JPH0318614A - パティキュレートトラップの再生装置 - Google Patents

パティキュレートトラップの再生装置

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JPH0318614A JP1153935A JP15393589A JPH0318614A JP H0318614 A JPH0318614 A JP H0318614A JP 1153935 A JP1153935 A JP 1153935A JP 15393589 A JP15393589 A JP 15393589A JP H0318614 A JPH0318614 A JP H0318614A
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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。

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機関等の排気ガス中のパティキュレ
ートを捕集するトラノプを再生する装置に関するもので
あり、特にパテイキュレートトラップの再ｊＰＡ焼の開
始時を判定・制御する装置に関するものである． 〔従来の技術〕 従来のパティキエレートトラップ（以下、単にトラップ
と略称する）の再生装置では、一定条件が威立した時に
電気ヒーター、バーナー等の再燃焼手段によりトラップ
の再燃焼を開始している．即ち、その条件とは、 （ｉ）トラップの入側と出側の圧力損失が、予めエンジ
ンの状態（回転数等）をパラメータとして設定したトラ
ップ基準圧力損失マップの値に達したこと； （　ｉｉ　）エアフローメーターによるエンジン吸入空
気量計測値とトラップ圧力損失とから推定されるパティ
キュレートの捕集量が所定量に達したこと；′（ｉｉｉ
）　｝ラップの入側圧力、出側圧力、及びトラップ出側
の固定絞り部としてのサイレンサの圧力から得られるト
ラップの圧力損失と固定絞り部の圧力損失の比によって
示されるパティキュレート捕集量が所定値に達したこと
（特開昭６０−１０８５２０号公ｆ［ｉ）ｉ （ｉｖ）｝ラップの入口弁開度を所定範囲に固定したと
きの人口弁前後の差圧からガス量を求めると共にこのガ
ス量から更に所定の捕集後圧力損失を求め、現在のトラ
ップの両側の圧力損失がそのｔｌｌＩ集後圧力損失に達
したこと（特開昭６３−２９５８１５号公報に示す本発
明者による装置）； 等であった． 尚、エンジンの回転数の積算値又は車両の走行距離が一
定値に達したことを再燃焼開始の条件にするのは、エン
ジン負荷による影響を全く無視しているので精度上、実
用的でない． 〔発明が解決しようとする課題〕 上記（ｉ）〜（ｉｖ）のようにトラップの圧力損失に基
づき再燃焼開始を判定する従来のパティキュレートトラ
ップの再生装置では、トラップのクリーンな状態、即ち
、トラップの未使用状態での圧力損失のバラツキを考慮
せず、クリーン時の圧力損失がどのトラップでも同一で
あることを前提にして再燃焼開始判定を行うので、パテ
ィキエレートの捕集にバラツキを生じてしまい、再燃焼
を良好に行えない結果、トラップの破損や燃え残りを招
来するという問題点があった． 従って、本願発明の目的は、トラップの再燃焼開始の判
定・制御において、トラップのクリーン時の圧力損失の
バラツキの影響を減少させることに在る． 〔課題を解決するための手段〕 上記の目的を達戒するため、本発明に係るパティキュレ
ートトラップの再生装置は、トラレブの両側の圧力損失
を検出する手段と、トラップの温度を検出する手段と、
該圧力損失が設定値に達したとき再燃焼を開始させると
共に該設定値の初期値をトラップのクリーン時の圧力損
失のバラツキ内の最低値に基づいて決定しその後は該温
度のピーク値が所定範囲外か又は該所定範囲内でも再燃
焼後の圧力損失が該設定値以上のときには該設定値を増
減する制御手段と、を備えている．〔作　　用〕 本発明では、制御手段には再燃焼を開始させるためのト
ラップの圧力損失が設定されている．この設定値の初期
値は、幾つか抽出したトラップのそれぞれのクリーン時
（未使用時）の圧力損失にはバラツキが存在するが、そ
のバラツキ内の最低値（第３図参照）に基づき、このク
リーン時の最低圧力損失に、トラップの適正な浦集によ
り増加する実験等によって測定できる通常の圧力損失を
加えた圧力損失（第５図参照）とする，そして、この圧
力損失の設定値に圧力填失の検出手段から出力される実
際の圧力損失が達したときにトラップの再燃焼を開始さ
せる． トラップの再燃焼後はトラソプの温度検出手段によって
検出されるトラップ温度のピーク値が所定範囲内か否か
を見て、所定範囲外か又はこの所定範囲内でも再燃焼後
の圧力損失が上記の設定値以上のときには該設定値を増
減して次の再燃焼工程の再燃焼時期をずらす． このようにして再燃焼を繰り返すことにより、どのよう
なトラップでも、圧力損失の設定値が或る値に収束して
