JPH0367013A - ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置 - Google Patents
ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置Info
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- JPH0367013A JPH0367013A JP1203546A JP20354689A JPH0367013A JP H0367013 A JPH0367013 A JP H0367013A JP 1203546 A JP1203546 A JP 1203546A JP 20354689 A JP20354689 A JP 20354689A JP H0367013 A JPH0367013 A JP H0367013A
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
- F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
- F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
- F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
- F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
- F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
- F01N3/0235—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using exhaust gas throttling means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
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-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
- F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
- F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
- F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
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)
本発明はディーゼルエンジンの微粒子捕集装置に関する
ものである。
ものである。
(従来の技術)
ディーゼルエンジンにおいては、ガソリンエンジンに比
してその排気中に含まれる微粒子が多く、これをそのま
ま排気ガスとともに大気中に放出した場合には公害源と
なるおそれがあり好ましくなく、このため従来よりその
排気系にフィルター(所謂ディーゼルパティキュレート
フィルター二DPF)を設け、該フィルターによって排
気中の微粒子を捕集するようにしている。
してその排気中に含まれる微粒子が多く、これをそのま
ま排気ガスとともに大気中に放出した場合には公害源と
なるおそれがあり好ましくなく、このため従来よりその
排気系にフィルター(所謂ディーゼルパティキュレート
フィルター二DPF)を設け、該フィルターによって排
気中の微粒子を捕集するようにしている。
しかし、このフィルターはこれを長期に亘って使用する
場合には捕集された微粒子によって目詰まりを起こしエ
ンジン性能に悪影響を及ぼすことになる。このため、フ
ィルターの捕集量が所定量以上となった時にはこの捕集
微粒子を燃焼除去してやる必要があり、このような思想
に基づく微粒子の燃焼除去方法としては、例えば、特開
昭57−179348号公報に開示される如きものが知
られている。
場合には捕集された微粒子によって目詰まりを起こしエ
ンジン性能に悪影響を及ぼすことになる。このため、フ
ィルターの捕集量が所定量以上となった時にはこの捕集
微粒子を燃焼除去してやる必要があり、このような思想
に基づく微粒子の燃焼除去方法としては、例えば、特開
昭57−179348号公報に開示される如きものが知
られている。
この公知例のものは、エンジンの吸気系に絞り弁を設け
、フィルターの目詰まり状態を排気管内の圧力等によっ
て検知した場合には、上記絞り弁を絞って排気ガス温度
を上昇させ、フィルターに堆積した微粒子を高温雰囲気
中で燃焼除去するようにしたものである。そして、この
微粒子の燃焼除去作用は、フィルターの再生が完了する
まで継続される。
、フィルターの目詰まり状態を排気管内の圧力等によっ
て検知した場合には、上記絞り弁を絞って排気ガス温度
を上昇させ、フィルターに堆積した微粒子を高温雰囲気
中で燃焼除去するようにしたものである。そして、この
微粒子の燃焼除去作用は、フィルターの再生が完了する
まで継続される。
(発明が解決しようとする課題)
ところが、この公知例のものにおいては、(1)フィル
ターの再生中継続的に吸入空気を絞るものであるため、
これを絞り過ぎた場合には次第に排気ガス中の酸素濃度
が低下して捕集微粒子が燃えにくくなり、結果的にフィ
