JPH0513935Y2

JPH0513935Y2 -

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Publication number: JPH0513935Y2
Application number: JP1986015099U
Authority: JP
Priority date: 1986-02-06
Filing date: 1986-02-06
Publication date: 1993-04-14
Anticipated expiration: 2001-02-06
Also published as: JPS62128108U

Description

【考案の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本考案は、デイーゼル機関の排気通路に設けら
れた排気ガス浄化用のフイルタを再生する装置に
関する。

〔従来の技術〕

デイーゼル機関の排気ガス中に含まれる炭化化
合物からなる可燃性の微粒子、すなわちパテイキ
ユレートが大気に放出されるのを阻止するため、
従来、排気通路内にはパテイキユレート捕集用フ
イルタが配設されている。このフイルタ上のパテ
イキユレートは定期的に燃焼除去される必要があ
り、フイルタの近傍にはパテイキユレートを燃焼
させるための着火装置が配設される。

ところが、パテイキユレートを燃焼させるフイ
ルタ再生処理の間に運転者が機関を停止させる
と、フイルタ内のガスの流れが止まるためにパテ
イキユレートの燃焼が途中で停止し、パテイキユ
レートが燃え残ることとなる。このような状態で
再び機関を起動すると、燃え残りのパテイキユレ
ートの上に新しいパテイキユレートが堆積し、こ
のためその部分における堆積量は他の部分よりも
多くなる。しかして再びフイルタ再生条件が満た
され、再生処理を開始すると、燃え残りのパテイ
キユレートの部分は、堆積量が多いために温度が
上昇しやすく、フイルタが溶損するおそれがあ
る。

そこで従来、再生処理中に機関を停止させた場
合、残りの再生時間を記憶しておき、次に機関が
起動された時、その残りの再生時間だけ再生処理
を行なうようにした構成が提案されている（特開
昭59−155526号公報）。

ところが、このように、機関の停止により生じ
るパテイキユレートの燃え残りを次の機関の起動
時に燃焼除去する構成においては、燃え残りのパ
テイキユレートがフイルタ下流側に位置するた
め、ヒータから離れており着火が困難であるとい
う問題がある。

この対策として、電子制御部をイグニツシヨン
スイツチを介して電源に接続すると共にこのイグ
ニツシヨンスイツチに対して電気的に並列にバツ
クアツプスイツチを設けることが考えられる（特
開昭60−45711号公報参照）。

これによつて、フイルタの再生処理中にイグニ
ツシヨンスイツチがオフされても、再生処理を続
行して再生を完了させることができる。

〔考案が解決しようとする問題点〕

ところがこの装置では、フイルタの再生完了を
正確に判定することができないという問題を生ず
る。

フイルタの再生完了を正確に判定できないと、
例えば、フイルタの再生が完了しているにもかか
わらずフイルタの再生が実行される場合には、イ
グニツシヨンスイツチがオフされた後にフイルタ
再生が完了したにもかかわらずアイドル運転が続
行され燃費が悪化する。また、例えば、フイルタ
の再生が完了していないのにフイルタの再生が終
了される場合には、フイルタの再生が不完全とな
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案によれば、フ
イルタに堆積したパテイキユレートの捕集状態を
検出してフイルタ再生の要否を判断する再生時期
判断手段と、電源と、この電源から電力を供給さ
れて作動し、再生時期判断手段がフイルタ再生を
要すると判断したときにフイルタ上のパテイキユ
レートを燃焼させてこのフイルタの再生処理を行
なう再生処理手段と、この再生処理手段に電源か
ら電力を供給させるためのイグニツシヨンスイツ
チと、このイグニツシヨンスイツチとは電気的に
並列に設けられ、フイルタの再生処理中、再生処
理手段に電源からの電力を強制的に供給させるバ
ツクアツプスイツチと、排気通路のフイルタより
上流側における排気ガスの温度を検出する第１排
気温センサと、排気通路のフイルタより下流側に
おける排気ガスの温度を検出する第２排気温セン
サと、再生処理手段による再生処理開始後第２排
気温センサにより検出された温度が第１排気温セ
ンサにより検出された温度よりも低くなつたとき
にフイルタの再生が完了したと判定して再生処理
を終了させる再生処理終了手段とを備えている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本発明を説明する。