そのピーク温度が該所定範囲内に収まることとなる． 〔実　施　例〕 第１図は、本願発明に係るパティキュレートトラップの
再生装置の一実施例を示しており、ｌはディーゼルエン
ジン（図示せず）等の排気管、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、その入口側前面
には電気ヒーター３が取り付けられている．４はトラッ
プ２の出口側に設置された温度センサ、５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入口弁、
６はトラップ２を側路するバイパス弁、７は弁６を開閉
制御するデューティソレノイド弁、８は弁５をｔ磁弁に
より開閉制御するバキューム制御弁（ＶＣＶ）、１０及
び１１はそれぞれトラップ２０入側及び出側に設けた圧
カセンサ、１２は電気ヒーター３を付勢するヒーター電
源スイッチ、そして１３は、センサ３、９、１０、及び
１ｌからの検出信号に応答して弁７及び８並びにヒータ
ー電源スイッチ１２に制御信号を送る制御手段としての
コントロールユニットである． 第２図はコントロールユニットｌ３で一定周期毎に実行
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生装置の動作を説明する
。
このプログラムがスタートとすると、まず、コントロー
ルユニット１４はトラップ２のクリーン時の圧力損失設
定値に基づきトラップ２の再燃焼開始判定のための圧力
ｔ員失Ｋを初期設定する（第２図のステップＳ１）． ここで、この圧力頃失Ｋの設定について第３図により説
明する． 第３図は複数個のトラップのクリーン時、即ち使用して
いない時の圧力損失のバラツキ（発生頻度）をグラフで
示したもので、この内のＡ点を基準として圧力｝員失の
初期値Ｋが決定される．尚、このトラップのバラツキは
製品を実際に無作為抽出する等によってチェックするこ
ととなる．このＡ点というのは、試験に供されたいくつ
かのトラップの内の最低の圧力損失に対応するもので、
例えば１００個のクリーンなトラップを試した結果、そ
の内の９９個、即ち９９％がこれ以上の圧力損失を持つ
という意味を有する．尚、クリーン時の圧力損失の発生
頻度が最も高い第３図の中央の圧力損失に設定せず、発
生頻度が１％の最低圧力損失を持つ点に設定する理由は
、もし、中央値に設定した場合、中央値の左半分に該当
する半数のトラップは第４図に示すように、実際のクリ
ーン時の圧力損失が全てその初期設定した圧力損失Ａよ
り低いものになり、実際の捕集により増加した圧力損失
Ｃが、トラップの適正な捕集により増加する圧力損失Ｂ
（これは実験等によって測定することができる）より大
きなものになるので、この差Ｃ−Ｂに対応する分だけ捕
集量が多くなり過ぎて再燃焼を行うと発熱量過多による
トラップの亀裂や溶損を招く． そこで、ステップＳｌで設定される圧力損失の初期値Ｋ
は第５図に示すように、クリーン時の最低の圧力填失Ａ
に、トラップの適正な捕集により増加する圧力撰失Ｂを
加えた圧力填失Ｋ−Ａ＋Ｂとし、大部分（この場合、９
９％）のトラップのクリーン時の実際の圧力損失が、設
定されたクリーン時の圧力ｔ員失より高くなるよう設定
している．続いて、現時点のトラップ２の圧力損失が、
ステップＳ１において設定した圧力損失Ｋを越えると（
同ステンプＳ２）、再燃焼時期に達したと判定して周知
の再燃ｉ操作を実行する（同ステップＳ３）。
このステノプＳ３の再燃焼操作の一例としては、人口弁
５を閉じ、バイパス弁６を開いた上、ヒーター電源スイ
ソチ１２を介してヒーター３を付勢した後、入口温度セ
ンサ４が設定温度以上を検出した時、人口弁５及びバイ
パス弁６を所定開度に制御してトラノプ２を一定時間再
燃焼させた後、ヒーター電源スイッチ１２をオフとする
ことによりヒーター３を消勢し、入口弁５を開き、バイ
パス弁６を閉じて通常のパティキュレート捕集状態に戻
る、というものである． この再燃焼操作中にトラップ２の出口温度を温度センサ
４の出力から絶えず読み込んで順次記憶しておく（同ス
テップＳ４）． ？して、再燃焼操作が終了した後に｛よ、圧カセンサ１
０及びｌ１から読み込んだ各圧力により圧力損失ΔＰを
求める（同ステップＳ５）．次に、ステップＳ４におい
て検出したトラップ温度の内、最大のピーク値Ｔが第６
図に示すように、トラップ亀裂を生じない上限温度Ｔよ
と再燃焼が不十分にならない下限温度Ｔ１との間の適切
な再燃焼温度範囲に入ったか否かをチェックする（同ス
テップＳ６）． この結果、Ｔ，＜Ｔ＜Ｔ■の適切な温度範囲にあった場
合には、ステップＳ５において検出した圧力損失ΔＰが
ステップＳｌにおいて設定した初期圧力損失Ｋより小さ
いか否かをチェックする（同ステップＳ７）． ステップＳ７において、ΔＰ＜Ｋと判定された時、これ
は再ｔＰＡ焼が適切に実行されたことにより圧力損失Δ
Ｐが十分低下したために初期設定圧力損失Ｋより小さく
なったことを示す。即ち、初期圧力撰失Ｋは適切であっ
たことになるので、次のプログラムの実行周期に移る． 一方、ステップＳ７において、ΔＰ≧Ｋと判定された時
、これは、温度は適切であってもパティキュレートの捕