ルター再生に時間がかかる、 (2)フィルター再生操作が継続的に行なわれ排気ガス
温度が時間の経過とともに上昇するため、この高温雰囲
気下で微粒子が急激に燃焼するとフィルターの温度が非
常に高くなり、これが約800℃を越えるようになると
該フィルター溶解あるいは割れ等の損傷が生じるおそれ
がある、等の問題があった。
ターの再生中継続的に吸入空気を絞るものであるため、
これを絞り過ぎた場合には次第に排気ガス中の酸素濃度
が低下して捕集微粒子が燃えにくくなり、結果的にフィ
ルター再生に時間がかかる、 (2)フィルター再生操作が継続的に行なわれ排気ガス
温度が時間の経過とともに上昇するため、この高温雰囲
気下で微粒子が急激に燃焼するとフィルターの温度が非
常に高くなり、これが約800℃を越えるようになると
該フィルター溶解あるいは割れ等の損傷が生じるおそれ
がある、等の問題があった。
そこで本発明は、フィルターの温度と排気中の酸素濃度
とを該フィルターの再生に最適な状態に制御することに
よって、該フィルターの損傷を招くことなくしかも短時
間で効率良くフィルターの再生を実現し得るようにした
ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置を提供せんとする
ものである。
とを該フィルターの再生に最適な状態に制御することに
よって、該フィルターの損傷を招くことなくしかも短時
間で効率良くフィルターの再生を実現し得るようにした
ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置を提供せんとする
ものである。
(課題を解決するための手段)
本発明ではかかる課題を解決するための具体的手段とし
て、ディーゼルエンジンの排気系に該ディーゼルエンジ
ンより排出される微粒子を捕集するフィルターを設けた
ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置において、上記デ
ィーゼルエンジンの吸気系と上記排気系の上記フィルタ
ーの下流位置の少なくともいずれか一方に絞り弁を設け
るとともに、上記フィルターの再生時期を検出する再生
時期検出手段を備え、該フィルターの再生時期において
は上記絞り弁の開閉を排気ガス温度に対応して所定間隔
で繰り返すようにしたことを特徴としている。
て、ディーゼルエンジンの排気系に該ディーゼルエンジ
ンより排出される微粒子を捕集するフィルターを設けた
ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置において、上記デ
ィーゼルエンジンの吸気系と上記排気系の上記フィルタ
ーの下流位置の少なくともいずれか一方に絞り弁を設け
るとともに、上記フィルターの再生時期を検出する再生
時期検出手段を備え、該フィルターの再生時期において
は上記絞り弁の開閉を排気ガス温度に対応して所定間隔
で繰り返すようにしたことを特徴としている。
(作用)
本発明ではこのような構成であるかり、0)フィルター
の再生時期において絞り弁を閉じることによって排気ガ
ス温度が上昇しフィルターに捕集された微粒子が燃焼除
去され該フィルターの再生が行なわれる、 (2)時間の経過とともに排気ガス温度が高くなり温度
的には微粒子の燃焼除去がし易くなるが、その一方で酸
素濃度が次第に低下し、結果的に微粒子の燃焼除去性能
が低下するが、このような場合において絞り弁が一旦開
かれることにより、高温下において酸素濃度が上昇し微
粒子の燃焼除去が促進されるとともに、排気ガス温度は
次第に低下せしめられフィルターの過熱化が防止される
、(3)絞り弁の開弁状態が続くと酸素濃度的には微粒
子の燃焼除去が促進され得る状態となるが、その一方で
排気ガス温度が低下し温度的には微粒子の燃焼除去が困
難な状態となり、結果的に微粒子の燃焼除去性能が低下
するが、このような場合において絞り弁が閉じられるこ
とにより、高酸素濃度下で排気ガス温度が上昇し微粒子
の燃焼除去が促進される、 (4)このようにして絞り弁の開閉が排気ガス温度に対
応して繰り返されることにより、常時微粒子の燃焼除去
に最適な排気ガス温度と酸素濃度とが維持されることと
なり、微粒子の効率的な燃焼除去が実現される、 等の作用が得られるものである。
の再生時期において絞り弁を閉じることによって排気ガ
ス温度が上昇しフィルターに捕集された微粒子が燃焼除
去され該フィルターの再生が行なわれる、 (2)時間の経過とともに排気ガス温度が高くなり温度
的には微粒子の燃焼除去がし易くなるが、その一方で酸
素濃度が次第に低下し、結果的に微粒子の燃焼除去性能
が低下するが、このような場合において絞り弁が一旦開
かれることにより、高温下において酸素濃度が上昇し微
粒子の燃焼除去が促進されるとともに、排気ガス温度は
次第に低下せしめられフィルターの過熱化が防止される
、(3)絞り弁の開弁状態が続くと酸素濃度的には微粒
子の燃焼除去が促進され得る状態となるが、その一方で
排気ガス温度が低下し温度的には微粒子の燃焼除去が困
難な状態となり、結果的に微粒子の燃焼除去性能が低下
するが、このような場合において絞り弁が閉じられるこ
とにより、高酸素濃度下で排気ガス温度が上昇し微粒子
の燃焼除去が促進される、 (4)このようにして絞り弁の開閉が排気ガス温度に対
応して繰り返されることにより、常時微粒子の燃焼除去
に最適な排気ガス温度と酸素濃度とが維持されることと
なり、微粒子の効率的な燃焼除去が実現される、 等の作用が得られるものである。
(発明の効果)
