JPH01113512A - パティキュレートトラップの再燃焼装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジン等の排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集するトラップを再燃焼するｉｔに関する
ものであり、特にパティキュレートトラップ（以下、単
にトラップと略称する）の再燃焼時の開始を制御する装
置に関するものであ〔従来の技術〕 トラップは、パティキュレートの捕集が進むと徐々に目
詰まりを起こし、これに連れて入口側排気圧と出口側排
気圧との前後差圧が大きくなって行く。

従って、トラップの前後差圧を検出すればトラップの捕
集状態が分かるので、一定の差圧の時にトラップの捕集
は完了したと判定してトラップを再燃焼させることがで
きる。

このようなトラップの前後差圧に基づいてトラップの再
燃焼を開始させる装置としては、特開昭５６−１１５８
０９号公報に開示されたものがある。

この特開昭５６−１１５８０９号公報では、トラップの
前後差圧を検出し、この検出した差圧と予め設定した差
圧とを比較することにより、前後差圧が設定差圧に達し
た時にバーナーを点火してトラ・ンブの再燃焼を開始し
、タイマによって設定された時間が経過したときに再燃
焼を終わらせている。

このような再燃焼方式では、エンジンの回転数や負荷を
考慮せずに前後差圧のみで再燃焼の開始判定を行ってい
るため、トラップの目詰まりを正確に検出することがで
きず、再燃焼の開始が早すぎてトラップを傷めたり、遅
すぎてパティキュレートを充分燃焼することができなか
った。

そこで、特開昭５９−１２６０１９号公報では、トラッ
プの前後差圧に加えて、エンジン回転数及びエンジン負
荷（又はこれらとエンジン回転数及び負荷の変化率）を
考慮し、前後差圧が設定差圧に達した時に再燃焼を開始
させている。

を発明が解決しようとする問題点〕 このような特開昭５９−１２６０１９号公報に記載され
た従来のパティキュレートトラップの再燃焼装置では、
トラップの目詰まりを正確に判断できない排気圧の低い
エンジンの低回転数領域及び低負荷領域等をトラップの
再燃焼制御から外すためにエンジン回転数と負荷を考慮
したに過ぎず、これらのパラメータを差圧と相関付ける
ためのものではなかった。

このため、この特開昭５９−１２６０１９号公報の装置
も特開昭５６−１１５８０９号公報の装置と同様に正確
な再燃焼制御が実現できないという問題点があった。

従って、本願発明の目的は、トラップの前後差圧と設定
差圧とを比較してパティキュレートトラップの再燃焼を
行う装置において、エンジン回転数及び負荷に応じた正
確な再燃焼制御を実現することに在る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記の目的を達成するため、本発明に係るパティキュレ
ートトラップの再燃焼装置では、エンジンの排気管に設
けられたパティキュレートトラップの前後差圧を検出す
る差圧センサと、エンジン回転数センサと、負荷センサ
と、予め記憶した複数の設定差圧の中から該回転数及び
負荷に対応して選択した設定差圧が該前後差圧より小さ
いとき該トラップの再燃焼を開始させる制御手段と、を
備えている。

〔作　　用〕

本発明においては、常時、トラップの前後差圧を差圧セ
ンサにより検出し、エンジン回転数及び負荷を各々のセ
ンサにより検出する。一方、制御手段には予めエンジン
回転数及び負荷に対する複数の設定差圧が記憶されてい
る。そして、これらセンサの出力を受けた制御手段は、
その時のエンジン回転数及び負荷に対応する設定差圧を
、記憶された設定差圧群の中から選択し、この設定差圧
を差圧センサから出力された実際の差圧と比較する。そ
の結果、設定差圧〈実際の差圧となった時にトラップの
再燃焼を開始させる。

これにより、車両の走行状態に如何によらず常に一定の
パティキュレート捕集量に達した時点でトラップの再燃
焼を行う２七ができる。

［実　施　例〕 以下、本願発明に係るパティキュレートトラップの再燃
焼装置の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、１はエンジ
ン（図示せず）からの排気ガスを流す排気管でその途中
にトラップ２が挿入されている。

このトラップ２を流れる排気ガスをトラップ再燃焼時に
バイパスするためのバイパス管３が設けられており、排
気ガスの流れはトラップ２の側とバイパス管３の側との
分岐部に設けられた切り替え電磁弁４を制御することに
よって切り替えられるようになっている。また、トラッ
プ２の人口側と出口側の前後差圧を検出するために差圧
センサ５が設けられており、また、トラップ２の入口側
には再燃焼時の加熱空気をトラップ２に与えるためのバ
ーナー６が設けられている。

７はエンジンの回転数を検出するセンサ、８はエンジン
負荷（ディーゼルエンジンの場合には、燃料噴射ポンプ
のラック位置）を検出するセンサ、９はバーナー５及び
コントローラ１０へ電源を供給するバッテリーである。

