JPH06341312A - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

排気ガス浄化装置

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JPH06341312A
JPH06341312A JP5133428A JP13342893A JPH06341312A JP H06341312 A JPH06341312 A JP H06341312A JP 5133428 A JP5133428 A JP 5133428A JP 13342893 A JP13342893 A JP 13342893A JP H06341312 A JPH06341312 A JP H06341312A
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JP
Japan
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filter
pressure loss
corrected
collection amount
pressure
Prior art date
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Pending
Application number
JP5133428A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroyuki Taniguchi
浩之 谷口
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Toyota Industries Corp
Original Assignee
Toyoda Automatic Loom Works Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】パティキュレ−ト捕集量の推定精度向上を実現
した排気ガス浄化装置を提供する。 【構成】フィルタの圧力損失をエンジン回転数nで補正
し(1002)、回転数nと圧力損失との関係を示す補
正係数ηで補正して(1003)、補正圧力損失を求め
(1005)、この補正圧力損失に基づいてパティキュ
レ−ト捕集量を推定する(1007)。このようにすれ
ば正確にパティキュレ−ト捕集量を推定することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ディーゼル機関の排気
中に含まれる微粒子成分(パティキュレ−ト)を捕集
し、再生する排気ガス浄化装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特開平4−66717号公報は、フィル
タの圧力損失が所定レベル以上の場合に、パティキュレ
−ト捕集量がしきい値レベルに達したと判断してフィル
タ再生を指令することを提案している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、フィ
ルタの圧力損失が所定レベル以上の場合にパティキュレ
−ト捕集量が再生捕集量値に達したと判定する方式であ
るが、フィルタの圧力損失はエンジン運転条件(すなわ
ち、エンジン運転条件の変動に基づく排気ガスの流量、
温度など)によっても変動するために、エンジン運転条
件が一定であればパティキュレ−ト捕集量の正確な推定
が可能であるが、エンジン運転条件が変動すると、パテ
ィキュレ−ト捕集量の推定に誤差が生じてしまう。
【0004】パティキュレ−ト捕集量を過大推定すると
充分な温度上昇が望めず、着火失敗、再生不良となる可
能性が生じ、逆に捕集量を過小推定すると温度過昇が生
じて、フィルタにクラックが生じたり溶損が生じたりす
る。本発明は上記問題点に鑑みなされたものであり、正
確なパティキュレ−ト捕集量の推定が可能な排気ガス浄
化装置を提供することを、その解決すべき課題としてい
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の排気ガス浄化装
置は、図6のクレーム対応図に示すように、ディ−ゼル
エンジンの排気経路に配設されたフィルタと、前記フィ
ルタの圧力損失に関連する信号を検出する圧力検出手段
と、前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段
と、前記回転数及び前記圧力損失の関係を表す補正係数
を記憶する補正係数記憶手段と、前記圧力損失を前記回
転数及び前記補正係数で補正して求めた補正圧力損失に
基づいて前記フィルタのパティキュレ−ト捕集量を推定
する捕集量推定手段と、前記フィルタの加熱により前記
フィルタに捕集されたパティキュレ−トを燃焼させて前
記フィルタを再生する電熱手段と、前記推定捕集量が所
定レベルに達したかどうかを判別する再生時期判別手段
と、前記推定捕集量が所定レベルに達した場合に発せら
れるフィルタ再生指令の入力により前記電熱手段へ通電
する通電制御手段とを備えることを特徴としている。
【0006】なお、フィルタの下流側圧力がほぼ一定又
は大気圧に近いとみなせる場合にはフィルタの圧力損失
の代わりのパラメータとしてフィルタ上流側圧力を用い
ることができる。
【0007】
【作用】パティキュレ−ト捕集量は一定回転数条件にお
いて圧力損失にほぼ対応するものとみなせ、圧力損失は
回転数と大体一定の関係をもつとみなせるので、本発明
では、圧力損失を回転数で補正して補正圧力損失を求
め、この補正圧力損失に基づいてパティキュレ−ト捕集
量を推定する。
【0008】ただ、高回転域では、フィルタの圧力損失
