JPH05332125A - エンジンの排気浄化装置 - Google Patents

エンジンの排気浄化装置

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JPH05332125A
JPH05332125A JP4135047A JP13504792A JPH05332125A JP H05332125 A JPH05332125 A JP H05332125A JP 4135047 A JP4135047 A JP 4135047A JP 13504792 A JP13504792 A JP 13504792A JP H05332125 A JPH05332125 A JP H05332125A
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filters
exhaust gas
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Takashi Fukuda
隆 福田
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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 ディーゼル機関の排気浄化装置に関し、圧力
センサを用いずに、フィルタのパーティキュレート堆積
量を判定でき、フィルタの再生を的確にできる装置を提
供する。 【構成】 複数の分岐排気通路1,2の夫々にフィルタ
3,4を介装し、昇温装置5,6と、弁装置7,8とを
設けると共に、機関の運転条件検出手段9と、パーティ
キュレート排出量算出手段10と、再生条件にない全フ
ィルタに排気を流すべく弁装置を作動する捕集制御手段
11と、既堆積量に基づき各フィルタに分配流入する分
配比を算出するパーティキュレート分配比算出手段12
と、パーティキュレート新規堆積量算出手段13と、パ
ーティキュレート堆積量を算出するパーティキュレート
堆積量算出手段14と、堆積量が所定値に達した時該当
フィルタを昇温かつ該当フィルタへの排気の流入を制限
すべく昇温装置弁装置を作動するフィルタ再生手段15
とを設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、ディーゼルエンジン
の排気浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気通路を複数の
通路に分岐し、それぞれに排気中のカーボン等の微粒子
(パーティキュレート)を捕集するフィルタを設けた排
気浄化装置がある。
【0003】このものは、フィルタの再生時に、該当フ
ィルタに排気を流さないように該当通路の弁を閉じ、該
当フィルタに設けたヒータ等の昇温装置を作動すること
で、該当フィルタに堆積したパーティキュレートを燃焼
除去するようになっており、このとき排気をほかのフィ
ルタに流すことで、常時パーティキュレートを捕集する
ようになっている(特開昭59ー20515号、59ー
85417号、63ー134808号公報等参照)。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、このような従
来装置では、各フィルタの再生時期を判断するために、
各フィルタそれぞれに圧力センサを設け、これにより各
フィルタのパーティキュレート堆積量を検出して再生時
期を判定するようになっており、このため圧力センサの
数が増加する分、コストアップが避けられない。
【0005】一方、1つの圧力センサにてフィルタ全体
の圧力を検出し、これにより各フィルタの再生を順次行
うようなものもあるが、この場合には個々のフィルタに
ついては再生時期の判定が曖昧となる。つまり、複数の
フィルタ圧力の総和が上昇することにより再生時期を検
出することは可能であるが、個々のフィルタで考える
と、複数のフィルタにほぼ等量のパーティキュレートが
堆積した場合でも、ある特定のフィルタに多量にパーテ
ィキュレートが堆積した場合でも、同一の現象として現
れるため、1つの圧力センサで複数のフィルタの再生時
期を検出することは、個々のフィルタの再生を考える
と、必ずしも適切な検出を行えない。このため堆積量が
過大な状態で再生を始めることでフィルタが過熱した
り、堆積量が少ないときに再生を行うことで効率が悪く
なり、燃費の悪化を招くことにもなる。
【0006】この発明は、圧力センサを用いずに、各フ
ィルタのパーティキュレート堆積量を判定でき、各フィ
ルタの再生を的確にできる排気浄化装置を提供すること
を目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明は、図1に示す
ように複数の分岐排気通路1,2のそれぞれに排気中の
