JPH02215913A - パティキュレートトラップの再燃焼装置 - Google Patents
パティキュレートトラップの再燃焼装置Info
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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。
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、パティキュレートトラップの再燃焼装置に関
し、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)を再燃焼する際のトラップ温度を制御す
る装置に関するものである。
し、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)を再燃焼する際のトラップ温度を制御す
る装置に関するものである。
従来のトラップの再燃焼を行う熱源手段として電気ヒー
タを用いて再燃焼時のトラップ温度を制御する従来から
知られている装置としては、第1図に示すものがある。
タを用いて再燃焼時のトラップ温度を制御する従来から
知られている装置としては、第1図に示すものがある。
図において、1はエンジン(図示せず)の排気管、2は
排気管1に接続された周知のパティキュレートトラップ
で、その人口前面には電気ヒータ3が取り付けられてい
る。4は電気ヒータ3の電源を投入するためのスイッチ
リレー、5はトラップ2の内部に設置されてトラップ前
面の温度を検出する温度センサ、6はトラップ2にエア
を供給するエアポンプ、7はトラップ2へ流入するエン
ジンからの排気ガスを開閉するトラップ人口弁、8はト
ラップ2を側路するバイパス管、9はバイパス管8への
排気ガスの流入を開閉するバイパス弁、lO及び11は
それぞれ人口弁7及びバイパス弁9を制御するバキエー
ムソレノイドスイッチ弁、12はトラップ2の前後の圧
力差を検出する圧力センサ、そして、13はセンサ5か
らの検出信号を受け、リレー4及びスイッチング弁7.
9に制御信号を与える制御手段としてのコントローラ(
CPU)である。
排気管1に接続された周知のパティキュレートトラップ
で、その人口前面には電気ヒータ3が取り付けられてい
る。4は電気ヒータ3の電源を投入するためのスイッチ
リレー、5はトラップ2の内部に設置されてトラップ前
面の温度を検出する温度センサ、6はトラップ2にエア
を供給するエアポンプ、7はトラップ2へ流入するエン
ジンからの排気ガスを開閉するトラップ人口弁、8はト
ラップ2を側路するバイパス管、9はバイパス管8への
排気ガスの流入を開閉するバイパス弁、lO及び11は
それぞれ人口弁7及びバイパス弁9を制御するバキエー
ムソレノイドスイッチ弁、12はトラップ2の前後の圧
力差を検出する圧力センサ、そして、13はセンサ5か
らの検出信号を受け、リレー4及びスイッチング弁7.
9に制御信号を与える制御手段としてのコントローラ(
CPU)である。
コントローラ13による従来の動作においては、圧力セ
ンサ12の出力からトラップ2にパティキュレートが蓄
積されて再燃焼時期に達した判定すると、バイパス弁9
を開き人口弁7を閉じ、更にスイッチリレー4によりヒ
ータ3に通電して所定のパティキュレート着火温度まで
昇温させる。
ンサ12の出力からトラップ2にパティキュレートが蓄
積されて再燃焼時期に達した判定すると、バイパス弁9
を開き人口弁7を閉じ、更にスイッチリレー4によりヒ
ータ3に通電して所定のパティキュレート着火温度まで
昇温させる。
トラップ前面を昇温するために用いられる電気ヒータは
一般的にシース型が多く用いられており、シース型ヒー
タは第6図に示すように直径5〜6S―の棒状であるの
で、電気ヒータの熱は同図(→に示したようにエアの塊
れがない場合は、電気ヒータ3の近くは伝熱が良く温度
が高くなるが離れたところは伝熱が悪く温度が上がらな
く、そのために捕集されたパティキュレートの燃焼不均
一の原因になる。
一般的にシース型が多く用いられており、シース型ヒー
タは第6図に示すように直径5〜6S―の棒状であるの
で、電気ヒータの熱は同図(→に示したようにエアの塊
れがない場合は、電気ヒータ3の近くは伝熱が良く温度
が高くなるが離れたところは伝熱が悪く温度が上がらな
く、そのために捕集されたパティキュレートの燃焼不均
一の原因になる。
そこで同図(ハ)に示すようにエアの流れを加えると、
ヒータの周辺に放散する熱量がトラップの表面に運ばれ
熱効率良く伝導される。
ヒータの周辺に放散する熱量がトラップの表面に運ばれ
熱効率良く伝導される。
従って、コントローラ13はトラップ前面温度がパティ
キュレート着火温度に達した時点でエアポンプ6を駆動
してエアの供給を開始し、燃焼を均一にして燃焼伝播を
図る。
キュレート着火温度に達した時点でエアポンプ6を駆動
