JPH0544428A - 内燃機関の排気浄化装置 - Google Patents

内燃機関の排気浄化装置

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JPH0544428A
JPH0544428A JP3200790A JP20079091A JPH0544428A JP H0544428 A JPH0544428 A JP H0544428A JP 3200790 A JP3200790 A JP 3200790A JP 20079091 A JP20079091 A JP 20079091A JP H0544428 A JPH0544428 A JP H0544428A
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JP
Japan
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exhaust gas
filter
flow rate
exhaust
passage
Prior art date
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Pending
Application number
JP3200790A
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English (en)
Inventor
Tetsuya Uehara
哲也 上原
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0544428A publication Critical patent/JPH0544428A/ja
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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
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/30Hydrogen technology
    • Y02E60/50Fuel cells

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  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、ディーゼルエンジンの付着捕集
型フィルタを用いる排気浄化装置において、ブロー現象
の発生を防止すると共に排気浄化を効率良く行なうこと
ができる内燃機関の排気浄化装置を提供することを目的
としている。 【構成】 この発明は、ディーゼルエンジンの排気通路
に設けられた付着捕集型フィルタと、該フィルタと並列
に前記排気通路に設けられたバイパス通路と、該バイパ
ス通路に設けられたバイパスバルブと、前記フィルタの
堆積パティキュレート量を検知する第1の検知手段と、
エンジンの排気体積流量を検知する第2の検知手段と、
両検知手段の出力に基づき堆積パティキュレート量との
関連で定められる所定流量以上の排気が流れるエンジン
運転状態において前記バイパスバルブを開制御する制御
手段とからなるものである。

