JPH0771229A - ディーゼルエンジンの排気浄化装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルタ再生中断に伴い発生する不具合を回
避することができるディーゼルエンジンの排気浄化装置
を提供することにある。 【構成】 ディーゼルエンジン１の排気系にはパティキ
ュレートを捕集するフィルタ７が設けられている。フィ
ルタ７の上流側端部には電気ヒータ８が配置されてい
る。電動式エアポンプ１１はフィルタ７に二次空気を供
給する。そして、ディーゼルエンジン１の運転停止時
に、ＥＣＵ１３は、電気ヒータ８を通電してフィルタ７
に捕集されたパティキュレートを着火するとともに電動
式エアポンプ１１を駆動してフィルタ７に捕集されたパ
ティキュレートを焼却しフィルタ再生する。又、ＥＣＵ
１３は、フィルタ７の再生の中断時には、一定時間が経
過するまでディーゼルエンジン１の始動を強制的に禁止
する。

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ものである。

【０００２】

【従来の技術】ディーゼルエンジンの黒煙対策としてＤ
ＰＦ（ディーゼル・パティキュレート・フィルタ）シス
テムが採用されている。これは、ディーゼルエンジンの
排気系にパティキュレートを捕集するＤＰＦを設け、フ
ィルタ再生時には電気ヒータを通電することによりＤＰ
Ｆに捕集されたパティキュレートを着火するとともにエ
アポンプの駆動によりＤＰＦに二次空気を供給してＤＰ
Ｆに捕集されたパティキュレートを焼却するようになっ
ていた。このＤＰＦ再生はエンジン停止時に行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、再生中に何
らかの原因で再生が停止した時、フィルタは高温になっ
たままという状況が発生するおそれがある。このとき、
直ぐにエンジンをスタートさせるとエンジンからの排気
ガスをフィルタに流し込むことになる。その結果、エア
ポンプによる空気量に比べ排気ガス量が非常に多いの
で、フィルタは酸素過多となり燃焼が促進され温度が上
昇し、溶損につながるおそれがある。

【０００４】そこで、この発明の目的は、フィルタ再生
中断に伴い発生する不具合を回避することができるディ
ーゼルエンジンの排気浄化装置を提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、ディーゼル
エンジンの排気系に設けられ、パティキュレートを捕集
するフィルタと、前記フィルタの近傍に配置されたヒー
タと、前記フィルタに二次空気を供給するためのエアポ
ンプとを備え、ディーゼルエンジンの運転停止時に、前
記ヒータにてフィルタに捕集されたパティキュレートを
着火するとともに前記エアポンプを駆動してフィルタに
捕集されたパティキュレートを焼却してフィルタ再生す
るようにしたディーゼルエンジンの排気浄化装置におい
て、フィルタの再生の中断時には、一定時間が経過する
まで、又は、フィルタ温度が所定値以下となるまでの少
なくともいずれか一方を満足するまでディーゼルエンジ
ンの始動を強制的に禁止したディーゼルエンジンの排気
浄化装置をその要旨とする。

【０００６】

【作用】フィルタの再生の中断時には、一定時間が経過
するまで、又は、フィルタ温度が所定値以下となるまで
の少なくともいずれか一方を満足するまでディーゼルエ
ンジンの始動が強制的に禁止される。つまり、フィルタ
の再生の中断直後にはフィルタが高い温度となっている
が、このときにはエンジンの始動が禁止させられるの
で、排気ガスをフィルタに流し込むことによる酸素過多
のための温度上昇が回避される。その結果、フィルタの
溶損が防止される。

【０００７】

【実施例】以下、この発明を具体化した一実施例を図面
に従って説明する。図１には、ディーゼルエンジンの排
気浄化装置の全体構成図を示す。

【０００８】車両にはディーゼルエンジン１が搭載され
ている。ディーゼルエンジン１には吸気管２と排気管３
とが接続されている。吸気管２にはエンジン用エアクリ
ーナー４が設けられている。又、ディーゼルエンジン１
の排気管３には排気浄化装置５のハウジング６が設けら
れている。ハウジング６は排気管３と連通しており、デ
ィーゼルエンジン１の排気ガスがハウジング６内を通過
していく。ハウジング６内にはフィルタ（ＤＰＦ）７が
設けられ、フィルタ７にてディーゼルエンジン１から排
出されるパティキュレートが捕集される。さらに、フィ
ルタ７の上流側端部には電気ヒータ８が設けられ、電気
ヒータ８の通電により同電気ヒータ８が発熱してフィル
タ７にて捕集されたパティキュレートが着火される。