してエアの供給を開始し、燃焼を均一にして燃焼伝播を
図る。
このように燃焼伝播方式としてエアポンプを用いる装置
としては、例えば本出願人による実開昭62−4961
0号公報に示されたものがあるが、その他、特開昭59
−101518号公報に示されるようにヒータの通電開
始と同時にエアの導入を行うものもある。
としては、例えば本出願人による実開昭62−4961
0号公報に示されたものがあるが、その他、特開昭59
−101518号公報に示されるようにヒータの通電開
始と同時にエアの導入を行うものもある。
この後、ヒータ3の通電から規定時間が経過した時、エ
アの供給を停止しバイパス弁9を閉じ、大口弁7を開い
て通常のトラップ動作を再開する。
アの供給を停止しバイパス弁9を閉じ、大口弁7を開い
て通常のトラップ動作を再開する。
(発明が解決しようとする課題〕
このような従来のパティキュレートトラップの再燃焼装
置では、再燃焼中、エンジンの排気ガスはバイパス管8
を通過するが、トラップ人口弁7は閉じているものの、
実際には弁7と排気管lには隙間があり、その隙間から
排気ガスがリークし、エンジンの回転(負荷)が高い時
には排圧が高くなって、どうしてもリーク量が多くなり
、エアポンプ6からの導入エア量も加わってヒータ3及
びトラップ2の表面が冷却されて、パティキュレートを
着火させるまでの温度上昇を遅らせ熱効率を悪(させる
という問題点があった。
置では、再燃焼中、エンジンの排気ガスはバイパス管8
を通過するが、トラップ人口弁7は閉じているものの、
実際には弁7と排気管lには隙間があり、その隙間から
排気ガスがリークし、エンジンの回転(負荷)が高い時
には排圧が高くなって、どうしてもリーク量が多くなり
、エアポンプ6からの導入エア量も加わってヒータ3及
びトラップ2の表面が冷却されて、パティキュレートを
着火させるまでの温度上昇を遅らせ熱効率を悪(させる
という問題点があった。
また、この場合にエアポンプ6からの導入エア量を少な
くして温度F昇を早め過ぎると今度はトラップ自体の溶
損を招いてしまうという問題点がある。
くして温度F昇を早め過ぎると今度はトラップ自体の溶
損を招いてしまうという問題点がある。
従って、本発明では、エア供給によってトラップ前面の
温度を均一化する再燃焼方式において、トランプ人口弁
での排気リーク量に左右されないようにしてパティキュ
レートへの着火を早めることを目的する。
温度を均一化する再燃焼方式において、トランプ人口弁
での排気リーク量に左右されないようにしてパティキュ
レートへの着火を早めることを目的する。
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と、該トラップの前面
温度を検出するセンサと、該トラップの前面にエアを供
給するエアポンプと、再燃焼により電気ヒータの電源を
投入した後、該センサの出力から温度上昇率を算出して
該温度上昇率が規定値範囲に収まるように該エアポンプ
を制御して該前面温度を着火値まで昇温させるコントロ
ーラと、を備えている。
ートトラップの再燃焼装置は、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と、該トラップの前面
温度を検出するセンサと、該トラップの前面にエアを供
給するエアポンプと、再燃焼により電気ヒータの電源を
投入した後、該センサの出力から温度上昇率を算出して
該温度上昇率が規定値範囲に収まるように該エアポンプ
を制御して該前面温度を着火値まで昇温させるコントロ
ーラと、を備えている。
本発明では、トラップの再燃焼時期が来て通常の如く再
燃焼工程を開始させた後、制御手段はトラップ前面に設
けた温度センサによってトラップ前面温度を検出してそ
の温度上昇率を演算する。
燃焼工程を開始させた後、制御手段はトラップ前面に設
けた温度センサによってトラップ前面温度を検出してそ
の温度上昇率を演算する。
そして、第3図に示すように、トラップ前面温度の上昇
率が規定の範囲α−β内に収まるように制御しながら前
面温度を上昇させる。
率が規定の範囲α−β内に収まるように制御しながら前
面温度を上昇させる。
この場合の規定範囲α−βは第4図に示すグラフ図から
求めることができる。尚、第4図では横軸方向にエア量
をとり、縦軸方向に温度分布のバラツキと温度上昇率d
Tノdi及び規定温度までの昇温時間P、をとっている
。
求めることができる。尚、第4図では横軸方向にエア量
をとり、縦軸方向に温度分布のバラツキと温度上昇率d
Tノdi及び規定温度までの昇温時間P、をとっている
。
第4図において、■は、好ましい温度のバラツキをA以
下とした場合の温度分布曲線1とパラツキAとの交点に
おけるエア量を示し、■は再燃焼開始後の好ましい温度
上昇率dT/dtをB以上とした場合の温度上昇率曲線
■と温度上昇率Bとの交点におけるエア量を示し、また
■は規定着火温度までの好ましい昇温時間P、をC以下
