JPH0713454B2 - フイルタの再生処理装置 - Google Patents

フイルタの再生処理装置

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JPH0713454B2
JPH0713454B2 JP8567187A JP8567187A JPH0713454B2 JP H0713454 B2 JPH0713454 B2 JP H0713454B2 JP 8567187 A JP8567187 A JP 8567187A JP 8567187 A JP8567187 A JP 8567187A JP H0713454 B2 JPH0713454 B2 JP H0713454B2
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JP
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filter
pressure
exhaust gas
exhaust
intake air
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伸一 竹島
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Toyota Motor Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼルエンジンの排気系に設けられてパテ
ィキュレートを捕集するフィルタの再生処理装置に関す
る。
〔従来の技術および問題点〕
この種のフィルタは、排気性能およびパティキュレート
の捕集性能を確保するため、時々パティキュレートを燃
焼させて再生処理される。従来、この再生時期は、フィ
ルタ上のパティキュレート堆積量と排気系の圧力がほぼ
比例することから、この圧力を用いて判断されている。
一方、排気ガス中の窒素酸化物(NOx)の量を低減させ
るため、排気ガスの一部を吸気系へ還流させる排気還流
装置(EGR装置)が設けられることが知られている。と
ころが、フィルタより上流側から排気ガスを吸気系へ還
流させると、これによりフィルタに作用する排気系の圧
力が影響され、フィルタ上のパティキュレート量の推定
精度が悪くなる。例えば再生時期が早過ぎると、パティ
キュレートに着火しても途中で消火することがあり、こ
のようなことが続くと、フィルタ後半部分のパティキュ
レート量が多くなり、その後の再生においてフィルタの
温度が上昇しすぎてフィルタが溶損するおそれを生じ
る。
本発明は、EGR装置を有するディーゼルエンジンにおい
て、フィルタ再生時期の判断を正確に行ない得るフィル
タ再生処理装置を提供することを目的としてなされたも
のである。
なお、特開昭60-47937号公報には、吸入空気量と排気系
の圧力とからフィルタの目詰り状態を判断する構成が示
されているが、これは本発明のようにEGR装置が作動し
ない時における排気系の圧力を推定して再生時期を判断
する構成を示唆するものではない。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明に係るフィルタの再生処理装置は、第1図の発明
の構成図に示すように、フィルタ22に近接して設けら
れ、このフィルタ上のパティキュレートを焼却させるた
めの手段26と、上記排気系の圧力を検出する圧力センサ
27と、エンジンの吸入空気量を検出する吸入空気量セン
サ17と、上記圧力を吸入空気量により補正し、排気還流
弁15の閉弁における上記排気系の圧力を推定する手段A
と、この推定された圧力が所定値より大きい時上記焼却
手段26を作動させるフィルタ再生手段B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発明を説明する。
第2図は本発明の一実施例を適用したディーゼルエンジ
ンを示す。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が連結される。吸気
マニホルド12の上流側基部と排気マニホルド13は排気還
流(EGR)管14により連結され、このEGR管14はEGR弁15
により開閉される。吸気マニホルド12の上流側基部に接
続される吸気管16には、吸入空気量を検出するためにエ
アフロメータ17が設けられ、また最も上流側にはエアフ
ィルタ18が配設される。さらに吸気マニホルド12には圧
力センサ19が設けられ、この圧力センサ19は切換弁20を
閉弁した時吸気マニホルド12内の吸気圧を検出し、切換
弁20を開弁した時大気圧を検出する。一方、排気マニホ
ルド13の下流側基部には排気管21が設けられる。フィル
タ22は排気管21の途中、すなわちEGR管14の排気マニホ
ルド13との連結部分よりも下流側に設けられ、フィルタ
22の上流側と下流側はバイパス管23により連結される。
バイパス管23にはこれを開閉するバイパス弁24が設けら
れ、このバイパス弁24はアクチュエータ25により開閉駆
動される。電気ヒータ26はフィルタ22の上流側部分に近
接して設けられ、このフィルタ22の再生時発熱してフィ
ルタ22に堆積したパティキュレートを燃焼させる。圧力
センサ27は排気管21のフィルタ22の上流側であってバイ
パス管23の分岐部分よりも下流側に設けられ、フィルタ
22の上流側の背圧を検出する。
通常、バイパス弁24は閉弁し、電気ヒータ26通電されて
おらず、この状態でフィルタ22は排気ガス中のパティキ
ュレートを捕集する。このパティキュレートの捕集量が
所定量に達した時、バイパス弁24が開放されてフィルタ
22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26が通電される。これによりパティキュレー
トが加熱されて着火する。この着火後、ヒータ26への通
電が遮断される。パティキュレートの燃焼はフィルタ22
の後端まで伝播し、これによりフィルタ22上のパティキ
ュ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24が閉塞され、パティキュレートの捕集が再開さ
れる。
さて、フィルタ22の再生時期の判断は、通常、フィルタ
22の上流側の背圧を測定することにより行なわれる。つ
まりフィルタ22上のパティキュ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ィルタ
22の再生処理が行なわれる。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
二次元マップとしてマイクロコンピュータのメモリに記
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ってい
る。本実施例においては、EGR弁15の開弁が背圧に及ぼ
す影響を考慮し、EGR弁15が開弁していてもフィルタの
再生時期を正確に判断できるよう、後に詳述するよう
に、吸入空気量により背圧の値を補正している。
フィルタ22の再生時期の判断および再生処理は、第2図
に示すように、マイクロコンピュータから成る制御回路