の増加率が増大する傾向が知られており、逆に低回転域
では、フィルタの圧力損失の増加率が低下する傾向が知
られている。このため本発明では、回転数値と圧力損失
との関係を表す補正係数(回転数変化に対する圧力損失
変化の割合)を記憶しておき、回転数とこの補正係数と
により、圧力損失を補正して補正圧力損失を求め、この
補正圧力損失に基づいて、パティキュレ−ト捕集量を推
定する。これにより更に一層正確なパティキュレ−ト捕
集量の推定を実現する。
【0009】なお、圧力損失を回転数で補正し、この補
正圧力損失を補正係数で補正してもよく、回転数を予め
補正係数で補正して補正回転数を求め、この補正回転数
で圧力損失を補正してもよく、回転数と補正係数と圧力
損失との三次元マップにより補正圧力損失を求めてもよ
く、これらは設計事項である。
【0010】
【発明の効果】以上説明したように本発明では、回転数
と圧力損失との関係を示す補正係数を記憶しておき、回
転数により補正係数を求め、求めた補正係数と回転数と
に基づいて圧力損失を補正して補正圧力損失を求め、求
めた補正圧力損失によりパティキュレ−ト捕集量を推定
するので、高精度にパティキュレ−ト捕集量を推定する
ことができるという優れた効果を奏する。
【0011】このため、パティキュレ−ト捕集量の過大
推定に伴う着火不良や再生不良、あるいは過小推定に伴
うフィルタ溶損やクラック発生を防止することができ
る。
【0012】
【実施例】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図1
に示す。この排気ガス浄化装置は両端密閉のフィルタ収
容ケース1を有し、フィルタ収容ケース1内にはその上
流側から下流側へ、排気圧検出用の上流側圧力センサ
(本発明でいう圧力検出手段)7、温度センサ6(本発
明でいう温度検出手段)、ヒータ(本発明でいう電熱手
段)11、フィルタ2、フィルタ下流圧力検出用の下流
側圧力センサ(本発明でいう圧力検出手段)17が順番
に配置されている。フィルタ収容ケース1の上流側の端
壁にはディーゼルエンジン20の排気管3が配設されて
おり、排気管3の途中から送気管10が分岐されてい
る。送気管10は給気用のブロワ13の出口に連結され
ている。
【0013】一方、上記したヒータ11、ブロワ13は
コントローラ(本発明でいう捕集量推定手段、再生時期
判別指令手段、通電制御手段)8により駆動制御され、
また、ディーゼルエンジン20に装着された回転数セン
サ18の出力信号はコントローラ8に出力される。コン
トローラ8はA/Dコンバータ内蔵マイコン(図示せ
ず)を具備しており、各種データを処理して、ヒータ1
1、ブロワ13を制御して再生を実行するともに、異常
発生時に異常警報ランプ9を点灯する(異常信号を出力
する)。
【0014】フィルタ2はハニカムセラミックフィルタ
(日本碍子kk製、直径5.66インチ×長さ6イン
チ)であって、コ−ジェライトを素材として円柱形状に
焼成されている。フィルタ2はその両端面を貫通する多
数の通気孔を有し、隣接する通気孔の一方は上流端で封
栓され、その他方は下流端で封栓されている。排気ガス
は隣接する通気孔間の多孔性隔壁を透過し、パティキュ
レ−トだけが通気孔内に捕集される。フィルタ2の両端
面はケース1の両端面に所定距離を隔てて対面してい
る。
【0015】ヒータ3はニクロム線を素材とする電熱抵
抗体からなり、フィルタ2の再生時上流側に当たる端面
に近接配置されている。以下、この装置の動作を説明す
る。 (パティキュレ−ト捕集動作)ディ−ゼルエンジン20
から排出された排気ガスは排気管3を通じてケース1内
に導入され、排気ガス中のパティキュレ−トはフィルタ
2で捕集され、浄化された排気ガスは尾管4から外部に
排出される。
【0016】(フィルタ再生動作)次に、このフィルタ
2の再生動作を図2〜図3及び図5のフローチャートに
従って説明する。なお、この装置ではフィルタ再生動作
をエンジン停止期間に外部電源から受電して手動操作に
よる起動により開始するものとする。まず、エンジン運
転中に実施されるフィルタ再生判別ルーチン(ステップ
100〜111)及びエンジン停止中に実施されるフィ
ルタ再生実行ルーチン(ステップ112〜116)から
なるフィルタ再生ルーチンを図2に示す。
【0017】まず、エンジン20の起動とともにフィル
タ再生判別ルーチンがスタートされ、ステップ100に
て、圧力センサ7、17が検出する排気圧力P1,P2
と、回転数センサ18が検出するエンジン回転数nと、
温度センサ6が検出する排気ガス温度Tに基づいて、パ
ティキュレ−ト捕集量を算出する。このパティキュレ−
ト捕集量Gの算出を、図3のサブルーチンにて詳細に説
明する。
【0018】まず、ステップ1001にて、排気圧力P
1,P2、回転数n及び排気ガス温度Tを入力する。次
に、ステップ1002にて、フィルタ2の圧力損失(測
定差圧)ΔP=P1−P2に対する回転数n、排気ガス
温度Tの影響を排除するために、以下の補正式により、
補正差圧ΔPeqiを求める。
【0019】 ΔPeqi=ΔP×(523/T)×(2600/n) 排気ガス温度Tは絶対温度であり、回転数nの単位はr
pmである。すなわち、上式により測定差圧ΔPを絶対
温度Tが523で、回転数nが2600の場合の補正差
圧ΔPeqiに補正する。したがって、本実施例では、
測定差圧ΔPは排気ガス温度T又は回転数nの変動に対
して逆比例するものと近似している。この補正差圧ΔP
eqiは50msec毎に算出する。
【0020】次のステップ1003にて、予め記憶した
エンジン回転数nと補正係数ηとの関係を示すマップに
回転数nを導入して補正係数ηをサーチし、次のステッ