とした場合の昇温時間曲線■と昇温時間Cとの交点にお
けるエア量を示している。
下とした場合の温度分布曲線1とパラツキAとの交点に
おけるエア量を示し、■は再燃焼開始後の好ましい温度
上昇率dT/dtをB以上とした場合の温度上昇率曲線
■と温度上昇率Bとの交点におけるエア量を示し、また
■は規定着火温度までの好ましい昇温時間P、をC以下
とした場合の昇温時間曲線■と昇温時間Cとの交点にお
けるエア量を示している。
このグラフから温度制御のための好ましいエア量は、■
−■の範囲Fとなる。
−■の範囲Fとなる。
従って、これらのエア量■、■に対応する温度上昇率6
丁/d tはそれぞれα、βになる。
丁/d tはそれぞれα、βになる。
このようにトラップ前面温度の上昇率が規定の範囲α−
β内に収まるように制御しながら前面温度を上昇させる
ことにより、パティキュレート着火時のトラップ前面の
温度分布が均一となり、トラップのパティキュレートへ
の熱伝達が遅れ過ぎたり又は早過ぎたすせずにパティキ
ュレートの着火温度に到達させることができる。
β内に収まるように制御しながら前面温度を上昇させる
ことにより、パティキュレート着火時のトラップ前面の
温度分布が均一となり、トラップのパティキュレートへ
の熱伝達が遅れ過ぎたり又は早過ぎたすせずにパティキ
ュレートの着火温度に到達させることができる。
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
システム構成は第1図と同じものを用いることができる
。従って、その構成の説明は省略する。
システム構成は第1図と同じものを用いることができる
。従って、その構成の説明は省略する。
第2図は、第1図に示したコントローラ13に格納され
且つ実行されるプログラムの一実施例を示したフローチ
ャート図であり、この第2図のフローチャートを参照し
ながら、−以下、第1図の装置の動作を説明する。
且つ実行されるプログラムの一実施例を示したフローチ
ャート図であり、この第2図のフローチャートを参照し
ながら、−以下、第1図の装置の動作を説明する。
まず、コントローラ13はトラップ2の排圧の上昇を圧
力センサ12の出力によって検出して再燃焼時期を判定
する(第2図ステップSl)、尚、圧力検出の他に一定
距離走行やエンジン回転数の一定積算値を再燃焼時期判
定に用いてもよい。
力センサ12の出力によって検出して再燃焼時期を判定
する(第2図ステップSl)、尚、圧力検出の他に一定
距離走行やエンジン回転数の一定積算値を再燃焼時期判
定に用いてもよい。
再燃焼時期に達した時点で、コントローラ13は、スイ
ッチ弁11をデユーティ比制御してバイパス弁9を開き
、スイッチ弁9をデユーティ比制御してトラップ2の大
口弁7を閉じる(同ステップS2)。
ッチ弁11をデユーティ比制御してバイパス弁9を開き
、スイッチ弁9をデユーティ比制御してトラップ2の大
口弁7を閉じる(同ステップS2)。
そして、スイッチリレー4により電気ヒータ3に通電開
始してトラップ内温度を上昇させるt共にエアポンプ6
をオンにし、トラップ2の前面にエアを供給開始する(
同ステップS3)。
始してトラップ内温度を上昇させるt共にエアポンプ6
をオンにし、トラップ2の前面にエアを供給開始する(
同ステップS3)。
これにより、トラップ2の捕集(トラップ)状態が中断
されると共に再燃焼工程が開始される。
されると共に再燃焼工程が開始される。
コントローラ13は、この後、温度センサ5の検出出力
、即ちトラップ前面温度Tを入力し、この前面温度をプ
ログラムの周期毎に順次入力することによりその温度上
昇率6丁/diを演算する(同ステップS4)。
、即ちトラップ前面温度Tを入力し、この前面温度をプ
ログラムの周期毎に順次入力することによりその温度上
昇率6丁/diを演算する(同ステップS4)。
演算した温度上昇率dT/d tを基に、その上昇率が
第3図及び第4図に示したように規定値範囲αβ内に収
まるように制御を行う。
第3図及び第4図に示したように規定値範囲αβ内に収
まるように制御を行う。
即ち、温度上昇率dT/dtがまず規定値α以下か否か
をチエツクしく同ステップS5)、温度上昇率が規定値
αに達しない時にはエアのfL量が多く温度が上昇しな
いことを示すのでエアポンプ6のff1ilを例えば第
5図に示すように、F、→FつにΔFだけ減少させる操
作を行う(同ステップS7)。
をチエツクしく同ステップS5)、温度上昇率が規定値
αに達しない時にはエアのfL量が多く温度が上昇しな
いことを示すのでエアポンプ6のff1ilを例えば第
5図に示すように、F、→FつにΔFだけ減少させる操
作を行う(同ステップS7)。
そして、トラップ前面の温度が着火のための規定値に達
したか否かをチエツクしく同ステップS9)、温度上昇
率dT/d tが低く未だ着火温度に達していないとき
にはステップS5に戻る。
したか否かをチエツクしく同ステップS9)、温度上昇