【０００９】排気管３におけるハウジング６の上流側に
は、二次空気供給管９が分岐され、その二次空気供給管
９の途中には電磁バルブ１０が配置されている。この電
磁バルブ１０は通常運転時排気ガスが二次空気供給経路
に逆流しないようにするためのものである。二次空気供
給管９の先端には電動式エアポンプ１１の吐出側が接続
されている。又、電動式エアポンプ１１の吸気側にはエ
アポンプ用エアクリーナー１２が設けられている。そし
て、電磁バルブ１０の開弁状態において電動式エアポン
プ１１の駆動により二次空気がディーゼルエンジン１の
排気管３に供給される。

【００１０】ＥＣＵ１３は半導体リレー１４を介して電
気ヒータ８と接続され、ＥＣＵ１３からの制御信号に従
って電気ヒータ８の通電が制御される。又、ＥＣＵ１３
は半導体リレー１５を介して電動式エアポンプ１１と接
続され、ＥＣＵ１３からの制御信号に従って電動式エア
ポンプ１１の駆動が制御される。

【００１１】スタータ制御装置１６は、スタータスイッ
チ１７とＥＣＵ１３からの信号に従ってディーゼルエン
ジン１のスタータ（スタータモータ）１８を駆動する。
又、エンジン回転数を検出するための回転数センサ１
９、フィルタ７の上流側及び下流側の圧力を検出する前
圧センサ２０，後圧センサ２１、フィルタ７へ流入する
排気ガス温度を検出する入ガス温センサ２２が設けら
れ、これらのセンサ１９，２０，２１，２２の出力信号
がＥＣＵ１３に取り込まれる。

【００１２】又、ＥＣＵ１３には再生要求ランプ２３が
接続され、再生要求ランプ２３は点灯にて再生時期を運
転者に知らせるためのものである。さらに、ＥＣＵ１３
には再生開始スイッチ２４が接続され、運転者が再生開
始スイッチ２４を操作することによりフィルタ７の再生
が開始される。

【００１３】図２には、スタータ制御装置１６の構成を
示す。スタータ制御装置１６は、スイッチング素子（ト
ランジスタ）２５とリレー２６（リレーコイル２６ａ，
リレー接点２６ｂ）から構成されている。バッテリ（電
源）の両端子間には、スタータスイッチ１７とリレー２
６のリレーコイル２６ａとスイッチング素子（トランジ
スタ）２５とが直列に接続されている。又、バッテリ
（電源）の両端子間には、リレー２６のリレー接点２６
ｂとスタータ１８とが直列に接続されている。

【００１４】又、スイッチング素子（トランジスタ）２
５のベース端子にはスタータ許可ライン２７にてＥＣＵ
１３が接続されている。そして、スタータスイッチ１７
がオン（閉路）で、かつ、スイッチング素子２５がオン
（スタータ許可ライン２７の信号がＨレベル）の時の
み、リレーコイル２６ａが励磁されリレー接点２６ｂが
閉じスタータ１８が駆動される。

【００１５】次に、このように構成したディーゼルエン
ジンの排気浄化装置の作用を説明する。ＥＣＵ１３はデ
ィーゼルエンジン１の運転中は前圧センサ２０と後圧セ
ンサ２１から得られるフィルタ７の前後の差圧に対し、
入ガス温センサ２２からの排気ガス温度、回転数センサ
１９からのエンジン回転数等の補正を加え、フィルタ７
の目詰まり状態を推測する。そして、ＥＣＵ１３はフィ
ルタ７の目詰まり状態から再生が必要な時期を判断し、
再生要求ランプ２３の点灯にて再生時期を運転者に知ら
せる。

【００１６】そして、ディーゼルエンジン１の運転停止
時に運転者が再生開始スイッチ２４を押すことによりフ
ィルタ７の再生が始まる。再生中のＥＣＵ１３における
動作を図３のフローチャートに従って説明する。

【００１７】まず、ＥＣＵ１３はステップ１００でフィ
ルタ７の目詰まりを上述の方法で検出し、その結果、再
生が必要でないと判断された場合は、本ルーチンを終了
する。一方、再生が必要な場合は、ＥＣＵ１３はステッ
プ１０１で再生開始スイッチ２４が押されたかどうか判
定を行い、再生開始スイッチ２４が押されていない場合
は本ルーチンを終了し、押された場合はステップ１０２
以降で再生処理を行う。

【００１８】ＥＣＵ１３はステップ１０２で電磁バルブ
１０を開弁し、電動式エアポンプ１１から空気（酸素）
が供給できるようにする。さらに、ＥＣＵ１３はステッ
プ１０３で最適電力となるように電気ヒータ８の通電制
御を行い、ステップ１０４で最適の二次空気量となるよ
うに電動式エアポンプ１１の駆動制御を行う。そして、
ＥＣＵ１３はステップ１０５で再生開始後の経過時間の
判定を行い、設定時間よりも経過した場合は再生を終了
する。

