JPH0517372Y2 - - Google Patents

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エンジンの排気系に設けら
れてパテイキユレートを捕集するフイルタの再生
処理装置に関する。

〔従来の技術および問題点〕

この種のフイルタは、排気性能およびパテイキ
ユレートの捕集性能を確保するため、時々パテイ
キユレートを焼却して再生処理が行なわれる。こ
の再生時期は、フイルタ上のパテイキユレート堆
積量と排気系の圧力とがほぼ比例することから、
通常この圧力を用いて判断されている。さて、例
えばエンジン運転状態によりフイルタの再生が良
好に行なわれない場合があり、従来、この再生不
良のために排気系の圧力が充分低下しないと、直
ちに再生処理が再開されていた。このため、パテ
イキユレートの着火を電気ヒータにより行なうも
のにあつてはバツテリの性能低下をきたしやす
く、また軽油バーナにより着火を行なうものにあ
つては燃費が悪化し、このような着火機構が頻繁
な再生作動により劣化するという問題があつた。

特開昭60−90913号公報には、再生処理が良好
に行なわれなかつた場合、再生処理を一時的に禁
止する構成が提案されているが、再生処理の再開
時期については示唆されておらず、着火機構の性
能低下を招くことなくフイルタを迅速に再生させ
ることについては未だ解決されていない。

本考案は、パテイキユレートを着火させる機構
の性能を低下させることなく、フイルタを迅速か
つ確実に再生することを可能ならしめるフイルタ
再生処理装置を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕 本考案に係るフイルタ再生処理装置は、第１図
の考案の構成図に示すように、フイルタ１５上の
パテイキユレートを焼却させる手段Ａと、上記排
気系の圧力を検出する圧力センサ２２と、上記圧
力と基準値を比較し、この圧力が基準値に達した
時上記焼却手段Ａを作動させるフイルタ再生手段
Ｂと、このフイルタ再生手段Ｂによる再生処理後
の上記排気系の圧力を設定値と比較して、再生処
理の良否を判定する手段Ｃと、この良否判定手段
Ｃにより再生不良が判定された場合、エンジン回
転数を積算し、その積算値が所定値に達した後上
記焼却手段Ａを再び作動させる手段Ｄとを備える
ことを特徴としている。

〔実施例〕

以下図示実施例により本考案を説明する。

第２図は本考案の一実施例を適用したデイーゼ
ルエンジンの排気系を示す。この図において、エ
ンジン本体１１には吸気マニホルド１２および排
気マニホルド１３が取付けられ、排気マニホルド
１３の下流側基部には排気管１４が設けられる。
フイルタ１５は排気管１４の途中に配設され、フ
イルタ１５の上流側と下流側はバイパス管１６に
より連結される。バイパス管１６にはこれを開閉
するバイパス弁１７が設けられ、このバイパス弁
１７はアクチユエータ１８により開閉駆動され
る。電気ヒータ２１はフイルタ１５の上流側部分
に近接して設けられ、このフイルタ１５の再生時
発熱してフイルタに堆積したパテイキユレートを
燃焼させる。圧力センサ２２は、排気管１４のフ
イルタ１５の上流側であつてバイパス管１６の分
岐部分よりも下流側に設けられ、フイルタ１５の
上流側の背圧を検出する。

通常、バイパス弁１７は閉弁し、電気ヒータは
通電されておらず、この状態でフイルタ１５は排
気ガス中のパテイキユレートを捕集する。このパ
テイキユレートの捕集量が所定量に達した時、バ
イパス弁１７が開放されてフイルタ１５に対する
排気ガスの流入量が減量され、これとともに電気
ヒータ２１が通電される。これによりパテイキユ
レートが加熱されて着火する。この着火後、ヒー
タ２１への通電が遮断される。パテイキユレート
の燃焼はフイルタ１５の後端まで伝播し、これに
よりフイルタ１５上のパテイキユレートは燃焼除
去され、再生が終了する。そしてバイパス弁１７
が閉塞され、パテイキユレートの捕集が再開され
る。

さて、フイルタ１５の再生時期の判断は、通
常、フイルタ１５の背圧を測定することにより行
なわれる。つまり、フイルタ１５上のパテイキユ
レート堆積量と背圧とは相関関係があり、この背
圧が所定値に達した時フイルタ１５に再生が行な
われる。より具体的には、再生時期に対応した背
圧の値をアクセル開度とエンジン回転数の二次元
マツプとしてマイクロコンピユータのメモリに記
憶しておき、その時のエンジン条件に応じて、背
圧の値が再生時期の値に達したか否か判断するよ
うになつている。