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
の排気中のパティキュレートを捕集し再燃焼等の処理を
することにより排気を浄化する装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ディーゼルエンジンの排気中のパティキ
ュレートを捕集しこれを再燃焼するなどの処理をする場
合使用するフィルタとして、瀘過捕集タイプと付着捕集
タイプの2種があることは知られている。このうち、前
者の瀘過捕集タイプとしては、交互に目封じされたハニ
カム状のものがあり、触媒をこれに担持することも可能
である。堆積したパティキュレートは再燃焼され、フィ
ルタを再生することが可能であるが、長期間の使用によ
りエンジンオイルの添加剤に起因する不燃物である灰分
(ASH)が堆積し圧力損失の増大、触媒のカバーリン
グ等を引き起こすので長期無交換で使用することは困難
である。そこで後者の付着捕集タイプのフィルタを用い
るものが数多く提案されている(例えば、特開昭59−
20513、特開昭60−67713号公報参照)。こ
の付着捕集タイプのフィルタは、スポンジ状フィルタの
通路にパティキュレートを付着させ捕集するもので、フ
ィルタ前後の差圧などによりその付着パティキュレート
の捕集量を検知して再燃焼させることにより再生され
る。
【0003】そして、堆積したASHはパティキュレー
トと共に排気流れにより、徐々に吹き飛んで排出される
ので、前述の瀘過捕集タイプのような圧力損失の増大、
触媒のカバーリング等の問題を生じないものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この従
来の付着捕集型フィルタを排気浄化装置として使用した
場合には、捕集量がある程度多い状態で、急加速又は高
速運転を行なうと、いわゆるブロー現象の発生により、
捕捉パティキュレートが急激にブローし(吹き飛んで)
可視黒煙の排出が増大するという問題があった。また、
その時、急激なブローを生じないように排気流量の多い
条件でフィルタを全部バイパスさせるようにすると、そ
の場合は、パティキュレートの捕集が不可能となってし
まうという問題があった。
【0005】そこで、この発明は、ブロー現象の発生を
防止すると共にパティキュレートの捕集をも可能とし、
もって排気を効率良く浄化できる内燃機関の排気浄化装
置を提供することによって前記課題を解決することを目
的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
にこの発明は、ディーゼルエンジンの排気通路に設けら
れた付着捕集型フィルタと、該フィルタと並列に前記排
気通路に設けられたバイパス通路と、該バイパス通路に
設けられたバイパスバルブと、前記フィルタの堆積パテ
ィキュレート量を検知する第1の検知手段と、エンジン
の排気体積流量を検知する第2の検知手段と、両検知手
段の出力に基づき堆積パティキュレート量との関連で定
められる所定流量以上の排気が流れるエンジン運転状態
において前記バイパスバルブを開制御する制御手段とか
らなる構成とした。
【0007】
【作用】堆積パティキュレート量との関係でブロー現象
を発生する恐れのある排気流量の多い運転状態では、フ
ィルタにブローを生じない程度の最大流量の排気を流
し、それ以上の流量の排気をバイパス通路に流すように
バイパスバルブの開度を調節する。これにより、ブロー
現象の発生が防止されると共にフィルタでのパティキュ
レートの捕集が効率良く行なわれる。このとき、バイパ
ス通過に流れる排気中のパティキュレートは捕捉されな
いが、これは流量制御されたバイパス流量中のものであ
るから、少ないものであり、従って、その量は余り問題
とはならない。
【0008】
【実施例】以下、この発明の第1実施例を図1〜3によ
り説明する。
【0009】まず構成を図1により説明する。ディーゼ
ルエンジン1は噴射ポンプ2を備え、燃焼室内の吸入圧
縮空気に噴射ポンプ2により燃料を噴射させて燃焼さ
せ、出力を得た後の排気を排気通路3から排出するよう
に構成されている。排気通路3には付着捕集型のフィル
タ4が備えられ、このフィルタ4は排気中のパティキュ
レートを多数の細い通路内に付着させることにより捕集
し、その捕集量が所定量に堆積すると、着火燃焼され再
生されるように構成されている。排気通路3には、フィ
ルタ4と並列にバイパス通路5が設けられ、このバイパ
ス通路5にはバイパスバルブ6が設けられ、排気のバイ
パス流量を制御するようになっている。
【0010】コントロールユニット7はエンジン1の回
転数Ne、噴射ポンプ2のコントロールレバー開度によ
る負荷L、フィルタ4の上流に設けられ排気圧力を検出
する圧力センサ8の排気圧力Pの各信号を入力し図2に
示すフローチャートにより、バイパスバルブ6を開作動
(操作)の出力をするように構成されている。
【0011】以下、コントロールユニット7の構成を図
2のフローチャート及び図3の開度マップに基づき作用
と共に説明する。
【0012】即ち、図2において、スタート後にステッ
プ1にくると、ここで運転履歴によりパティキュレート
堆積量(MPCT)を計算する。これは負荷L、エンジ
ン回転数Neを時々刻々記憶し、その結果から得られる
エンジン運転履歴によりパティキュレート排出量が計算
され、これにフィルタ4の捕集効率とバイパスバルブ6
の開度の履歴を掛算して求める計算をする。次にステッ
プ2にくると、エンジン運転中のある時点での負荷L、
回転数Ne及び排気圧力Pを読み込む。次にステップ3
にくると、その時の排気流量(体積流量)QTを検索す
る。
【0013】これは、エンジン回転数Neから推測され
る吸入空気量を負荷Lから推測した排気温度、及び排気
圧力Pで補正して求められる。次にステップ4にくる
と、バイパスバルブ6の開度を図3のマップより検索す
る。
【0014】図3は横軸にパティキュレート堆積量MP
CTをとり、縦軸に排気流量QTをとったときのバイパ
スバルブ6の等開度曲線をマップにして示すもので、開
度は右上方に向うに従って大きくなっていることを示し
てある。
【0015】この図3に示すマップは、開度0のときの
ブローを生じない最大排気流量Qfを各MPCTに応じ
て求め(曲線W0 )、次に、例えば開度20°のときの
フィルタ4の流量Qfとバイパス通路5の流量Qbとの
和をトータル流量QTとして、予め実験により求めて作
られる。
【0016】この図3を用いて、ステップ4では、ステ
ップ1で検索したMPCTとステップ3で検索した排気
流量QTの交点における曲線Wをバルブ6の開度として
検索する。そして、ステップ5にくると、バルブ6がそ
の開度に操作され、リターンするものである。
【0017】かくして、コントロールユニット7は、ス
テップ1と共に、堆積パティキュレート量MPCTを検
知する第1の検知手段を構成し、更にユニット7は、ス
テップ2及び3と共に、排気流量QTを検知する第2の
検知手段をも構成する。
【0018】以上のように、前記第1実施例は構成され
ているので、急加速時や高速運転時のように排気圧力が
高く、かつ排気流量が大きい場合でも、フィルタ4に
は、堆積MPCTをブローしない程度で最大流量の排気
を流しうるように、バイパスバルブ6の開度も制御でき
ることになり、従って、フィルタ4がブローを発生する
ことはなく、バイパス通路5の排気流量も必要最小流量
のため、排出パティキュレートの量もそれだけ少くでき
るものである。
【0019】次に、図4〜7によりこの発明による第2
実施例を説明する。
【0020】図4において、エンジン1の吸気通路14
にはエアフローセンサ9が設けられ、その検知信号、吸
気流量Qaがコントロールユニット7に入力される。ま
た、吸気通路14には吸入用の温度センサ10が設けら
れ、その検知信号、吸入温度Tinがコントロールユニ
ット7に入力される。
【0021】また、フィルタ4の上流には、排気用の温
度センサ11と、上流圧力検知用の圧力センサ12とが
設けられ、それらの検知信号、排気温度Tout及び上
流圧力P1 が夫々コントロールユニット7に入力され
る。
【0022】更に、フィルタ4の下流には、下流圧力検
知用の圧力センサ13が設けられ、その検知信号、下流
圧力P2 がコントロールユニット7に入力される。
【0023】なお、前記以外のものは第1実施例と同様
である。
【0024】この第2実施例では、堆積MPCT、排気
流量などの求め方が前実施例とは異なる。まず排気流量
については、エアフローメータ9により吸気流量Qaを
求め、それを吸気温度Tin、排気温度Tout、吸気
圧力(大気圧)Pa及び排気圧力P1 で補正して次式で
排気流量QTを求める。
【0025】即ち、排気流量QT=吸気流量Qa×排気
温度Tout×吸気圧力Pa/吸気温度Tin×排気圧
力P1 ……(1) なお、前述の温度及び圧力は絶対温度及び絶対圧力であ
る。
【0026】次に、フィルタ4のパティキュレート堆積
量MPCTは、フィルタ4の前後差圧とフィルタ4に流
れる排気流量から求める。以下にその手順を示す。
【0027】 図5により、バイパス通路5を流れる
排気流量Qbはバイパスバルブ6の開度(フィードバッ
ク値)とバイパスバルブ6の前後差圧(P1−P2 )と
から求めることができる。なお図5において、曲線1→
2→3→4→5と流量大に向うことを示している。
【0028】 フィルタ4を流れる流量Qf′は排気
流量(全流量)QTとバイパス流量Qbの差として求め
ることができる。
【0029】 図6により、パティキュレート堆積量
MPCTは、フィルタの前後差圧がバイパスバルブの前
後差圧に等しいので、これとフィルタ流量Qf′とから
求めることができる。なお、図6において曲線1→2→
3→4→5とMPCT大に向うことを示している。
【0030】このようにして、堆積量MPCTが求まる
と、この堆積量からフィルタ4のブローを生じない最大
流量を求め、その流量の排気全流量との差から要求バイ
パス流量を求め、その時点でのバイパス流量が要求バイ
パス流量より多い場合は、バイパスバルブ開度を減ら
し、少ない場合は、バルブ開度をふやすことによって、
フィルタに流れる排気流量をブローを起こす流量を越え
ない最大流量となるように制御を行なうことができるも
のである。
【0031】図7はこの第2実施例のフローチャートで
ある。これについて説明すると、スタート後にステップ
1にくると、吸気流量Qa、圧力P1 ,P2 、温度Ti
n及びToutを読みこむ。ステップ2にくると、前述
の式(1) により排気流量QTの計算を行なう。ステップ
3にくると、図5によりバイパス流量Qbを検索する。
ステップ4にくると、フィルタ流量Qf′を排気流量Q
Tからバイパス流量Qbを差引いて求めるような計算を
行なう。ステップ5にくると、図6により、パティキュ
レート堆積量を検索する。ステップ6にくると、前ステ
ップで検索した堆積量からフィルタに流しうる最大流量
Qfを求め、この流量Qfと排気流量QTとからバイパ
スすべき要求流量の計算を行なう。ステップ7にくる
と、この要求流量にステップ3の検索流量が一致するよ
うにバルブ開度の操作を行ない、スタートに戻るもので
ある。
【0032】この第2実施例においても、前実施例と同
様の作用効果を奏するものである。
【0033】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、ディーゼルエンジンの排気浄化装置として付着捕集
型のフィルタを使用した場合に、ブロー現象の発生を防
止すると共に排気の浄化を効率良く行なうことができる
という効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の第1実施例を示す概念図である。
【図2】この発明の第1実施例のフローチャートであ
る。
【図3】この発明の第1実施例に用いるバイパスバルブ
開度マップを示す図である。
【図4】この発明の第2実施例の概念図である。
【図5】この発明の第2実施例に用いるバイパスバルブ
流量マップを示す図である。
【図6】この発明の第2実施例に用いるパティキュレー
ト堆積量マップを示す図である。
【図7】この発明の第2実施例のフローチャートであ
る。
【符号の説明】
1 エンジン 2 噴射ポンプ 3 排気通路 4 フィルタ 5 バイパス通路 6 バイパスバルブ 7 コントロールユニット 8 圧力センサ 9 エアフローメータ 10 温度センサ(Tin) 11 温度センサ(Tout) 12 圧力センサ(P1 ) 13 圧力センサ(P2 ) 14 吸気通路