従って、本発明のディーゼルエンジンの微粒子捕集装置
によれば、微粒子の燃焼除去が燃焼」−最適な排気ガス
温度及び酸素蟲度下で効率良く行なわれるところから、
フィルターの過熱による損傷を招くということがなく、
しかも該フィルターの再生をより短時間で確実に行える
という効果が得られる。
によれば、微粒子の燃焼除去が燃焼」−最適な排気ガス
温度及び酸素蟲度下で効率良く行なわれるところから、
フィルターの過熱による損傷を招くということがなく、
しかも該フィルターの再生をより短時間で確実に行える
という効果が得られる。
(実施例)
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例をいく
つか説明する。
つか説明する。
第1実施例
第1図には、本発明の第1実施例にかかる微粒子捕集装
置を備えたディーゼルエンジン1のシステム図が示され
ており、同図において符号2は吸気通路、3は排気通路
である。
置を備えたディーゼルエンジン1のシステム図が示され
ており、同図において符号2は吸気通路、3は排気通路
である。
上記排気通路3の通路途中には、排気中の微粒子を捕集
するためのフィルター4 (D P Fと略示)が設け
られている。そして、この排気通路3のフィルター4の
上流位置には、エンジン背圧を検出するための背圧セン
サ5とフィルター4の入口側1の排気ガス温度を検出す
るための温度センサ6とが設けられている。また、この
フィルター4の下流側には、アクチュエータ8によって
開閉駆動される絞り弁7が設けられている。さらに、デ
ィーゼルニンジンlの側部には、燃料噴射ポンプ9が配
置されている。
するためのフィルター4 (D P Fと略示)が設け
られている。そして、この排気通路3のフィルター4の
上流位置には、エンジン背圧を検出するための背圧セン
サ5とフィルター4の入口側1の排気ガス温度を検出す
るための温度センサ6とが設けられている。また、この
フィルター4の下流側には、アクチュエータ8によって
開閉駆動される絞り弁7が設けられている。さらに、デ
ィーゼルニンジンlの側部には、燃料噴射ポンプ9が配
置されている。
また、同図において符号IOはコントローラであり、該
コントローラ10には、上記背圧センサ5からはエンジ
ン背圧jこ対応した背圧信号が、温度センサ6からは排
気ガス温度に対応した温度信号が、また燃料噴射ポンプ
9からはエンジン負荷に対応した負荷信号とエンジン回
転数に対応した回転数信号とがそれぞれ入力される。そ
して、このコントローラ10は、上記各入力信号に基づ
いて上記アクチュエータ8に絞り弁制御信号を出力する
ようになっている。
コントローラ10には、上記背圧センサ5からはエンジ
ン背圧jこ対応した背圧信号が、温度センサ6からは排
気ガス温度に対応した温度信号が、また燃料噴射ポンプ
9からはエンジン負荷に対応した負荷信号とエンジン回
転数に対応した回転数信号とがそれぞれ入力される。そ
して、このコントローラ10は、上記各入力信号に基づ
いて上記アクチュエータ8に絞り弁制御信号を出力する
ようになっている。
次に、このように構成された本実施例の微粒子捕集装置
の作動及び制御状態を第2図及び第3図を参照して説明
する。
の作動及び制御状態を第2図及び第3図を参照して説明
する。
先ず、エンジンの運転状態検出要素として、エンジン回
転数、エンジン負荷等を読み込み(ステップPI)、こ
れに基づいて現在アイドル状態がどうかを判定する(ス
テップP2)。そして、アイドル状態であればフィルタ
ー4の再生操作が必要であると判断し該フィルター4の
再生操作に移行する。尚、初期状態においては、上記絞
り弁7は開弁状態とされている。
転数、エンジン負荷等を読み込み(ステップPI)、こ
れに基づいて現在アイドル状態がどうかを判定する(ス
テップP2)。そして、アイドル状態であればフィルタ
ー4の再生操作が必要であると判断し該フィルター4の
再生操作に移行する。尚、初期状態においては、上記絞
り弁7は開弁状態とされている。
次に、現在のエンジン背圧(PB)を検出する(ステッ
プP3)とともに、このエンジン背圧と予じめ定めた設
定値(X)とを比較しくステップP4)、PB<Xであ
る場合にはフィルター4はまだ目詰まり状態となってお
らず再生の必要性なしと判断するが、PB>Xである場
合にはフィルター4は目詰まり状態にありその再生が必
要であると判断する。即ち、この実施例においては背圧
センサ5が特許請求の範囲中の再生時期検出手段に該当
する。
プP3)とともに、このエンジン背圧と予じめ定めた設
定値(X)とを比較しくステップP4)、PB<Xであ
る場合にはフィルター4はまだ目詰まり状態となってお
らず再生の必要性なしと判断するが、PB>Xである場
合にはフィルター4は目詰まり状態にありその再生が必
要であると判断する。即ち、この実施例においては背圧
センサ5が特許請求の範囲中の再生時期検出手段に該当
する。
フィルター4の再生に際しては、先ず、排気ガス温度の
上昇をスムーズならしめるために、エンジン回転数をア
イドル回転数より所定値だけアップさせ(ステップP5
)、この状態で絞り弁7を閉じる(第3図(B)の点イ
;ステップP6)。すると、エンジン背圧が高くなるた
めエンジン燃焼室への吸入空気量は減少するが燃料噴射
量は変わらないため排気ガス温度が次第に上昇する(第
3図(A)の点aから点すへの移行状e)。尚、第3図
(A)の排気ガス温度はフィルター4の入口温度で示し
ている。