プ1005にて、この補正係数ηを補正差圧ΔPeqi
に掛けて補正差圧ΔPeqi’を算出し、これにより回
転数と圧力損失との関係がリニアでないことによる補正
差圧ΔPeqiの誤差を補償する。すなわち、ΔPeq
i’=ΔPeqi×ηである。なお、実験から求めたエ
ンジン回転数nと補正係数ηとの関係を示す上記マップ
の一例を図4に示す。
【0021】次のステップ1006にて、過去において
50msec毎に入力された各補正差圧ΔPeqi’の
内、直前の64個の各算出値の平均を求め、これを平均
補正差圧ΔPeqmとする。次に、ステップ1007に
て、マイコン式のコントローラ8内蔵のメモリ(図示せ
ず)に記憶され、平均補正差圧ΔPeqmと捕集量Gと
の関係を記憶するテーブルから、捕集量Gをサーチして
メインルーチンにリターンする。
【0022】次に、ステップ108にて、サーチしたパ
ティキュレ−ト捕集量Gが所定のしきい値Gtを超過し
たかどうかを調べ、超過しなければステップ100にリ
ターンし、超過したらステップ111に進む。ステップ
111では、フィルタ再生を指令するランプ91を点灯
して、ルーチンを終了する。
【0023】その後、運転者がフィルタ再生を指令する
ランプ91の点灯を視認し、エンジン停止状態にて再生
スイッチ(図示せず)をオンすると、上記フィルタ再生
実行ルーチンが開始される。このルーチンでは、まずス
テップ112にてブロワ13を起動し、次に、内蔵のタ
イマーを起動し(114)、タイマー制御サブルーチン
を実行して再生動作を行い(116)、再生を終了す
る。
【0024】上記したタイマー制御サブルーチンについ
て図5を参照しつつ以下に説明する。このサブルーチン
は、ブロワ13への通電開始からの時間をパラメータと
して通電、送風制御を行うものであり、まずブロワ13
へ通電後、時間Ta(ここでは1分)経過したら(11
61)、ヒータ11への予熱電力の通電を開始する(1
162)。次に、ヒータ11への予熱電力の通電開始
後、時間Tb’経過したら、着火電力を通電し、ヒータ
11への通電開始後、時間Tbが経過したら(116
3)、ヒータ11への通電電力を着火電力から燃焼持続
電力に切り換える(1164)。次に、時間Tb経過
後、時間Tc(ここでは15分)経過したら(116
5)、通電を停止する(1166)。次に、通電停止
後、時間Td(ここでは10分)経過したら(116
7)、送風を停止する(1168)。
【0025】以上説明したように本実施例では、まず、
フィルタ2の圧力損失(測定差圧)ΔP=P1−P2に
対する回転数n、排気ガス温度Tの影響を排除するため
に、補正差圧ΔPeqi=ΔP×(523/T)×(2
600/n)を求め、回転数nと圧力損失との関係を示
す圧力損失に対する補正係数をマップからサーチし、サ
ーチした補正係数により更に補正差圧ΔPeqiを補正
して補正圧力損失ΔPeqi’を算出し、算出した補正
圧力損失ΔPeqi’からパティキュレ−ト捕集量を推
定する方式を採用しているので、エンジンの体積効率、
負荷、吸気圧損、エンジン製造のばらつきなどによる圧
力損失の変動を補償して、高精度のパティキュレ−ト捕
集量の推定が実現した。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を示すブ
ロック図、
【図2】その再生動作を示すフローチャート、
【図3】その再生動作を示すフローチャート、
【図4】回転数と補正係数との関係を示す特性図、
【図5】その再生動作を示すフローチャート、
【図6】クレーム対応図。
【符号の説明】
2はフィルタ、6は温度センサ、7、17は圧力センサ
(圧力検出手段)、8はコントローラ(捕集量検出手
段、再生時期判別手段、通電制御手段)、11はヒータ
(電熱手段)、18は回転数センサ(回転数検出手
段)。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成6年1月12日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】
【実施例】本発明の排気ガス浄化装置の一実施例を図1
に示す。この排気ガス浄化装置は両端密閉のフィルタ収
容ケース1を有し、フィルタ収容ケース1内にはその上
流側から下流側へ、排気圧検出用の上流側圧力センサ
(本発明でいう圧力検出手段)7、温度センサ6(本発
明でいう温度検出手段)、ヒータ(本発明でいう電熱手
段)11、フィルタ2、フィルタ下流圧力検出用の下流
側圧力センサ(本発明でいう圧力検出手段)17が順番
に配置されている。フィルタ収容ケース1の上流側の端
壁にはディーゼルエンジン20の排気管3が配設されて
おり、排気管3の途中から送気管10が分岐されてい
る。送気管10はバルブ14を介して給気用のブロワ1
3の出口に連結されている。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】一方、上記したヒータ11、ブロワ13
びバルブ14はコントローラ(本発明でいう捕集量推定
手段、再生時期判別指令手段、通電制御手段)8により
駆動制御され、また、ディーゼルエンジン20に装着さ
れた回転数センサ18の出力信号はコントローラ8に出
力される。コントローラ8はA/Dコンバータ内蔵マイ
コン(図示せず)を具備しており、各種データを処理し
て、ヒータ11、ブロワ13を制御して再生を実行する
ともに、異常発生時に異常警報ランプ9を点灯する(異
常信号を出力する)。
【手続補正3】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図1
【補正方法】変更
【補正内容】
【図1】