率dT/d tが低く未だ着火温度に達していないとき
にはステップS5に戻る。
そして、ステップS5で依然規定値αを越えないときに
はエア量を更に第5図に示すようにF!→F1にΔFだ
け減少させ、ステップS5.7.9を繰り返し、プログ
ラムのyiIa毎にエア量ΔFを減少させて行(。
はエア量を更に第5図に示すようにF!→F1にΔFだ
け減少させ、ステップS5.7.9を繰り返し、プログ
ラムのyiIa毎にエア量ΔFを減少させて行(。
エア量を減少させたことにより温度上昇率dT/d t
が規定値αを越えた時には今度は、トラップ前面の温度
上昇率d↑/dtが規定値βを越えているか否かをチエ
ツクしく同ステップS6)、規定値βを越えていないと
き、即ち第3図のα−β間に温度上昇率dT/dtが入
っているときにはステップS9に進んで前面温度が着火
規定値に達したか否かを判定し、着火規定値に達するま
で、ステップS5、S6及びS9を実行する。
が規定値αを越えた時には今度は、トラップ前面の温度
上昇率d↑/dtが規定値βを越えているか否かをチエ
ツクしく同ステップS6)、規定値βを越えていないと
き、即ち第3図のα−β間に温度上昇率dT/dtが入
っているときにはステップS9に進んで前面温度が着火
規定値に達したか否かを判定し、着火規定値に達するま
で、ステップS5、S6及びS9を実行する。
但し、トラップ前面温度が着火規定値に達する過程でそ
の温度上昇率dT/dtがθを越えたようなときには、
ステップS8で今度はステップS7と逆方向に第5図に
示す如<F、→F、→F、というようにプログラムの周
期毎にエア量をΔFだけ増加させて温度上昇率dT/d
tを抑えるようにしながら、着火規定値までトラップ前
面温度を上昇させる。
の温度上昇率dT/dtがθを越えたようなときには、
ステップS8で今度はステップS7と逆方向に第5図に
示す如<F、→F、→F、というようにプログラムの周
期毎にエア量をΔFだけ増加させて温度上昇率dT/d
tを抑えるようにしながら、着火規定値までトラップ前
面温度を上昇させる。
この後は従来から行われている再燃焼工程を実行するこ
ととなり、まずトラップ前面の温度が着火規定値に達し
た時(同ステップs9)、電気ヒータ3をオフにしエア
ポンプ6のエア量を着火状態を維持するのに好ましい所
定の値に固定する(同ステップS]O)。
ととなり、まずトラップ前面の温度が着火規定値に達し
た時(同ステップs9)、電気ヒータ3をオフにしエア
ポンプ6のエア量を着火状態を維持するのに好ましい所
定の値に固定する(同ステップS]O)。
そして、ヒータオフから所定時間経過した時(同ステッ
プ311)はエアポンプ6をオフにした後(同ステップ
312)、バイパス弁9を閉じ、トラップ人口弁7を開
いて終了する(同ステップ313)。
プ311)はエアポンプ6をオフにした後(同ステップ
312)、バイパス弁9を閉じ、トラップ人口弁7を開
いて終了する(同ステップ313)。
この後、は再び捕集状態に戻る。
以上のように、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、電気ヒータの温度上昇率が一定の範
囲内に収まるようにエアポンプの導入エア量を制御する
ように構成したので、トラップのf@損を招くことなく
パティキエレートの着火を早めることができる。
の再燃焼装置では、電気ヒータの温度上昇率が一定の範
囲内に収まるようにエアポンプの導入エア量を制御する
ように構成したので、トラップのf@損を招くことなく
パティキエレートの着火を早めることができる。
第1図は、本発明及び従来例に共通のパティキュレート
トラップの再燃焼装置のシステム構成図、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図及び第4図は、本発明の作用原理を説明するため
の特性曲線図、 第5図は、本発明においてエア量の増減と温度上昇率と
の関係を示しめした図、 第6図は、電気ヒータと導入エアとの関係を説明するた
めの図、である。 第1図において、1は排気管、2はトラップ、3は電気
ヒータ、5は温度センサ、6はエアポンプ、7は大口弁
、9はバイパス弁、13はコントローラ、をそれぞれ示
す。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 3:電気ヒータ 第2図 時間ゆ 第3図 一一物 千−− 第5図 (a)エア導入熱 (b)エア導入有
トラップの再燃焼装置のシステム構成図、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図及び第4図は、本発明の作用原理を説明するため
の特性曲線図、 第5図は、本発明においてエア量の増減と温度上昇率と
の関係を示しめした図、 第6図は、電気ヒータと導入エアとの関係を説明するた
めの図、である。 第1図において、1は排気管、2はトラップ、3は電気