上昇をスムーズならしめるために、エンジン回転数をア
イドル回転数より所定値だけアップさせ(ステップP5
)、この状態で絞り弁7を閉じる(第3図(B)の点イ
;ステップP6)。すると、エンジン背圧が高くなるた
めエンジン燃焼室への吸入空気量は減少するが燃料噴射
量は変わらないため排気ガス温度が次第に上昇する(第
3図(A)の点aから点すへの移行状e)。尚、第3図
(A)の排気ガス温度はフィルター4の入口温度で示し
ている。
この排気ガス温度の移行期の初期においては、排気ガス
中の酸素濃度が十分であるため排気ガス温度の上昇とと
もにフィルター4に堆積した@粒子の燃焼除去が効率良
く行なわれる。しかし、その終期においては、排気ガス
温度は上昇し続けるため温度的には燃焼除去条件が良好
となるものの、排気ガス中の酸素arxが次第に低下し
てくるため、微粒子の燃焼除去作用が次第に悪化するこ
ととなる。
中の酸素濃度が十分であるため排気ガス温度の上昇とと
もにフィルター4に堆積した@粒子の燃焼除去が効率良
く行なわれる。しかし、その終期においては、排気ガス
温度は上昇し続けるため温度的には燃焼除去条件が良好
となるものの、排気ガス中の酸素arxが次第に低下し
てくるため、微粒子の燃焼除去作用が次第に悪化するこ
ととなる。
このため、この実施例においては、上昇変化する排気ガ
ス温度Tを検出しくステップP7)、この検出排気ガス
温度′rが酸素濃度との相関上良好な燃焼除去作用が行
なわれ得る上限温度(Y:約400℃)に達した時点(
第3図(A)の点b)において絞り弁7を一旦全開しく
第3図(B)の点ロ:ステソブP8.P9)、タイマー
設定時間tの間、この状態を保持する(ステップPIO
,pH)。
ス温度Tを検出しくステップP7)、この検出排気ガス
温度′rが酸素濃度との相関上良好な燃焼除去作用が行
なわれ得る上限温度(Y:約400℃)に達した時点(
第3図(A)の点b)において絞り弁7を一旦全開しく
第3図(B)の点ロ:ステソブP8.P9)、タイマー
設定時間tの間、この状態を保持する(ステップPIO
,pH)。
このように、排気ガス温度が高くなった時点で絞り弁7
を開くと、吸入空気量が増加し排気ガス中の酸素濃度が
高くなるため、微粒子は高温且つ高酸素濃度下において
その燃焼除去が促進されろ。
を開くと、吸入空気量が増加し排気ガス中の酸素濃度が
高くなるため、微粒子は高温且つ高酸素濃度下において
その燃焼除去が促進されろ。
また、排気ガス温度は、吸入空気量の増加とと乙に次第
Zこ低下し、設定時間tの経過後においては第3(A)
の点Cとなる。
Zこ低下し、設定時間tの経過後においては第3(A)
の点Cとなる。
ここで、もう−度エンジン背圧PBを検出しくステップ
P12)、該エンジン背圧PBと設定値Zとを比較しく
ステップP13)、PB<Zである場合にはすでにフィ
ルター4の再生は終了したとしてエンジン回転数をもと
のアイドル回転数にダウンさせ(ステップPI4)、リ
ターンする。
P12)、該エンジン背圧PBと設定値Zとを比較しく
ステップP13)、PB<Zである場合にはすでにフィ
ルター4の再生は終了したとしてエンジン回転数をもと
のアイドル回転数にダウンさせ(ステップPI4)、リ
ターンする。
一方、PB>Zである場合には、まだフィルター4の再
生は十分ではないと判断し、再び絞り弁7を閉じ(第3
図(B)の点ハ:ステップP6)、排気ガス温度を上昇
させて微粒子の燃焼除去の促進を図る。
生は十分ではないと判断し、再び絞り弁7を閉じ(第3
図(B)の点ハ:ステップP6)、排気ガス温度を上昇
させて微粒子の燃焼除去の促進を図る。
尚、ここでステップP13での設定値ZをステップP4
での設定値Xと異ならせているのは、エンジン回転数が
この両者で異なることに対応させたものである。
での設定値Xと異ならせているのは、エンジン回転数が
この両者で異なることに対応させたものである。
このように、排気ガス温度に対応して絞り弁7の開閉を
繰り返しながらフィルター4の再生を行うようにした場
合には、該再生作用が再生に最適な排気ガス温度域及び
酸素濃度域で行なわれるため、該再生が確実に且つ短時
間で終了することとなる。また、排気ガス温度がフィル
ター4の保護上の限界温度(約800℃)以上に上昇し
ないため、該フィルター4の信頼性も確保される。
繰り返しながらフィルター4の再生を行うようにした場
合には、該再生作用が再生に最適な排気ガス温度域及び
酸素濃度域で行なわれるため、該再生が確実に且つ短時
間で終了することとなる。また、排気ガス温度がフィル
ター4の保護上の限界温度(約800℃)以上に上昇し
ないため、該フィルター4の信頼性も確保される。
第2実施例
第2実施例のものは、上記第1実施例のシステム(第1
図)をそのまま使用し、これとほぼ同様の制御を行うも
のであるが、該第1実施例と異なる点は、第1実施例の
ものは第3図(A)に示すように絞り弁7の開操作の基
準となる排気ガス温度を設定値Yに固定していたのに対
して、この第2実施例のものは、第5図(A)に示すよ
うに該設定値を開差動の繰り返し毎に順次Y I= Y
t−Y 3−・・・と次第に上昇させた点である。具
体的には、第4図のフローチャートにおいてステップQ
8で示すように、絞り弁7の開作動基準となる設定値を
Ynとし、この設定値Ynをフローが繰り返される毎に
順次Y I+Y t −Y 3・・(Y +< Y t
< Y 3)と変化させるものである。尚、全体的なフ
ローは上記第1実施例の場合と同様であるため、ここで
はその説明を省略する。