集量が少ないために完全燃焼できず未燃焼のパティキュ
レートが残ってしまっている時であり、この時には圧力
損失ΔＰが十分に低下していないことを示す． そこで、次の再燃焼操作においては捕集するパティキュ
レートの捕集量を増やし再燃焼温度を上げてより十分な
再燃焼を行う必要があるので、初期圧力損失ＫをΔｐだ
け増加して（同ステップＳ９）、次のプログラムの実行
周期に移る．上記のステップＳ６においてｌ’　ｌ＜Ｔ
＜Ｔｚでない時、即ち、トラップのピーク温度Ｔが適切
な温度範囲内に無かったと判定した時、コントロールユ
ニット１３は、次に’ｒ＜’ｒｌか否かをチェックする
（同ステップＳ８）． そして、Ｔ＜Ｔ．である時は、トラップ温度Ｔが適切な
温度より低く再燃焼が不十分となるのでこれを改善する
ため、次回の再燃焼操作時の再燃焼温度を上げる必要が
あり、ステップＳ９において圧力填失ＫをΔｐだけ増加
させる． また、ステンブＳ８でＴ＜Ｔ，ではないと判定したとき
は、ステップＳ６との関係からＴ　＊　＜　Ｔであるこ
とになり、高温によるトラップ破損の危険性があるので
次回再燃焼時の再燃焼温度を下げるためステップＳ９と
は反対に初期圧力損失ＫをΔｐだけ減少させ（同ステッ
プＳＩＯ）で次のプログラムの実行周期に移る． このようにして次のプログラム周期ではステンプＳ１の
設定圧力損失は、ステップＳ７の場合にはＫのまま、ス
テップＳ９の場合はＫ＋Δｐ、そしてステップＳｌｌの
場合はＫ一Δｐに補正されて実行され、この圧力損失設
定値は順次変化して行く． 尚、上記ステップＳ９及び３１０における圧力損失Ｋの
増減には、このシステムやトラップ２に異常が無ければ
、プログラムのルーチンを繰り返すことにより、或る圧
力損失値に収束するが、第２図に点線で示すｘ，ｙ，ｚ
のステップを設けて異常判定を行ってもよい． これらのｘ，　ｙ，　　ｚのステップが第７図に示され
ており、ステップ３９１及びＳｌｏｔはそれぞれ、第２
図に示すステップＳ９及びＳＩＯとステップＳ２との間
で実行する制御であり、それぞれにおいて圧力損失設定
値が許容最大値を越えたか（第７図のステップＳ９１）
、許容最小値を越えた（同ステップＳＩＯＩ）時を異常
として判定する（同ステップＳ１０２）ものである．ま
た、トラップの温度は、外気温度の影響を受けることが
有るので、再燃焼の状態が適切か否かを判定するために
設定した、トランブ亀裂を生じない上限温度Ｔよと再燃
焼が不十分にならない下限温度Ｔ１とを外気温度により
補正すると更に精度の良い再燃焼を実行できることは言
うまでもない。
また、トラップの圧力損失を検出するためには２つの圧
カセンサを用いずに、両側の圧力配管に１つの差圧セン
サを接続することによっても行うことができる． 〔発明の効果〕 以上のように、本職発明に係るパティキュレートトラッ
プの再生装置では、再燃焼を開始させる圧力損失の設定
値の初期値をトラップのクリーン時の圧力損失のバラッ
キ内の最低値に基づいて決定しその後は該温度のピーク
値が所定範囲外が又は該所定範囲内でも再燃焼後の圧力
損失が該設定値以上のときには該設定値を増減するよう
に構或したので、どのようなトラップでもピーク温度が
所定範囲内に収まるように圧力損失の設定値を収束させ
ることができる． 従って、再燃焼不十分によって生ずるパティキュレート
の灰分の堆積による圧力損失の増減の影響をも、クリー
ン時のバラッキと同様にして補正することができること
となる．
【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
生装置の一実施例を示すハードウエア構威図、 第２図は、本発明において第１図に示したコントロール
ユニットで実行されるプログラムのフローチャート図、 第３図は、トラップのクリーン時の圧力損失のバラツキ
を示すグラフ図、 第４図及び第５図は、第３図において最低圧力損失を選
択する理由を説明する図、 第６図は、トラップ再燃焼温度を経時的に示したグラフ
図、 第７図は、第２図に異常判定を加えた場合のフローチャ
ート図、である。 第１図において、ｌは排気管、２はパティキュレートト
ラップ、３はヒーター、４は温度センサ、１０、１１は
圧カセンサ、１３はコントロールユニット、をそれぞれ
示す．

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. トラップの両側の圧力損失を検出する手段と、トラップ
    の温度を検出する手段と、該圧力損失が設定値に達した
    とき再燃焼を開始させると共に該設定値の初期値をトラ
    ップのクリーン時の圧力損失のバラツキ内の最低値に基
    づいて決定しその後は該温度のピーク値が所定範囲外か
    又は該所定範囲内でも再燃焼後の圧力損失が該設定値以
    上のときには該設定値を増減する制御手段と、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生装置
    。
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