パーティキュレートを捕集するフィルタ3,4を介装
し、各フィルタ3,4の昇温装置5,6と、各フィルタ
3,4への排気の流入を制御する弁装置7,8とを設け
ると共に、エンジンの運転条件を検出する手段9と、エ
ンジンの運転条件に基づきエンジンのパーティキュレー
ト排出量を算出するパーティキュレート排出量算出手段
10と、再生条件にないときに全フィルタ3,4に排気
を流すべく前記弁装置7,8を作動する捕集制御手段1
1と、各フィルタ3,4のパーティキュレート既堆積量
に基づき各フィルタ3,4に分配流入するパーティキュ
レートの分配比を算出するパーティキュレート分配比算
出手段12と、エンジンのパーティキュレート排出量と
パーティキュレートの分配比に基づき各フィルタ3,4
のパーティキュレート新規堆積量を算出するパーティキ
ュレート新規堆積量算出手段13と、パーティキュレー
ト既堆積量と新規堆積量に基づき各フィルタ3,4のパ
ーティキュレート堆積量を算出するパーティキュレート
堆積量算出手段14と、パーティキュレート堆積量が所
定値に達したときに該当フィルタを昇温かつ該当フィル
タへの排気の流入を制限するべく前記昇温装置5,6、
弁装置7,8を作動するフィルタ再生手段15とを設け
る。
【0008】
【作用】エンジンの排気は、再生中にない各フィルタ
に、各フィルタに既に堆積しているパーティキュレート
量に基づく各フィルタの通過抵抗にしたがって分配流入
される。
【0009】即ち、エンジンから排出されるパーティキ
ュレートは、その排気の分流比にしたがって各フィルタ
に分配捕集され、堆積されていく。
【0010】これにより、エンジンの運転条件に基づき
エンジンのパーティキュレート排出量を、各フィルタの
パーティキュレート既堆積量に基づきパーティキュレー
トの分配比を、パーティキュレート排出量とパーティキ
ュレートの分配比に基づき各フィルタのパーティキュレ
ート新規堆積量を算出することで、パーティキュレート
既堆積量と新規堆積量に基づき各フィルタのパーティキ
ュレート堆積量が求められ、したがってそのパーティキ
ュレート堆積量が所定値に達したときに該当フィルタを
昇温かつ該当フィルタへの排気の流入を制限するべく昇
温装置、弁装置を作動することで、フィルタの再生が的
確に行える。
【0011】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。
【0012】図2に示すように、20はディーゼルエン
ジン(エンジン本体)、21は排気通路である。
【0013】排気通路21は、途中を2つに分岐され、
その分岐排気通路22,23にそれぞれパーティキュレ
ート捕集用のフィルタ24,25が介装される。
【0014】フィルタ24,25は、多孔質のセラミッ
クフォーム等から形成され、その回りにそれぞれ昇温装
置としてのヒータ26,27が設置される。
【0015】フィルタ24,25の上流にて分岐排気通
路22,23には、それぞれ弁装置としての開閉弁2
8,29が介装される。
【0016】フィルタ24,25の後部には、フィルタ
24,25の温度を検出する温度センサ30,31が設
けられる。
【0017】一方、エンジンの運転条件検出手段とし
て、エンジンの回転数を検出する回転数センサ32、ア
クセルの開度を検出するアクセル開度センサ33、エン
ジンの冷却水温を検出する水温センサ34等が設けら
れ、これらの信号は温度センサ30,31の信号ととも
にコントロールユニット35に入力される。
【0018】コントロールユニット35は、マイクロコ
ンピュータからなり、各センサの信号に基づいて前記開
閉弁28,29、ヒータ26,27を制御する。
【0019】次に、コントロールユニット35の制御内
容を図3〜図5のフローチャートに基づいて説明する。
【0020】まず、S101,102ではエンジン回転
数Neとアクセル開閉C/Lを読込み、エンジン回転数
Neとアクセル開閉C/Lを基に図6のように設定した
マップから、単位時間当たりのエンジンのパーティキュ
レート総排出量を検索する。この場合、エンジンの特性
によって異なるが、冷機時と暖機時ではパーティキュレ
ート排出量が異なる場合、水温を基に図9のように設定
したパーティキュレート排出量補正値を読み出し、パー
ティキュレート排出量を補正する。
【0021】S103では、前回の値を記憶しているメ
モリからフィルタ24,25に堆積しているパーティキ
ュレート既堆積量をそれぞれ読み出す。再生終了後であ
れば、所定の初期値をセットする。
【0022】S104では、フィルタ24,25のパー
ティキュレート既堆積量を基に図7のように設定した分
配比マップから、パーティキュレートの分配比(フィル
タ24を基準)を検索する。
【0023】フィルタ24,25のパーティキュレート
既堆積量によってフィルタ24,25の通過抵抗が定ま