31により行なわれる。制御回路31は、マイクロプロセッ
シングユニット(MPU)32と、メモリ33と、入力ポート3
4、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19,22お
よびエアフローメータ17の他、アクセルセンサ28と回転
数センサ29が接続される。アクセルセンサ28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回転角
度すなわちアクセル開度を検出し、回転数センサ29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37を介してアクチュエータ25、電気ヒータ26、EGR
弁15のアクチュエータ、および切換弁20が接続される。
しかして制御回路31は、各センサ19,27,28,29からの入
力信号に基いてフィルタ22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、アクチュエータ25を駆
動してバイパス弁24を開弁させるとともにヒータ26に通
電し、フィルタ22の再生処理を行なう。また制御回路31
は、定期的に切換弁20を開弁させて圧力センサ19から大
気圧を検出し、例えばアイドル運転以外の時、EGR弁15
を開放して排気ガスの一部を吸気系へ還流させる。
第3図は制御回路31により実行されるフィルタの再生処
理ルーチンを示す。このルーチンは所定時間毎に割込み
処理される。ステップ101では、エンジン回転数NE、ア
クセル開度ACCP、吸入空気量Q、およびフィルタ22の上
流側の背圧PEMを読む。一方、比較的長い時間間隔で実
行される再生処理ルーチンとは別のルーチンにおいて、
切換弁20が所定時間の間開放され、圧力センサ19により
大気圧Poが検出される。さてステップ102では、メモリ3
3に予め記憶されているエンジン回転数NEとアクセル開
度ACCPの二次元マップから、EGR弁15を閉塞したときの
吸入空気量Qoを読む。ステップ103では の式により、EGR弁15を閉じたとき、すなわち排気ガス
の一部を吸気系へ還流させないときにおける、フィルタ
22の上流側の背圧P′を計算する。すなわち、フィルタ
22の上流側の背圧の大気圧に対する相対圧(PEM−Po
に、吸入空気量の比(Qo/Q)にフィルタのガス流に対す
る圧力損失の次数(1.2)を施したものを乗じることに
より背圧P′を求める。背圧PEMおよび吸入空気量QはE
GR弁15が開放されているときにおける値であるが、
(1)式に示されるように、大気圧PoとEGR弁15を閉じ
たときの吸入空気量Qoにより補正が行なわれ、EGR弁15
の閉弁時における背圧P′が求められる。
次にステップ104では、エンジン回転数NEとアクセル開
度ACCPの二次元マップから、大気圧Poであってフィルタ
再生時期におけるフィルタ22の上流側の背圧PREを読
む。そしてステップ105において、(1)式により補正
された背圧P′が再生時期における背圧PREより大きい
か否かを判別し、大きければステップ106へ進んでフィ
ルタ22の再生作動を行ない、背圧P′が背圧PRE以下で
あればまだフィルタ22を再生すべき時期ではないのでス
テップ106を飛ばしてこのルーチンを終了する。ステッ
プ106では前述したように、バイパス弁24を開くととも
に電気ヒータ26を発熱させ、フィルタ22上のパティキュ
レートを着火させて燃焼させることにより再生処理を行
ない、パティキュレートが燃焼した後、バイパス弁24を
閉弁させる。
このように本実施例は、フィルタ再生時期の判定を行な
う時における背圧PEMを、その時EGR弁15が閉弁している
とした場合における吸入空気量Qoと実際の吸入空気量Q
との比の1.2乗を乗じることにより補正して、EGR弁15が
閉弁していると仮定した場合における背圧P′を求め、
この背圧P′を用いて再生時期が否かを判定している。
すなわち、EGR弁15の開度の大きさに拘らずEGR弁15の閉
弁時における背圧P′を求めている。しかして本実施例
によればEGR装置の作動状態に拘らず、フィルタ22の再
生時期が正確に判断され、フィルタ再生処理装置の信頼
性が向上する。
なお、上記実施例において再生時期の判断に用いられる
背圧は大気圧に対する相対圧であったが、絶対圧を用い
てもよい。また背圧を用いるのではなく、フィルタ22の
前後の差圧を用いてもよい。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、EGR装置が作動していて
もフィルタの再生時期を正確に判断することができ、フ
ィルタ再生処理装置の信頼性を向上させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は発明の構成図、 第2図は本発明の一実施例を適用したエンジンを示す
図、 第3図はフィルタの再生処理ルーチンのフローチャート
である。 14……排気還流管、15……排気還流弁、17……エアフロ
ーメータ(吸入空気量センサ)、22……フィルタ、26…
…ヒータ、27……圧力センサ。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】吸気系と排気系が排気還流管により連結さ
    れるとともに該排気還流管を開閉する排気還流弁を有す
    るディーゼルエンジンの排気系に設けられ、かつ該排気
    系の排気還流管の連結部分よりも下流側に配設されたフ
    ィルタであって、このフィルタに近接して設けられ、該
    フィルタ上のパティキュレートを焼却させるための手段
    と、上記排気系の圧力を検出する圧力センサと、エンジ
    ンの吸入空気量を検出する吸入空気量センサと、上記圧
    力を吸入空気量により補正し、上記排気還流弁の閉弁に
    おける上記排気系の圧力を推定する手段と、この推定さ
    れた圧力が所定値より大きい時上記焼却手段を作動させ
    るフィルタ再生手段とを備えることを特徴とするフィル
    タの再生処理装置。
JP8567187A 1987-04-09 1987-04-09 フイルタの再生処理装置 Expired - Lifetime JPH0713454B2 (ja)

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JPS63253108A JPS63253108A (ja) 1988-10-20
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DE10301035A1 (de) * 2003-01-13 2004-07-22 Hjs Fahrzeugtechnik Gmbh & Co. Verfahren zum Regeln der Ansteuerung einer Heizeinrichtung zum Regenerieren eines in den Abgasstrang einer Brennkraftmaschine eingeschalteten Partikelfilters

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