フイルタ１５の再生時期の判断および再生処理
は、マイクロコンピユータから成る制御回路３１
（第２図）により行なわれる。制御回路３１は、
マイクロプロセツシングユニツト（MPU）３２
と、メモリ３３と、入力ポート３４と、出力ポー
ト３５とを有し、これらはバス３６により相互に
接続される。入力ポート３４には、圧力センサ２
２の他、アクセルセンサ２３と回転数センサ２４
が接続される。アクセルセンサ２３は図示しない
燃料噴射ポンプに設けられたアクセルレバーの開
度を検出し、回転数センサ２４はエンジン回転数
を検出する。一方、出力ポート３５には駆動回路
２５を介してアクチユエータ１８および電気ヒー
タ２１が接続される、しかして制御回路３１は各
センサ２２，２３，２４からの入力信号に基いて
フイルタ１５の再生時期の判断を行ない、再生時
期であると判断した場合、アクチユエータ１８を
駆動してバイパス弁１７を開弁させるとともにヒ
ータ２１に通電し、フイルタ１５の再生処理を行
なう。

第３図はフイルタ再生処理ルーチンのフローチ
ヤートを示す。

ステツプ101ではフラグｆが１にセツトされて
いるか否かを判定する。初めてこのルーチンが実
行される時、このフラグｆは１にセツトされてお
り、最初ステツプ101からステツプ102へ進み、そ
の時におけるエンジン回転数NE、アクセル開度
ACCP、および背圧Ｐを検出する。そしてステツ
プ103において、フイルタ再生時期に対応した背
圧P_REをエンジン回転数NEとアクセル開度ACCP
の二次元マツプから読む。ステツプ104では圧力
センサ２２により検出された背圧Ｐが再生時期の
背圧の基準値P_REに達したか否かを判別し、まだ
達していなければステツプ115を実行してこのル
ーチンを終了する。ステツプ115は、後述する他
のステツプにおいてフラグｆが０にリセツトされ
た場合を考慮してこのフラグｆを１にセツトし、
またカウンタＮを０にクリアするものである。

ステツプ104において実際の背圧Ｐが再生時期
の値に達した場合、ステツプ105へ進んでフイル
タ１５の再生処理を行なう。すなわち、バイパス
弁１７を開放するとともに電気ヒータ２１に通電
してフイルタ１５を加熱し、フイルタ１５のパテ
イキユレートを着火させる。着火後ヒータ２１に
対する通電を停止し、この状態でパテイキユレー
トを燃焼させ、そしてバイパス弁１７を開弁して
再生処理を終了する。

次いでステツプ106〜109においてフイルタの再
生良否の判定を行なう。ステツプ106ではその時
におけるエンジン回転数NE、アクセル開度
ACCP、および背圧P_EXAを検出する。ステツプ
107では、フイルタ再生時期に対応した背圧の基
準値P_REとフイルタにパテイキユレートが堆積し
ていない時の背圧P_EXOとをエンジン回転数NEお
よびアクセル開度ACCPの二次元マツプから読
む。そしてステツプ108では、 λ＝P_RE−P_EXA／P_RE−P_EXO (1) の式から背圧低減率λを計算する。背圧低減率λ
が0.7以上の場合、再生は良好に行なわれたと判
断し、ステツプ109からステツプ115へ進み、フラ
グｆを１にセツトするとともにカウンタＮを０に
クリアしてこのルーチンを終了する。これに対
し、背圧低減率λが0.7より小さい場合、再生は
良好に行なわれなかつたと判断し、ステツプ109
からステツプ110へ進み、再生処理のやり直しを
行なう。

ここで、圧力センサ２２により検出される背圧
は、第４図に実線Ａ，Ｂ，Ｃで示すように変化す
る。すなわち、再生処理が行なわれる直前におい
て、背圧は実線Ａで示すように値P_REをとり、再
生中は実線Ｂで示すように、バイパス弁１７が開
弁するのでかなり低い値を示し、再生処理の進行
とともに徐々に低下する。そして再生後、実線Ｃ
で示すように、バイパス弁１７の閉弁により背圧
は上昇するが、再パテイキユレートの焼却のため
に再生前の値P_REよりかなり低い値P_EXAをとる。
しかして背圧低減率λは、実際の再生による背圧
の低下量（P_RE−P_EXA）と再生が完璧に行なわれ
た場合の背圧の低下量（P_EXA−P_EXO）との比とし
て上記(1)式のように定義される。