り、その通過抵抗にしたがってエンジンの排気がフィル
タ24,25に分流するため、フィルタ24,25のパ
ーティキュレート既堆積量からフィルタ24,25のパ
ーティキュレートの分配比が求まる。
【0024】フィルタが再生中にあるときは、再生中に
あるフィルタと再生中にないフィルタの分配比は0:1
である。
【0025】S105では、エンジンのパーティキュレ
ート排出量と、パーティキュレートの分配比と、フィル
タ24,25のパーティキュレート既堆積量によって、
フィルタ24,25のパーティキュレート堆積量を計算
する。
【0026】この場合、エンジンのパーティキュレート
排出量とパーティキュレートの分配比から、フィルタ2
4,25に分配捕集され堆積するフィルタ24,25の
パーティキュレート新規堆積量を求め、これを既堆積量
に加算してフィルタ24,25のパーティキュレート堆
積量を求める。
【0027】エンジンのパーティキュレート排出量を例
えばSとした場合、分配比が0.5であれば、フィルタ
24の新規堆積量は1、フィルタ25の新規堆積量が
0.5であり、したがってフィルタ24の新規堆積量は
2/3S、フィルタ25の新規堆積量は1/3Sであ
る。
【0028】フィルタが再生中にあるときは、再生中に
ないフィルタに排出パーティキュレートが捕集され堆積
するので、パーティキュレート排出量を既堆積量に加算
することで、再生中にないフィルタのパーティキュレー
ト堆積量が求まる。
【0029】なお、パーティキュレート新規堆積量はエ
ンジンの運転条件、パーティキュレートの状態等に基づ
く捕集効率にて補正する。
【0030】S106〜108は、フィルタの再生中な
らびに排気の温度が高いとき(高回転高負荷域)の堆積
パーティキュレートの減算のルーチンを示す。
【0031】S106,107では、温度センサ30,
31からフィルタ24,25の温度を読込み、温度を基
に図8のように設定した再生速度マップから、フィルタ
24,25の再生量(単位時間当たり)を検索する。
【0032】S108では、そのフィルタ24,25の
再生量つまりパーティキュレート焼却量を堆積量等で補
正し、フィルタ24,25の再生量を求める。
【0033】次に、S109ではS105で求めたフィ
ルタ24,25のパーティキュレート堆積量からフィル
タ24,25の再生量を減算してフィルタ24,25の
パーティキュレート総堆積量を求める。
【0034】S110〜113は、フィルタ24の再生
開始時期、再生終了時期を判定するもので、フィルタ2
4のパーティキュレート総堆積量を所定の再生開始しき
い値と比較し、パーティキュレート総堆積量がその再生
開始しきい値を越えた場合、フィルタ24の再生を行う
ように、フィルタ24の再生フラグAをセットする。
【0035】また、フィルタ24のパーティキュレート
総堆積量を所定の再生終了しきい値と比較し、パーティ
キュレート総堆積量がその再生終了しきい値以下になる
と、フィルタ24の再生を終了するように、フィルタ2
4の再生フラグAをリセットする。
【0036】S114〜117は、フィルタ25の再生
開始時期、再生終了時期を判定するもので、フィルタ2
5のパーティキュレート総堆積量を所定の再生開始しき
い値と比較し、パーティキュレート総堆積量がその再生
開始しきい値を越えた場合、フィルタ25の再生を行う
ように、フィルタ25の再生フラグBをセットする。
【0037】また、フィルタ25のパーティキュレート
総堆積量を所定の再生終了しきい値と比較し、パーティ
キュレート総堆積量がその再生終了しきい値以下になる
と、フィルタ25の再生を終了するように、フィルタ2
5の再生フラグBをリセットする。
【0038】そして、S118にてエンジンの運転条件
を判断し、高回転高負荷域になければ、S119〜12
4に進み、再生フラグA,Bのセットにしたがって、該
当フィルタ24,25の開閉弁28,29を閉じ、該当
フィルタ24,25のヒータ26,27に通電する。
【0039】一方、高回転高負荷域のときは、S125
〜128に進み、再生フラグA,Bにかかわらず、開閉
弁28,29を開状態(常態)に、ヒータ26,27を
非通電状態(常態)にする。
【0040】このように、排出パーティキュレートをフ
ィルタ24,25にて捕集すると共に、フィルタ24,
25の再生を行うのであり、各フィルタ24,25のパ
ーティキュレート既堆積量にしたがって分流する排気か
ら排出パーティキュレートの分配比を求め、その分配比
から求めたパーティキュレート新規堆積量に基づき、各
フィルタ24,25のパーティキュレート堆積量を求め
るので、圧力センサ等を用いずとも、各フィルタ24,
25のパーティキュレート堆積量を正確に把握できる。
【0041】したがって、各フィルタ24,25の再生
時期を的確に設定でき、従来例のように堆積量が過大な