図)をそのまま使用し、これとほぼ同様の制御を行うも
のであるが、該第1実施例と異なる点は、第1実施例の
ものは第3図(A)に示すように絞り弁7の開操作の基
準となる排気ガス温度を設定値Yに固定していたのに対
して、この第2実施例のものは、第5図(A)に示すよ
うに該設定値を開差動の繰り返し毎に順次Y I= Y
t−Y 3−・・・と次第に上昇させた点である。具
体的には、第4図のフローチャートにおいてステップQ
8で示すように、絞り弁7の開作動基準となる設定値を
Ynとし、この設定値Ynをフローが繰り返される毎に
順次Y I+Y t −Y 3・・(Y +< Y t
< Y 3)と変化させるものである。尚、全体的なフ
ローは上記第1実施例の場合と同様であるため、ここで
はその説明を省略する。
このように構成した場合には、例えば、排気ガス温度Y
、の状態では十分に燃焼し切らない微粒子が存在したと
しても、順次排気ガス温度を高めることによりこの残留
微粒子が次第に燃焼除去され、フィルター4の再生がよ
り完全ならしめられるものである。
、の状態では十分に燃焼し切らない微粒子が存在したと
しても、順次排気ガス温度を高めることによりこの残留
微粒子が次第に燃焼除去され、フィルター4の再生がよ
り完全ならしめられるものである。
第3実施例
第6図には、本発明の第3実施例にかかる微粒子捕集装
置を備えたディーゼルエンジン1のシステム図が示され
ている。この実施例のものは、上記第1実施例及び第2
実施例のものが絞り弁7の開閉を繰り返すことによって
これに伴う排気ガス温度の変化及び酸素濃度変化をうま
く利用しもってフィルター4に堆積した微粒子の燃焼除
去を促進するようにしていた(即ち、絞り弁7の開閉の
みによって排気ガス温度と酸素濃度の制御を行っていた
)のに対して、絞り弁7はこれを一旦閉弁した後は所定
期間この状態を保持し、この間における酸素濃度と排気
ガス温度の制御(即ち、フィルター4の再生制御)はこ
れを二次エアとEGRガスの選択的導入によって積極的
且つ効果的に行いもって微粒子の燃焼除去作用のより一
層の促進を図ろうとするものである。また、絞り弁7を
開くことによって酸素濃度を増加させることができるこ
とは上記各実施例の場合と同様である。
置を備えたディーゼルエンジン1のシステム図が示され
ている。この実施例のものは、上記第1実施例及び第2
実施例のものが絞り弁7の開閉を繰り返すことによって
これに伴う排気ガス温度の変化及び酸素濃度変化をうま
く利用しもってフィルター4に堆積した微粒子の燃焼除
去を促進するようにしていた(即ち、絞り弁7の開閉の
みによって排気ガス温度と酸素濃度の制御を行っていた
)のに対して、絞り弁7はこれを一旦閉弁した後は所定
期間この状態を保持し、この間における酸素濃度と排気
ガス温度の制御(即ち、フィルター4の再生制御)はこ
れを二次エアとEGRガスの選択的導入によって積極的
且つ効果的に行いもって微粒子の燃焼除去作用のより一
層の促進を図ろうとするものである。また、絞り弁7を
開くことによって酸素濃度を増加させることができるこ
とは上記各実施例の場合と同様である。
システム的には、第6図に示すように、上記第1実施例
のシステム(第1図参照)に、エアーポンプ11と三方
弁■2を増設し、絞り弁7の下流側から第1通路13を
介して導入したEGRガスと吸気通路2から第2通路1
4を介して導入した二次エアとを三方弁I2の切換操作
によって選択的に第3通路15を介してフィルター4の
直上流側位置に供給するようにしている。また、この三
方弁12の制御はコントローラIOによって行なわれる
が、その場合、上記第1.第2実施例においては温度セ
ンサ6をフィルター4の上流側位置に一個だけ設けて該
フィルター人口側の排気ガス温度を検出しこれに基づい
てフィルター再生制御を行っていたが、この第3実施例
においてはフィルター再生制御を実際のフィルター4の
状態に対応して的確に行うという観点から、フィルター
4の上流側と下流側の両方にそれぞれ温度センサ6A。
のシステム(第1図参照)に、エアーポンプ11と三方
弁■2を増設し、絞り弁7の下流側から第1通路13を
介して導入したEGRガスと吸気通路2から第2通路1
4を介して導入した二次エアとを三方弁I2の切換操作
によって選択的に第3通路15を介してフィルター4の
直上流側位置に供給するようにしている。また、この三
方弁12の制御はコントローラIOによって行なわれる
が、その場合、上記第1.第2実施例においては温度セ
ンサ6をフィルター4の上流側位置に一個だけ設けて該
フィルター人口側の排気ガス温度を検出しこれに基づい
てフィルター再生制御を行っていたが、この第3実施例
においてはフィルター再生制御を実際のフィルター4の
状態に対応して的確に行うという観点から、フィルター
4の上流側と下流側の両方にそれぞれ温度センサ6A。
6Bを設け、二次エアの導入タイミングはフィルター上
流側の排気ガス温度で、またEGRガスの導入タイミン
グはフィルター下流側の排気ガス温度でそれぞれ行うよ
うにしている。
流側の排気ガス温度で、またEGRガスの導入タイミン
グはフィルター下流側の排気ガス温度でそれぞれ行うよ
うにしている。
以下、このコントローラIOによるフィルター再生制御
の実際を第7図及び第8図を参照して説明する。
の実際を第7図及び第8図を参照して説明する。
制御開始後、先ずエンジンの運転状態を読み込んで現在
アイドル運転域かどうかを判断しくステップR1,R2