制御手段としてのコントローラ１０は、センサ７からの
エンジン回転数信号のパルス整形を行うパルス整形回路
１１と、センサ８からのエンジン負荷信号及び差圧セン
サ５からの差圧信号をアナログ−ディジタル変換するＡ
／ＩＩ）変換１ｉｓ１２と、パルス整形回路１１及びＡ
／Ｄ変換器１２の再出力を入力して所定の演算を行うＣ
ＰＵ１３と、ＣＰＵ１３の演算に必要なデータ及びプロ
グラムを予め記憶したＲＯＭ１４と、ＣＰＵ１３の演算
結果をバーナー６、電磁弁４及び表示灯（図示せず）に
出力するための出力回路１５とで構成されている。

尚、差圧センサ５は、トラップ２の前後に１つづつ計２
個投映、両者の出力差をコントローラ１０内で求めても
よい、また、バーナー６はトラップ２の入口側に接続し
た電気ヒーターを用いても構わない。

第２図はコントローラ１０で実行されるプログラムのフ
ローチャートを示す図で、この第２図のフローチャート
を参照しながら、以下、第１図のパティキュレートトラ
ップの再燃焼装置の動作を説明する。

通常は、排気ガスをトラップ２の側にのみ流すようにコ
ントローラ１０は切り替えｉｔ電磁弁を第１図に示すよ
うに制御する。

まず、コントローラ１０はエンジン始動直後のデータを
取り込まないようにするため、一定時間のデイレイを持
たせる（第２図のステップＳ１）。

次いで、コントローラ１０はセンサ７〜９からそれぞれ
エンジン回転数、エンジン負荷及びトラップ２の前後差
圧を人力する（同ステップ３２〜Ｓ４）、この時、セン
サ７〜９の出力を入力した回数を１回分カウントして記
憶しておく（同ステップＳ５）、そして、制御サイクル
を一定にするため一定の時間処理をデイレイさせ（同ス
テップＳ６）、上記のステップＳ５でカウントした入力
回数が所定回数ｎに達したか否かをチエツクしく同ステ
ップＳ７）、所定回数ｎに達するまで、ステップ３３〜
Ｓ６を繰り返す。これは、エンジン負荷と差圧が変動し
易いため、一定時間内のデータの平均値を得るためであ
る。

従って、ｎ回の入力回数で集めた上記のデータの各平均
値を計算するとともに、センサ出力を実際の値（例えば
、差圧ではｍｍｆｌｇ）に換算する（同ステップＳ８）
。

この後、エンジン回転数及び負荷に対応した設定差圧を
求める（同ステップＳ９）。

即ち、データとして得られたエンジン回転数及び負荷に
対応した設定差圧を第３図の特性マツプから選択する。

この特性マツプはコントローラ１０内のＲＯＭ１４に予
め記憶されており、横軸の回転数と縦軸の負荷によって
交差する点が、設定差圧群Ｐ１〜Ｐ７のどれに属するか
を求める。

この場合の設定差圧の選択の仕方をより具体的に説明す
ると、第３図の特性曲線は等差圧曲線になっており、こ
れを第４図に示すようにエンジン回転数の方向にマツプ
を９つの領域（判定を行わないＮ　ｅ　１　＃３４０ｒ
ｐｍ以下の領域とＭＡＰ１〜Ｂの領域）に分ける。

そして、コントローラ１０に入力したエンジン回転数が
第４図のどの領域に属するかを判定する。

例えば、回転数が２２００ｒｐ＠であれば、Ｎ　ｅ　６
　（２０４０ｒｐｍ）とＮ　ｅ　７　（２４０Ｏｒｐｍ
）との間に属するので、この領域に属する等差圧曲線は
第５図に示すようにＬｘ１４．１６．１８．２１の４つ
になる。

そして、この時のセンサ８によって示されるラック位置
に対応した電圧が上記の差圧曲線のどれの下に位置する
かを選択する。この場合、例えばラック電圧Ｌｅが１．
４Ｖであれば、Ｌｘ１４＜Ｌｅ＜Ｌｘ１６となるため、
このデータは第５図の斜線部分内に属することが分かる
。従って、この斜線部分内の設定差圧５９ｍｎ＋Ｈｇが
得られることになる。

但し、第３図にも示すように回転数と同様に−□定負荷
以下も判定を行わない。

このようにして得られた設定差圧を、差圧センサ５で検
出された実際の差圧と比較し、設定差圧く実差圧になっ
た時、「バーナー・オン判定」（バーナーを点火させる
判定）としてカウント「ｌ」として記憶する。

そして、この判定をａ回（例えば３回）行う（同ステッ
プ５ＩＯ）、これは、判定の精度を上げるためである。

そして、「バーナー・オン判定」が判定回数と同じ所定
の回数ａだけ為された時には、連続してオン判定されと
判定され、それ以外の場合には入力回数及びオン判定回
数ともにクリアされる（同ステップＳｌｌ、１２）。

