PD>UPDのときには次いでステップ101に進み、PM除去制御が行われる。すなわち、パティキュレートフィルタ24の温度TFの目標値TTFがPM除去温度TPMに設定される。続くステップ102では粒子状物質堆積量QPMが下限値LQPMよりも小さいか否かが判別される。粒子状物質堆積量QPMは図14に示されるルーチンにおいて算出される。QPM≧LQPMのときにはステップ101に戻る。QPM<LQPMのときには次いでステップ103に進む。したがって、PM除去制御が終了される。ステップ101においてPD≦UPDのときには処理サイクルを終了する。この場合、PM除去制御が行われない。ステップ103では比Rが下限値LRよりも小さいか否かが判別される。比Rは図15に示されるルーチンにおいて算出される。R<LRのときには次いでステップ104に進み、PM除去制御に引き続いて移動促進制御が行われる。すなわち、パティキュレートフィルタ24の温度TFの目標値TTFが移動促進温度TTPに設定される。続くステップ105ではパティキュレートフィルタ24の温度TFが移動促進温度TTPに一定時間ΔtTPだけ保持されたか否かが判別される。パティキュレートフィルタ24の温度TFが移動促進温度TTPに一定時間ΔtTPだけ保持されていないときにはステップ104に戻る。パティキュレートフィルタ24の温度TFが移動促進温度TTPに一定時間ΔtTPだけ保持されたときにはステップ106bに進む。したがって、移動促進制御が終了される。ステップ103においてR≧LRのときには処理サイクルを終了する。この場合、移動促進制御が行われない。
21 排気管
24 パティキュレートフィルタ
26 圧力差センサ
71i 排気ガス流入通路
71o 排気ガス流出通路
72 隔壁
Claims (10)
- 排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、パティキュレートフィルタを移動促進温度まで昇温することにより排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、移動促進温度よりも高い減容温度までパティキュレートフィルタを昇温することによりパティキュレートフィルタ上のアッシュの容積を低減する減容制御を行う減容手段と、を具備し、
移動促進制御に引き続いて減容制御が行われ、
移動促進制御が終了したときのパティキュレートフィルタの性能が許容下限よりも低いか否かが判別され、該性能が許容下限よりも低いと判別されたときには移動促進制御に引き続いて減容制御が行われ、該性能が許容下限よりも高いと判別されたときには減容制御が行われない、
内燃機関の排気浄化装置。 - あらかじめ定められた計測期間においてパティキュレートフィルタの温度が減容温度以上になっている時間の積算時間が上限時間よりも短いか否かが判別され、該積算時間が上限時間よりも短いと判別されたときには移動促進制御に引き続いて減容制御が行われ、該積算時間が上限時間よりも長いと判別されたときには減容制御が行われない、請求項1に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、パティキュレートフィルタを移動促進温度まで昇温することにより排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、移動促進温度よりも高い減容温度までパティキュレートフィルタを昇温することによりパティキュレートフィルタ上のアッシュの容積を低減する減容制御を行う減容手段と、を具備し、
移動促進制御に引き続いて減容制御が行われ、
あらかじめ定められた計測期間においてパティキュレートフィルタの温度が減容温度以上になっている時間の積算時間が上限時間よりも短いか否かが判別され、該積算時間が上限時間よりも短いと判別されたときには移動促進制御に引き続いて減容制御が行われ、該積算時間が上限時間よりも長いと判別されたときには減容制御が行われない、
内燃機関の排気浄化装置。 - 減容制御が終了したときのパティキュレートフィルタの性能があらかじめ定められた設定性能よりも高いか否かが判別され、パティキュレートフィルタの性能が設定性能よりも高いと判別されたときにはその後の減容制御が許容され、パティキュレートフィルタの性能が設定性能よりも低いと判別されたときにはその後の減容制御が禁止される、請求項1から3までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気ガス中に含まれる粒子状物質を捕集するためのパティキュレートフィルタを機関排気通路内に配置し、パティキュレートフィルタは多孔性の隔壁を介して交互に配置された排気ガス流入通路及び排気ガス流出通路を備えている、内燃機関の排気浄化装置において、パティキュレートフィルタを移動促進温度まで昇温することにより排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュが排気ガス流入通路の奥部に移動するのを促進する移動促進制御を行う移動促進手段と、移動促進温度よりも高い減容温度までパティキュレートフィルタを昇温することによりパティキュレートフィルタ上のアッシュの容積を低減する減容制御を行う減容手段と、を具備し、
減容制御が終了したときのパティキュレートフィルタの性能があらかじめ定められた設定性能よりも高いか否かが判別され、パティキュレートフィルタの性能が設定性能よりも高いと判別されたときにはその後の減容制御が許容され、パティキュレートフィルタの性能が設定性能よりも低いと判別されたときにはその後の減容制御が禁止される、
内燃機関の排気浄化装置。 - 移動促進制御に引き続いて減容制御が行われる、請求項5に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 排気ガス流入通路の内周面上に堆積したアッシュの量が上限量よりも多いか否かが判別され、前記アッシュの量が上限量よりも多いと判別されたときには移動促進制御が行われ、前記アッシュの量が上限量よりも少ないと判別されたときには移動促進制御が行われない、請求項1から6までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 移動促進温度が650℃から750℃までに設定され、減容温度が750℃から1200℃までに設定される、請求項1から7までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- 減容制御前のアッシュの容積に対する減容制御後のアッシュの容積の比が50%よりも小さい、請求項1から8までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
- パティキュレートフィルタの圧力損失がPM除去制御用上限値よりも大きいときにパティキュレートフィルタから粒子状物質を除去するPM除去制御を行うPM除去手段を更に具備し、PM除去制御に引き続いて移動促進制御が行われる、請求項1から9までのいずれか一項に記載の内燃機関の排気浄化装置。
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