状態で再生を始めることでフィルタが過熱したり、堆積
量が少ないときに再生を行うことで燃費が悪化するとい
ったことはなく、コストアップもなく、各フィルタ2
4,25を的確に再生することができ、高い信頼性を確
保できる。
【0042】一方、各フィルタ24,25の再生時に、
温度に基づきパーティキュレートの焼却量を求めるの
で、フィルタ24,25の再生終了時期を的確に設定で
きる。
【0043】また、エンジンの高回転高負荷域には、再
生を行わず、排気を両フィルタ24,25に流すため、
排気抵抗が増加することはなく、また温度に基づきパー
ティキュレートの焼却量を求めことで、高回転高負荷域
にあっても、各フィルタ24,25のパーティキュレー
ト堆積量を正確に求めることができる。
【0044】
【発明の効果】以上のようにこの発明は、複数のフィル
タそれぞれのパーティキュレート既堆積量に基づき排出
パーティキュレートの分配比を求め、その分配比に基づ
き各フィルタのパーティキュレート堆積量を求めるの
で、圧力センサ等を用いることなく、各フィルタのパー
ティキュレート堆積量を正確に把握でき、したがってコ
ストを低減しつつ、各フィルタの再生を適正時期に的確
に行うことができ、高い信頼性を確保できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】発明の構成図である。
【図2】実施例の構成図である。
【図3】制御内容を示すフローチャートである。
【図4】制御内容を示すフローチャートである。
【図5】制御内容を示すフローチャートである。
【図6】制御データの特性図である。
【図7】制御データの特性図である。
【図8】制御データの特性図である。
【図9】制御データの特性図である。
【符号の説明】
21 排気通路 22,23 分岐排気通路 24,25 フィルタ 26,27 ヒータ 28,29 開閉弁 30,31 温度センサ 32 回転数センサ 33 アクセル開度センサ 34 水温センサ 35 コントロールユニット

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 複数の分岐排気通路のそれぞれに排気中
    のパーティキュレートを捕集するフィルタを介装し、各
    フィルタの昇温装置と、各フィルタへの排気の流入を制
    御する弁装置とを設けると共に、エンジンの運転条件を
    検出する手段と、エンジンの運転条件に基づきエンジン
    のパーティキュレート排出量を算出するパーティキュレ
    ート排出量算出手段と、再生条件にないときに全フィル
    タに排気を流すべく前記弁装置を作動する捕集制御手段
    と、各フィルタのパーティキュレート既堆積量に基づき
    各フィルタに分配流入するパーティキュレートの分配比
    を算出するパーティキュレート分配比算出手段と、エン
    ジンのパーティキュレート排出量とパーティキュレート
    の分配比に基づき各フィルタのパーティキュレート新規
    堆積量を算出するパーティキュレート新規堆積量算出手
    段と、パーティキュレート既堆積量と新規堆積量に基づ
    き各フィルタのパーティキュレート堆積量を算出するパ
    ーティキュレート堆積量算出手段と、パーティキュレー
    ト堆積量が所定値に達したときに該当フィルタを昇温か
    つ該当フィルタへの排気の流入を制限するべく前記昇温
    装置、弁装置を作動するフィルタ再生手段とを設けたこ
    とを特徴とするエンジンの排気浄化装置。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002544423A (ja) * 1999-05-07 2002-12-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 排ガス後処理システムを備えた内燃機関の制御のための方法及び装置
JP2003155921A (ja) * 2001-11-21 2003-05-30 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2006307701A (ja) * 2005-04-27 2006-11-09 Yanmar Co Ltd パティキュレートフィルタを有する排気ガス浄化装置及びその排気ガス浄化装置を備えた内燃機関
EP1722082A3 (en) * 2005-05-13 2007-01-03 HONDA MOTOR CO., Ltd. Exhaust emission control system for internal combustion engine and control method therefor

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