第１図および第２図において、機関本体１０か
ら延びる排気管１１には、ターボチヤージヤ１２
のタービン（図示せず）が設けられ、このターボ
チヤージヤ１２の下流側に、排気微粒子を捕集す
るためのトラツプ１３が配設される。トラツプ１
３は、排気管１１を側方に膨出して形成したケー
シング１４と、このケーシング１４内に収容され
たフイルタ１５と、フイルタ１５の前面に設けら
れた電気ヒータ１６とを備え、フイルタ１５の後
面から延びるトラツプ通路１７はフイルタ１５の
外側を迂回して排気管１１の下流側に達する。一
方、フイルタ１５の前面側とトラツプ通路１７の
下流側とはバイパス通路１８により連結される。
バイパス弁１９はバイパス通路１８の下流側とト
ラツプ通路１７の下流側との接合部分に設けら
れ、アクチユエータ２０により駆動されてバイパ
ス通路１８の開度を調節する。

通常の運転時、バイパス弁１９はバイパス通路
１８を閉じており、排気ガスはフイルタ１５を通
過し、トラツプ通路１７を通つて排気管の出口部
２１へ排出される。これに対し、再生時、バイパ
ス弁１９はバイパス通路１８を開放し、これによ
り大部分の排気ガスはフイルタ１５を通過するこ
となく排気管の出口部２１側へ流動し、一部の排
気ガスだけがフイルタ１５を通過する。またこの
時、電気ヒータ１６が通電されて発熱し、フイル
タ１５に捕集されたパテイキユレートが着火して
燃焼する。この燃焼は、フイルタ１５の前側から
後側へ帯状に進行する。電気ヒータ１６への通電
が停止された後もフイルタ１５の燃焼は徐々に進
行し、この燃焼はフイルタ１５の後面まで到達し
て終了する。その後、バイパス弁１９が閉弁され
る。しかしてパテイキユレートが焼却されて、フ
イルタ１５は再生される。

バイパス弁１９の開閉制御および電気ヒータ１
６への電力供給はマイクロコンピユータを備えた
電子制御部（ECU）２２により行なわれる。
ECU２２はイグニツシヨンスイツチ４０をONに
することにより電源４１に導通するが、後述する
ように、フイルタ１５の再生時にはイグニツシヨ
ンスイツチ４０とは電気的に並列に設けられたバ
ツクアツプスイツチ４２をONにすることによつ
ても電源４１に導通する。フイルタ再生時か否か
の判断は、トラツプ１３に接続され、フイルタに
堆積したパテイキユレートのインピーダンスを検
知するローデイングセンサ２３の出力信号により
行なわれる。すなわち、ローデイングセンサ２３
が検知したパテイキユレートのインピーダンスを
表わす信号は、ECU２２に入力され、ECU２２
はこの信号を基にしてフイルタ１５上に捕集され
たパテイキユレートの量を検知し、フイルタ再生
時になつたか否かを判断する。ECU２２は、再
生時、リレー２４を作動させて電気ヒータ１６へ
の通電を開始させるとともに、駆動回路２５を介
してアクチユエータ２０を作動させ、バイパス弁
１９の開閉を制御する。また、この再生時、
ECU２２は再生処理中であることを運転者に知
らせるため、再生ランプ４３を点灯させる。

ECU２２は、後述するように、フイルタ１５
の上流側および下流側の排気温度に応じてヒータ
１６への通電、遮断およびバイパス弁１９の開閉
を行なう。このため、フイルタ１５の上流側すな
わちバイパス通路１８のフイルタ１５の前面近傍
には第１排気温センサ３１が設けられ、またケー
シング１４内であつてフイルタ１５の後面近傍に
は第２排気温センサ３２が設けられる。

第１排気温センサ３１により計測されるフイル
タ１５への流入ガス温度θ₁、および第２排気温セ
ンサ３２により計測されるフイルタ１５からの排
出ガス温度θ₂は、定常走行時、第３図により示さ
れるように変化する。すなわち、フイルタ１５の
再生前におけるバイパス弁１９の閉塞時、流入ガ
ス温度θ₁の方が排出ガス温度θ₂よりも若干高い。
バイパス弁１９を開放すると、始め両温度θ₁，θ₂
共に多少低下するが、排出ガス温度θ₂はパテイキ
ユレートの燃焼が始まると徐々に上昇し、燃焼が
フイルタ１５の後面に達するとほぼ最高値に達す
る。一方、流入ガス温度θ₁はほぼ一定であり、そ
の後排出ガス温度θ₂は低下して流入ガス温度θ₁よ
りも低くなり、つまり流入ガスはフイルタ１５に
より加熱されないこととなり、フイルタ１５が発
熱しておらず、再生が終了していると判断され
る。なお定常走行では排出ガス温度θ₂が上記最高
値に達した時点において再生が終了したと判断す
ることができるが、実際には車両の加減速により
排気温が変動し、排出ガス温度θ₂が極大値をとつ
たからといつて再生の終了を判断することはでき
ない。