ステツプ110ではフラグｆを０にリセツトし、
ステツプ111ではカウンタＮを１だけインクリメ
ントする。カウンタＮは初め０にセツトされてお
り、最初このステツプ111において１になる。ス
テツプ112においてカウンタＮが３以下の時、す
なわち再生処理のやり直し回数がまだ３回以下し
か行なわれていない時、ステツプ113，114を実行
してエンジン回転数NEが10万回転に達するまで
積算し、このルーチンを終了する。

これに対し、既に行なわれた再生処理のやり直
し回数が３回に達している場合、ステツプ112か
らステツプ116へ進み、フラグｆを１にセツトす
るとともにカウンタＮを０にクリアし、またステ
ツプ117において、車両の運転席に設けられた図
示しない警告灯を点灯させてこのルーチンを終了
する。

しかして、カウンタＮが３以下であつてエンジ
ン回転数NEを10万回転まで積算した場合、この
ルーチンの次の実行において、フラグｆが０に定
められているためにステツプ101からステツプ105
へ飛んでフイルタの再生処理を行なう。すなわ
ち、背圧低減率λが0.7より低かつた場合、ステ
ツプ105の再生処理に際し、通常の処理のように
背圧を検出して基準値P_REと比較するのではなく、
エンジン回転数NEの積算値が10万回転に達する
まで待機する。したがつて、前回の再生処理にお
いて電気ヒータ２１を通電したことによりバツテ
リの電圧が低下していることがあるが、このよう
にしばらくの間エンジンを回転させることによ
り、バツテリの電圧は復帰し、バツテリ性能の低
下が防止される。

しかして本実施例によれば、バツテリの電圧低
下が防止され、またその後の再生処理は電圧の復
帰後すぐに行なわれるので、パテイキユレートの
着火が容易になり、再生処理を迅速かつ確実に行
なうことが可能となる。また、再生処理を頻繁に
繰返すと、フイルタ上流側のパテイキユレートが
少ないために燃焼が下流側へ伝播せず、下流側に
多くのパテイキユレートが堆積し、このため、そ
の後の再生においてフイルタ下流側のパテイキユ
レートが燃焼した際ここの温度が上昇しすぎてフ
イルタが溶損するおそれがある。しかし、本実施
例によれば再生処理の間隔が長くなるため、次の
再生処理までにある程度のパテイキユレートがフ
イルタ上に堆積し、燃焼は下流側まで伝播するこ
ととなり、良好な再生を達成することが可能とな
る。さらに本実施例は、再生処理のやり直しを所
定回数に押えているので、不必要に再生処理を繰
返すことがなく、システムの異常を早期に発見す
ることができる。

なお、フイルタ再生時期および再生良否の判定
をフイルタ前後の差圧を用いて行なつてもよいこ
とは言うまでもない。

〔考案の効果〕

以上のように本考案によれば、フイルタ上のパ
テイキユレートを着火させる機構の性能低下をき
たすことなく、フイルタを迅速かつ確実に再生す
ることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は考案の構成図、第２図は本考案の一実
施例を適用したエンジンを示す図、第３図は再生
処理ルーチンのフローチヤート、第４図はフイル
タ上流側の背圧の時間的変化を示すグラフであ
る。 １５……フイルタ、１７……バイパス弁、２１
……電気ヒータ、２２……圧力センサ、３１……
制御回路。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. デイーゼルエンジンの排気系に設けられたフイ
   ルタの再生処理装置であつて、上記フイルタ上の
   パテイキユレートを焼却させる手段と、上記排気
   系の圧力を検出する圧力センサと、上記圧力と基
   準値を比較し、この圧力が基準値に達した時上記
   焼却手段を作動させるフイルタ再生手段と、この
   フイルタ再生手段による再生処理後の上記排気系
   の圧力を設定値と比較して、該再生処理の良否を
   判定する手段と、この良否判定手段により再生不
   良が判定された場合、エンジン回転数を積算し、
   その積算値が所定値に達した後上記焼却手段を再
   び作動させる手段とを備えることを特徴とするフ
   イルタの再生処理装置。