)、アイドル運転域である場合には、エンジン背圧PB
と設定圧Xとの比較からフィルター4の再生の必要の有
無を判断する(ステップR3,R4)。そして、再生の
必要有りとする場合には、エンジン回転数をアイドル回
転数より所定値だけアップさせるとともに絞り弁7を閉
じる(第8図参照ニステップR5,R6)。
アイドル運転域かどうかを判断しくステップR1,R2
)、アイドル運転域である場合には、エンジン背圧PB
と設定圧Xとの比較からフィルター4の再生の必要の有
無を判断する(ステップR3,R4)。そして、再生の
必要有りとする場合には、エンジン回転数をアイドル回
転数より所定値だけアップさせるとともに絞り弁7を閉
じる(第8図参照ニステップR5,R6)。
絞り弁7の閉弁に伴って排気ガス温度はフィルター4の
上流側及び下流側ともに上昇し始めるが、この場合、フ
ィルター人口側の温度が出口側の温度よりも高くなって
おり(点a〉点b)、その後この両者はほぼ同様の上昇
傾向をもって上昇変化する。
上流側及び下流側ともに上昇し始めるが、この場合、フ
ィルター人口側の温度が出口側の温度よりも高くなって
おり(点a〉点b)、その後この両者はほぼ同様の上昇
傾向をもって上昇変化する。
そして、この排気ガス温度の上昇に伴って次第に微粒子
の燃焼除去作用が進行する。
の燃焼除去作用が進行する。
ところが、時間の経過とともに排気ガス温度は上昇して
温度的には燃焼除去条件は良好となるものの、次第に酸
素濃度が低下し結果的に燃焼除去作用が緩慢となる。こ
のため、フィルター4の入口側の温度T、を検出しこれ
が予じめ定めた設定値Yに達した時点で三方弁12を二
次エア側に開いてフィルター4の上流側に二次エアを導
入する(第8図の点CニステップR7〜R+o)。
温度的には燃焼除去条件は良好となるものの、次第に酸
素濃度が低下し結果的に燃焼除去作用が緩慢となる。こ
のため、フィルター4の入口側の温度T、を検出しこれ
が予じめ定めた設定値Yに達した時点で三方弁12を二
次エア側に開いてフィルター4の上流側に二次エアを導
入する(第8図の点CニステップR7〜R+o)。
この二次エアの導入によって酸素濃度の増加が図られ、
フィルター4における微粒子の燃焼除去が促進される。
フィルター4における微粒子の燃焼除去が促進される。
そして、二次エアが導入された後は、フィルター人口温
度は所定温度だけ低下した状態で移行するが、出口側の
温度は微粒子の燃焼の進行とともに急激に上昇し始め、
出口側温度と入口側温度とは逆転し、微粒子はより高温
且つ十分な酸素農産下でさらにその燃焼除去が促進され
る。
度は所定温度だけ低下した状態で移行するが、出口側の
温度は微粒子の燃焼の進行とともに急激に上昇し始め、
出口側温度と入口側温度とは逆転し、微粒子はより高温
且つ十分な酸素農産下でさらにその燃焼除去が促進され
る。
しかし、フィルター4の出口側温度(即ち、フィルター
4自身の温度に最も対応した温度)があまり高くなり過
ぎると、該フィルター4の損傷のおそれが生じるため、
この実施例ではフィルター出口側の排気ガス温度Ttを
検出しこれが設定値Zに達した時点(第8図の点d)で
三方弁12をEGRガス側に切り替えてフィルター4の
上流側にEGRガスを導入するとともにタイマーをセッ
トし、EGRガスの導入を設定時間tの間継続させる(
ステップR0〜R98)。このEGRガスの導入により
、出口温度は次第に低下し、時間を後には点eに達する
。
4自身の温度に最も対応した温度)があまり高くなり過
ぎると、該フィルター4の損傷のおそれが生じるため、
この実施例ではフィルター出口側の排気ガス温度Ttを
検出しこれが設定値Zに達した時点(第8図の点d)で
三方弁12をEGRガス側に切り替えてフィルター4の
上流側にEGRガスを導入するとともにタイマーをセッ
トし、EGRガスの導入を設定時間tの間継続させる(
ステップR0〜R98)。このEGRガスの導入により
、出口温度は次第に低下し、時間を後には点eに達する
。
そして、この時間りが経過した時点において、絞り弁7
を開き且つEGRガスの導入を停止するとともにエンジ
ン回転数を通常のアイドル回転数まで低下させ(ステッ
プR17〜R19)、排気ガス温度を速やかに低下させ
る。この場合、絞り弁7が開かれることにより酸素濃度
が増加し微粒子の燃焼除去が促進されることとなる。
を開き且つEGRガスの導入を停止するとともにエンジ
ン回転数を通常のアイドル回転数まで低下させ(ステッ
プR17〜R19)、排気ガス温度を速やかに低下させ
る。この場合、絞り弁7が開かれることにより酸素濃度
が増加し微粒子の燃焼除去が促進されることとなる。
ここで、再度エンジン背圧PBを検出し、該エンジン背
圧が設定圧X以下である場合にはすでにフィルター4の
再生は完了したとするが、設定圧X以上である場合には
フィルター4の再生は不十分であると判断し、再度上述
の如き再生制御を繰り点す(ステップ1120.R2+
)。このように、再生制御を繰り返すことによって、フ
ィルター4を確実且つ短時間で完全に再生することがで
きるものである。
圧が設定圧X以下である場合にはすでにフィルター4の
再生は完了したとするが、設定圧X以上である場合には
フィルター4の再生は不十分であると判断し、再度上述
の如き再生制御を繰り点す(ステップ1120.R2+
)。このように、再生制御を繰り返すことによって、フ
ィルター4を確実且つ短時間で完全に再生することがで
きるものである。
このように、この第3実施例のものは、絞り弁7による