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ディ−ゼルエンジンの排気経路に配設さ
    れたフィルタと、 前記フィルタの圧力損失に関連する信号を検出する圧力
    検出手段と、 前記エンジンの回転数を検出する回転数検出手段と、 前記回転数及び前記圧力損失の関係を表す補正係数を記
    憶する補正係数記憶手段と、 前記圧力損失を前記回転数及び前記補正係数で補正して
    求めた補正圧力損失に基づいて前記フィルタのパティキ
    ュレ−ト捕集量を推定する捕集量推定手段と、 前記フィルタの加熱により前記フィルタに捕集されたパ
    ティキュレ−トを燃焼させて前記フィルタを再生する電
    熱手段と、 前記推定捕集量が所定レベルに達したかどうかを判別す
    る再生時期判別手段と、 前記推定捕集量が所定レベルに達した場合に発せられる
    フィルタ再生指令の入力により前記電熱手段へ通電する
    通電制御手段と、 を備えることを特徴とする排気ガス浄化装置。
JP5133428A 1993-06-03 1993-06-03 排気ガス浄化装置 Pending JPH06341312A (ja)

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JP5133428A JPH06341312A (ja) 1993-06-03 1993-06-03 排気ガス浄化装置

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JP5133428A JPH06341312A (ja) 1993-06-03 1993-06-03 排気ガス浄化装置

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ID=15104546

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503056A1 (en) 2003-07-31 2005-02-02 Nissan Motor Company, Limited Exhaust gas cleaning system

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1503056A1 (en) 2003-07-31 2005-02-02 Nissan Motor Company, Limited Exhaust gas cleaning system
US6952920B2 (en) 2003-07-31 2005-10-11 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas cleaning system

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