ところで、フイルタ１５の再生（パテイキユレ
ートの燃焼）の途中でバイパス弁１９を閉じた場
合における流入ガス温度θ₁および排出ガス温度θ₂
の変化を第４図に示すと、この図から理解される
ように、バイパス弁１９を閉じた瞬間、排出ガス
温度θ₂すなわちフイルタ内温度は急激に上昇し、
フイルタ１５の許容温度（例えば1000℃）以上に
なりやすい。このようにフイルタ１５の温度が上
昇し過ぎるとフイルタ１５の壁が溶損し、パテイ
キユレートの捕集率が激減してフイルタとしての
機能が損なわれるおそれがある。したがつてバイ
パス弁１９を閉塞するのは、フイルタ１５の再生
が完全に終了した後でなければならない。

また、フイルタ１５の再生が途中で停止し、フ
イルタ１５の後部にパテイキユレートの燃え残り
が存在する場合について、第５図ａ，ｂを参照し
て説明する。フイルタ１５の再生が正常に行なわ
れると、フイルタ１５内の温度分布は、第５図ａ
に示すように前側が低く後側ほど高くなるような
ものであるが、最高温度がフイルタの許容温度以
上になることはない。一方、フイルタ１５の後部
にパテイキユレートの燃え残りがある場合、次の
機関運転においてこの燃え残りの部分に新しいパ
テイキユレートが堆積するため、この部分のパテ
イキユレート堆積量が他の部分よりも多くなり、
その後の再生処理において、第５図ｂに示すよう
にその燃え残りの部分（図中、Ａで示す）におけ
る温度の上昇量が多く、これにより最高温度がフ
イルタの許容温度以上になる可能性が高くなる。
すなわち、このような場合を考慮しても、フイル
タ１５の再生を途中で停止させることは好ましく
ない。

しかして本実施例では、次に述べる制御により
フイルタ１５の再生処理が途中で停止することが
ないようにしている。

第６図はECU２２によるヒータ１６およびバ
イパス弁１９の制御のフローチヤートを示す。

ステツプ101ではその後の処理のために各種の
イニシヤライズを行ない、ステツプ102ではロー
デイングセンサ２３の検知した、フイルタ上のす
すのインピーダンスを示す信号を読込む。次にス
テツプ103では排気ガス圧力の大きさからフイル
タ１５上のパテイキユレートの量を推定し、フイ
ルタの再生の必要があるか否かを判別する。再生
の必要がなければ再びステツプ102へ戻るが、再
生の必要があれば次のステツプへ進む。

ステツプ104では、バツクアツプスイツチ４２
をONにするとともに再生ランプ４３を点灯さ
せ、また、バイパス弁１９を開放するとともにヒ
ータ１６に通電して加熱を開始し、さらにタイマ
T₁，T₂のカウントアツプを始める。これにより
フイルタの再生処理が開始する。次にステツプ
105で流入ガス温度θ₁および排出ガス温度θ₂を読
込んだ後、ステツプ106において流入ガス温度θ₁
が排出ガス温度θ₂よりも低いか否かを判別する。
流入ガス温度θ₁が排出ガス温度θ₂よりも低ければ
フイルタ１５は加熱されて再生が開始されている
が、もし排出ガス温度θ₂の方が低ければ、ステツ
プ107へ移つてタイマT₂の値が所定値t₂以上か否
か判別して所定値t₂に達するまでステツプ105，
106，107を繰返す。タイマT₂が所定値t₂に達して
も排出ガス温度θ₂が上昇しなければ、ステツプ
108へ移り、ヒータ１６への通電を遮断するとと
もに警告灯を点燈してこのプログラムを終了す
る。

ステツプ106において、流入ガス温度θ₁の方が
排出ガス温度θ₂よりも低いと、ステツプ109が実
行され、タイマT₁の値が所定値t₁になるまで待機
する。次にステツプ110へ移つてヒータ１６への
通電が遮断される。ステツプ111では、その時に
おける流入ガス温度θ₁および排出ガス温度θ₂を読
込み、ステツプ112へ移つて流入ガス温度θ₁が排
出ガス温度θ₂よりも高いか否か判別する。もし流
入ガス温度θ₁の方が低ければ、まだフイルタ１５
は再生中であるのでステツプ111へ戻り、逆に、
流入ガス温度θ₁の方が高ければ、フイルタ１５の
加熱は終了しておりステツプ113へ移つてバツク
アツプスイツチ４０をOFFにするとともに再生
ランプ４３を消灯し、またバイパス弁１９を閉塞
してこのプログラムを終了する。