排気ガス温度と酸素濃度の制御作用に、二次エアとEG
Rガスの導入による排気ガス温度と酸素濃度の制御作用
を付加し、もってフィルター4の再生作用をより積極的
且つ効果的に行うようにしたものである。
排気ガス温度と酸素濃度の制御作用に、二次エアとEG
Rガスの導入による排気ガス温度と酸素濃度の制御作用
を付加し、もってフィルター4の再生作用をより積極的
且つ効果的に行うようにしたものである。
なお、この第3実施例においては、二次エア及びEGr
(ガスをフィルター4の直上流側位置に供給するように
しているが、本発明のたの実施例においてはこれらをエ
ンジンの吸気側に供給することもできるものである。
(ガスをフィルター4の直上流側位置に供給するように
しているが、本発明のたの実施例においてはこれらをエ
ンジンの吸気側に供給することもできるものである。
また、上記各実施例においては、排気通路3に絞り弁7
を設けているが、本発明はこのような構成に限定される
ものではなく、該絞り弁7を吸気通路2側に設けたり、
あるいは吸気通路2と排気通路3の双方にそれぞれ設け
ることもできるものである。
を設けているが、本発明はこのような構成に限定される
ものではなく、該絞り弁7を吸気通路2側に設けたり、
あるいは吸気通路2と排気通路3の双方にそれぞれ設け
ることもできるものである。
第1図は本発明の第1実施例にかかる微粒子捕集装置を
備えたディーゼルエンジンのシステム図、第2図はその
制御フローチャート、第3図(A)、(B)はその制御
特性図、第4図は本発明の第2実施例にかかる微粒子捕
集装置における制御フローチャート、第5図(A)、(
B)はその制御特性図、第6図は本発明の第3実施例に
かかる微粒子捕集装置を備えたディーゼルエンジンのシ
ステム図、第7図はその制御フローチャート、第8図は
その制御特性図である。 1##◆・・ディーゼルエンジン 2・・・・・吸気通路 3 ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ 6 6A 6B 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ 9 ・ ・ ・ 10 ・ ・ 11 ・ ・ l 2 ・ ・ 排気通路 フィルター 背圧センサ 温度センサ 絞り弁 アクチュエータ 燃料噴射ポンプ コントローラ エアーポンプ 三方弁 l・・・◆◆デイーセルエン/ン 2・・・・・吸気通路 3・・・・・jJ1気通路 11・ ・・・・フィルター / 8・・・・・アクチュエータ ≦ \8 111・・エアーポンプ 12・・・・三方弁 第3図 第5図
備えたディーゼルエンジンのシステム図、第2図はその
制御フローチャート、第3図(A)、(B)はその制御
特性図、第4図は本発明の第2実施例にかかる微粒子捕
集装置における制御フローチャート、第5図(A)、(
B)はその制御特性図、第6図は本発明の第3実施例に
かかる微粒子捕集装置を備えたディーゼルエンジンのシ
ステム図、第7図はその制御フローチャート、第8図は
その制御特性図である。 1##◆・・ディーゼルエンジン 2・・・・・吸気通路 3 ・ ・ ・ 4 ・ ・ ・ 5 ・ ・ ・ 6 6A 6B 7 ・ ・ ・ 8 ・ ・ ・ 9 ・ ・ ・ 10 ・ ・ 11 ・ ・ l 2 ・ ・ 排気通路 フィルター 背圧センサ 温度センサ 絞り弁 アクチュエータ 燃料噴射ポンプ コントローラ エアーポンプ 三方弁 l・・・◆◆デイーセルエン/ン 2・・・・・吸気通路 3・・・・・jJ1気通路 11・ ・・・・フィルター / 8・・・・・アクチュエータ ≦ \8 111・・エアーポンプ 12・・・・三方弁 第3図 第5図
Claims (1)
- 1、ディーゼルエンジンの排気系に該ディーゼルエンジ
ンより排出される微粒子を捕集するフィルターを設けた
ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置であって、上記デ
ィーゼルエンジンの吸気系と上記排気系の上記フィルタ
ーの下流位置の少なくともいずれか一方に絞り弁を設け
るとともに、上記フィルターの再生時期を検出する再生
時期検出手段を備え、該フィルターの再生時期において
は上記絞り弁の開閉を排気ガス温度に対応して所定間隔
で繰り返すようにしたことを特徴とするディーゼルエン
ジンの微粒子捕集装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203546A JPH0367013A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1203546A JPH0367013A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0367013A true JPH0367013A (ja) | 1991-03-22 |
Family
ID=16475933
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1203546A Pending JPH0367013A (ja) | 1989-08-05 | 1989-08-05 | ディーゼルエンジンの微粒子捕集装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0367013A (ja) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517112U (ja) * | 1991-01-04 | 1993-03-05 | 日産デイーゼル工業株式会社 | パーテイキユレートトラツプフイルタ再生装置 |