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディーゼルエンジンの排気通路に設けら
    れた付着捕集型フィルタと、該フィルタと並列に前記排
    気通路に設けられたバイパス通路と、該バイパス通路に
    設けられたバイパスバルブと、前記フィルタの堆積パテ
    ィキュレート量を検知する第1の検知手段と、エンジン
    の排気体積流量を検知する第2の検知手段と、両検知手
    段の出力に基づき堆積パティキュレート量との関連で定
    められる所定流量以上の排気が流れるエンジン運転状態
    において前記バイパスバルブを開制御する制御手段とか
    らなる内燃機関の排気浄化装置。
JP3200790A 1991-08-09 1991-08-09 内燃機関の排気浄化装置 Pending JPH0544428A (ja)

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JP3200790A JPH0544428A (ja) 1991-08-09 1991-08-09 内燃機関の排気浄化装置

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JP3200790A JPH0544428A (ja) 1991-08-09 1991-08-09 内燃機関の排気浄化装置

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JP3200790A Pending JPH0544428A (ja) 1991-08-09 1991-08-09 内燃機関の排気浄化装置

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008138564A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dpf装置をそなえたエンジンの排気装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008138564A (ja) * 2006-11-30 2008-06-19 Mitsubishi Heavy Ind Ltd Dpf装置をそなえたエンジンの排気装置

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