このようにして「バーナー・オン判定」が連続して所定
回数なされた時に始めてトラップの再燃焼を開始する。

このため、コントローラ１０はバーナー６をオンにし、
電磁弁４を第６図に示すように切り替え、且つ表示灯（
図示せず）に再燃焼の開始を表示する（同ステップ５１
３）。

その後、燃焼時間をカウントしく同ステップ５１４）、
所定の燃焼時間（例えば２０分）経過後、再燃焼を終了
させるため、バーナー６をオフにし、電磁弁４を第１図
の状態に戻し、表示灯を消灯する（同ステップ５１５）
。

そして、最後に電磁弁４の切り替え直後のデータを取り
込まないようにするため、一定時間処理をデイレイ・さ
せる（同ステップ５１６）。

このようにして、再燃焼制御の一連の動作が実行される
が、マツプ判定（同ステップＳ９）を実行する前に、Ｅ
ＧＲ（排気ガス再循環率）制御が行われている場合及び
エンジン回転数の変化量にヒステリシスが有る場合に応
じた補正をかけることが好ましい。

即ち、第７図のフローチャートに示すように、まず、Ｅ
ＧＲ制御が行われているか否かをチエツクする（第７図
のステップ５２１）。このＥＧＲ制御の有無は、ＣＰＵ
１３自身が知っていることである。そして、ＥＧＲ制御
制御炉かっている場合には、第３図の差圧曲線群を第８
図の点線曲線のように下げる方向に補正する（同ステッ
プ５２２）、これは、ＥＧＲ制御を行っている場合には
、排気ガスの一部が吸気側に戻されるために、排気圧が
全体に下がってしまうからである。

尚、このＥＧＲＩＩＩｉｌには色々な方式があるため、
■１つのＥＧＲ制御弁で制御する場合には、ＥＣＲの「
有り」とｒ無し」の２段階の設定、■複数のＥＧＲ制御
弁（並列）で制御する場合には、弁の数により設定差圧
のシフト量を変える、■ステップモータ等による無段階
制御の場合には、ＥＣ。

Ｒの開度量に応じて設定差圧のシフトｆｉｔを変える必
要がある。

この後、エンジン回転数の変化量で制御のヒステリシス
をチエツクしく同ステップ５２３）、制御サイクルが例
えば０．５秒とすれば、この間の回転数の変化量がΔｒ
ｐｍ　　（例えば５０ｒｐｍ）を越えた時に、上記と同
様に設定差圧を下方にシフト補正する（同ステップ５２
４）、これは、排気圧が、負荷の変動に対して時間的遅
れを伴うため低くなり、急激な変速等に対しては設定差
圧曲線を移動させることにより過渡時の誤動作を防ぐた
めである。

〔発明の効果〕

以上のように、本願発明に係るパティキュレートトラッ
プの再燃焼装置では、エンジン回転数及び負荷に対応し
た種々の設定差圧を用意しておき、実際のエンジン回転
数及び負荷に応じて選択し、この選択した設定差圧とト
ラップ前後の実際の差圧と比較することによりトラップ
の再燃焼を行うように構成したので、車両の走行状態に
応じて常に一定量のパティキュレート捕集量でトラップ
の再燃焼を行うことができ最適なトラップの再生を実現
することかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係るパティキュレートトラップの再
燃焼装置の一実施例を示すハードウェア構成図、 第２図は、本発明において第１図に示したコントローラ
で実行されるプログラムのフローチャート図、 第３図は、本発明に用いられる設定差圧を求めるための
エンジン回転数対負荷の特性曲線図、第４図及び第５図
は、本発明において第３図の設定差圧曲線群の中から一
つの曲線を選択するだめの過程を説明する曲線図、 第６図は、トラップでのパティキュレート捕集を行わな
い時の本発明の再燃焼装置のハードウェア構成図、 第７図は、設定差圧曲線を補正するための過程を示すフ
ローチャート図、 第８図は、補正された設定差圧曲線群を示す図、である
。 第１図において、１は排気管、２はパティキュレートト
ラップ、５は差圧センサ、６はバーナー、７はエンジン
回転数センサ、８はエンジン負荷センサ、１０はコント
ローラ、をそれぞれ示す。 尚、図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 第３図 第６図 第８図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　エンジンの排気管に設けられたパティキュレートトラ
   ップの前後差圧を検出する差圧センサと、エンジン回転
   数センサと、負荷センサと、予め記憶した複数の設定差
   圧の中から該回転数及び負荷に対応して選択した設定差
   圧が該前後差圧より小さいとき該トラップの再燃焼を開
   始させる制御手段と、を備えたことを特徴とするパティ
   キュレートトラップの再燃焼装置。