以上のように本実施例は、フイルタ１５の再生
処理の開始とほぼ同時にバツクアツプスイツチ４
２を閉成させ、この再生処理の間、このスイツチ
４２を介して電源４１とECU２２を導通させ続
けるように構成されている。したがつて再生処理
中にイグニツシヨンスイツチ４０を切つたとして
も、ECU２２は稼動し続け、機関はアイドル運
転し（長くても４〜５分間）、またフイルタの再
生処理は完了するまで行なわれる。しかして機関
の停止時にフイルタ１５上にパテイキユレートの
燃え残りが存在することがなく、次の再生処理時
にフイルタ１５の温度が上昇しすぎてこのフイル
タ１５が溶損するおそれがなくなる。また、ヒー
タ１６に通電して排出ガス温度θ₂が流入ガス温度
θ₁より高くなつた後に、排出ガス温度θ₂が流入ガ
ス温度θ₁より低くなつたときにフイルタの再生が
完了したと判定するために、フイルタの再生完了
を正確に判定することができる。フイルタ再生中
にイグニツシヨンスイツチがオフされても機関の
アイドル運転が続行されるが、フイルタの再生完
了を正確に判定できるためにフイルタの再生が完
了すると機関をすぐに停止して燃費の悪化を防止
することができる。また、フイルタの再生を完全
に行なうことができる。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、非常に簡単な構
成により、フイルタの再生処理中にイグニツシヨ
ンスイツチがオフされても再生処理を完了させる
ことができる。したがつて、燃え残りのパテイキ
ユレートの上に新しいパテイキユレートが堆積す
ることがなく、再生処理時にフイルタが溶損する
おそれが防止され、また燃え残りのパテイキユレ
ートを次の機関始動時に燃焼除去する必要がなく
なり、再生処理開始時にはヒータの近くのパテイ
キユレートに着火すれはよいので、再生処理が容
易となる。また、フイルタの再生完了を正確に判
定することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を適用したデイーゼ
ル機関を示す概略図、第２図は第１図のデイーゼ
ル機関のトラツプの部分を破断して示す側面図、
第３図はフイルタの再生終了時期を正確に判断し
た場合における流入ガス温度および排出ガス温度
の変化を示すグラフ、第４図はバイパス弁をフイ
ルタ再生中に閉じた場合における流入ガス温度お
よび排出ガス温度の変化を示すグラフ、第５図ａ
は再生処理が正常に行なわれた場合におけるフイ
ルタ内の温度分布を示すグラフ、第５図ｂは、再
生処理が途中で停止した後、再び再生処理を行つ
た場合におけるフイルタ内の温度分布を示すグラ
フ、第６図は再生処理の制御ルーチンを示すフロ
ーチヤートである。１５……フイルタ、１６……電気ヒータ、１９
……バイパス弁、２２……電子制御部、４０……
イグニツシヨンスイツチ、４１……電源、４２…
…バツクアツプスイツチ。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

デイーゼル機関の排気通路に設けられたフイル
タの再生装置であつて、上記フイルタに堆積した
パテイキユレートの捕集状態を検出してフイルタ
再生の要否を判断する再生時期判断手段と、電源
と、この電源から電力を供給されて作動し、上記
再生時期判断手段がフイルタ再生を要すると判断
したときに上記フイルタ上のパテイキユレートを
燃焼させてこのフイルタの再生処理を行なう再生
処理手段と、この再生処理手段に上記電源から電
力を供給させるためのイグニツシヨンスイツチ
と、このイグニツシヨンスイツチとは電気的に並
列に設けられ、上記フイルタの再生処理中、上記
再生処理手段に上記電源からの電力を強制的に供
給させるバツクアツプスイツチと、上記排気通路
のフイルタより上流側における排気ガスの温度を
検出する第１排気温センサと、上記排気通路のフ
イルタより下流側における排気ガスの温度を検出
する第２排気温センサと、上記再生処理手段によ
る再生処理開始後上記第２排気温センサにより検
出された温度が上記第１排気温センサにより検出
された温度よりも低くなつたときにフイルタの再
生が完了したと判定して上記再生処理を終了させ
る再生処理終了手段とを備えることを特徴とする
デイーゼル機関のフイルタ再生装置。