ヒータ、5は温度センサ、6はエアポンプ、7は大口弁
、9はバイパス弁、13はコントローラ、をそれぞれ示
す。 図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 3:電気ヒータ 第2図 時間ゆ 第3図 一一物 千−− 第5図 (a)エア導入熱 (b)エア導入有
Claims (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
ップと、該トラップの前面温度を検出するセンサと、該
トラップの前面にエアを供給するエアポンプと、再燃焼
により電気ヒータの電源を投入した後、該センサの出力
から温度上昇率を算出して該温度上昇率が規定値範囲に
収まるように該エアポンプを制御して該前面温度を着火
値まで昇温させるコントローラと、を備えたことを特徴
とするパティキュレートトラップ再燃焼装置。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3307889A JPH0621552B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | パティキュレートトラップの再燃焼装置 |
DE69020751T DE69020751T2 (de) | 1989-02-13 | 1990-02-07 | System zur Regenerierung für Partikelfilter. |
EP90102441A EP0383187B1 (en) | 1989-02-13 | 1990-02-07 | Regeneration system for particulate trap |
US07/478,951 US5105619A (en) | 1989-02-13 | 1990-02-12 | Regeneration system for particulate trap |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3307889A JPH0621552B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | パティキュレートトラップの再燃焼装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02215913A true JPH02215913A (ja) | 1990-08-28 |
JPH0621552B2 JPH0621552B2 (ja) | 1994-03-23 |
Family
ID=12376673
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3307889A Expired - Lifetime JPH0621552B2 (ja) | 1989-02-13 | 1989-02-13 | パティキュレートトラップの再燃焼装置 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5105619A (ja) |
EP (1) | EP0383187B1 (ja) |
JP (1) | JPH0621552B2 (ja) |
DE (1) | DE69020751T2 (ja) |
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1989
- 1989-02-13 JP JP3307889A patent/JPH0621552B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1990
- 1990-02-07 EP EP90102441A patent/EP0383187B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1990-02-07 DE DE69020751T patent/DE69020751T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1990-02-12 US US07/478,951 patent/US5105619A/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
JPH0621552B2 (ja) | 1994-03-23 |
EP0383187B1 (en) | 1995-07-12 |
DE69020751D1 (de) | 1995-08-17 |
DE69020751T2 (de) | 1995-11-23 |
US5105619A (en) | 1992-04-21 |
EP0383187A1 (en) | 1990-08-22 |
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