【００１９】このようなフィルタ７の再生処理中におい
て、何らかの原因でフィルタ再生が中断した場合のＥＣ
Ｕ１３の処理を図４に示す。この処理は所定時間毎に起
動されるものである。

【００２０】ＥＣＵ１３はステップ２００でフィルタ再
生中断が発生したか否か判断する。このフィルタ再生中
断は、再生中何らかの原因でシステムに異常をきたした
場合において、異常箇所に関係するセンサより異常な値
がＥＣＵ１３に入力され、ＥＣＵ１３が自動的に再生を
中断するか、もしくは強制的に再生が中断される。

【００２１】そして、ＥＣＵ１３は再生中断が発生する
と、ステップ２０１で再生中断後一定時間が経過したか
否か判断する。この一定時間とは、フィルタ７が冷却さ
れるに十分な時間である。ＥＣＵ１３は再生中断後一定
時間が経過していないと、ステップ２０２で図２のスタ
ータ許可ライン２７の信号をＬレベルにする。つまり、
再生中、何らかの原因で再生が中断した場合には、ＥＣ
Ｕ１３は一定時間スタータ許可ライン２７をＬレベルに
することでスイッチング素子（トランジスタ）２５をオ
フ状態にしスタータスイッチ１７の状態にかかわらずス
タータ制御装置１６のリレーコイル２６ａの励磁を禁止
し、スタータ１８が作動するのを禁止する。よって、フ
ィルタ再生中断後の一定時間は、エンジン１の作動が禁
止される。

【００２２】そして、ＥＣＵ１３はステップ２０１で再
生中断後一定時間が経過すると、フィルタ７が十分冷え
たとしてステップ２０３でスタータ許可ライン２７の信
号をＨレベルにしてスタータスイッチ１７の操作により
エンジン始動ができる状態にする。

【００２３】このように本実施例では、フィルタ７の再
生の中断時には、一定時間が経過するまでディーゼルエ
ンジン１の始動を強制的に禁止した。つまり、図４のス
テップ２００で再生中断と判定するとステップ２０１，
２０２で再生中断後一定時間経過するまで図２のスター
タ許可ライン２７の信号をＬレベルにすることにより、
スイッチング素子（トランジスタ）２５をオフ状態に
し、再生中断後の一定時間内にスタータスイッチ１７が
オン（閉路）されてもリレーコイル２６ａが励磁されず
にスタータ１８が駆動しないようにした。よって、フィ
ルタ７の再生の中断直後にはフィルタ７が高い温度とな
っているが、このときにはエンジン１の始動が禁止させ
られるので、排気ガスをフィルタ７に流し込むことによ
る酸素過多のための温度上昇が回避される。その結果、
フィルタ７の溶損が防止される。

【００２４】尚、この発明は上記実施例に限定されるも
のではなく、例えば、上記実施例では再生中断後一定時
間はエンジンの駆動を強制的に停止したが、図１の入ガ
ス温センサ２２を用いてフィルタ７の再生の中断時にフ
ィルタ温度が所定値以下となるまでディーゼルエンジン
の始動を強制的に禁止してもよい。

【００２５】あるいは、再生中断後に一定時間が経過
し、かつ、フィルタ温度が所定値以下となるまでエンジ
ンの始動を禁止してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
フィルタ再生中断に伴い発生する不具合を回避すること
ができる優れた効果を発揮する。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のディーゼルエンジンの排気浄化装置の
全体構成図である。

【図２】実施例のスタータ制御装置の電気的構成図であ
る。

【図３】実施例の作用を説明するためのフローチャート
である。

【図４】実施例の作用を説明するためのフローチャート
である。

【符号の説明】

１ ディーゼルエンジン ７ フィルタ ８ 電気ヒータ １１ 電動式エアポンプ １３ ＥＣＵ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 加藤 恵一 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内 (72)発明者 森田 尚治 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本電 装 株式会社内

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系に設けら
   れ、パティキュレートを捕集するフィルタと、 前記フィルタの近傍に配置されたヒータと、 前記フィルタに二次空気を供給するためのエアポンプと
   を備え、ディーゼルエンジンの運転停止時に、前記ヒー
   タにてフィルタに捕集されたパティキュレートを着火す
   るとともに前記エアポンプを駆動してフィルタに捕集さ
   れたパティキュレートを焼却してフィルタ再生するよう
   にしたディーゼルエンジンの排気浄化装置において、 フィルタの再生の中断時には、一定時間が経過するま
   で、又は、フィルタ温度が所定値以下となるまでの少な
   くともいずれか一方を満足するまでディーゼルエンジン
   の始動を強制的に禁止したことを特徴とするディーゼル
   エンジンの排気浄化装置。