US5218818A (en) * | 1991-05-07 | 1993-06-15 | Mercedes-Benz Ag | Device for controlling a by-pass valve |
FR2774424A1 (fr) * | 1998-02-02 | 1999-08-06 | Peugeot | Systeme de controle du fonctionnement d'une ligne d'echappement d'un moteur diesel notamment de vehicule automobile, equipee d'un filtre a particules |
WO2004076837A1 (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-10 | Ngk Insulators, Ltd. | 排気微粒子浄化フィルタの再生制御方法、及び再生制御用プログラム |
JP2007198261A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
FR2898937A1 (fr) * | 2006-03-27 | 2007-09-28 | Renault Sas | Procede d'evaluation de la masse de particules incombustibles presentes dans un filtre a particules |
JP2011220260A (ja) * | 2010-04-12 | 2011-11-04 | Fuji Heavy Ind Ltd | エンジン制御装置 |
JP2020020298A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社豊田自動織機 | 排気処理装置 |
-
1989
- 1989-08-05 JP JP1203546A patent/JPH0367013A/ja active Pending
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0517112U (ja) * | 1991-01-04 | 1993-03-05 | 日産デイーゼル工業株式会社 | パーテイキユレートトラツプフイルタ再生装置 |
US5218818A (en) * | 1991-05-07 | 1993-06-15 | Mercedes-Benz Ag | Device for controlling a by-pass valve |
FR2774424A1 (fr) * | 1998-02-02 | 1999-08-06 | Peugeot | Systeme de controle du fonctionnement d'une ligne d'echappement d'un moteur diesel notamment de vehicule automobile, equipee d'un filtre a particules |
WO2004076837A1 (ja) * | 2003-02-26 | 2004-09-10 | Ngk Insulators, Ltd. | 排気微粒子浄化フィルタの再生制御方法、及び再生制御用プログラム |
JP2007198261A (ja) * | 2006-01-26 | 2007-08-09 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気浄化システム |
JP4605033B2 (ja) * | 2006-01-26 | 2011-01-05 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化システム |
FR2898937A1 (fr) * | 2006-03-27 | 2007-09-28 | Renault Sas | Procede d'evaluation de la masse de particules incombustibles presentes dans un filtre a particules |
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JP2020020298A (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社豊田自動織機 | 排気処理装置 |
WO2020026722A1 (ja) * | 2018-08-01 | 2020-02-06 | 株式会社豊田自動織機 | 排気処理装置 |
TWI716043B (zh) * | 2018-08-01 | 2021-01-11 | 日商豐田自動織機股份有限公司 | 排氣處理裝置 |
AU2019315103B2 (en) * | 2018-08-01 | 2022-05-19 | Kabushiki Kaisha Toyota Jidoshokki | Exhaust-gas treatment apparatus |
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