JPH11153020A - エンジンの排気微粒子処理装置 - Google Patents
エンジンの排気微粒子処理装置Info
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- JPH11153020A JPH11153020A JP9319789A JP31978997A JPH11153020A JP H11153020 A JPH11153020 A JP H11153020A JP 9319789 A JP9319789 A JP 9319789A JP 31978997 A JP31978997 A JP 31978997A JP H11153020 A JPH11153020 A JP H11153020A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 排気微粒子捕集用のフィルタに燃え残りの排
気微粒子が生じた場合、フィルタ内部に燃焼伝播に必要
な量の微粒子が捕捉される以前に再生が開始されてしま
うため燃え残りが解消できない。 【解決手段】 排気微粒子を捕集するフィルタ２０１
１、２０１２と、フィルタへの排気流を絞る排気流路切
替バルブ１０６１、１０６２と、フィルタの圧力損失に
基づいてフィルタ再生時期を検出すると共に前記再生時
期検出結果に基づきフィルタを加熱してフィルタに捕集
された排気微粒子を燃焼させるコントローラ３０１とを
有する排気微粒子処理装置において、フィルタの再生後
にフィルタに燃え残り排気微粒子を検出した場合は、再
生を開始する圧力損失の基準値を補正して、予め定めた
基準値よりも高い圧力損失値に達してから再生を開始す
るように構成し、燃焼伝播が可能な程度にまで排気微粒
子を蓄積させてからフィルタの再生を開始する。
気微粒子が生じた場合、フィルタ内部に燃焼伝播に必要
な量の微粒子が捕捉される以前に再生が開始されてしま
うため燃え残りが解消できない。 【解決手段】 排気微粒子を捕集するフィルタ２０１
１、２０１２と、フィルタへの排気流を絞る排気流路切
替バルブ１０６１、１０６２と、フィルタの圧力損失に
基づいてフィルタ再生時期を検出すると共に前記再生時
期検出結果に基づきフィルタを加熱してフィルタに捕集
された排気微粒子を燃焼させるコントローラ３０１とを
有する排気微粒子処理装置において、フィルタの再生後
にフィルタに燃え残り排気微粒子を検出した場合は、再
生を開始する圧力損失の基準値を補正して、予め定めた
基準値よりも高い圧力損失値に達してから再生を開始す
るように構成し、燃焼伝播が可能な程度にまで排気微粒
子を蓄積させてからフィルタの再生を開始する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ディーゼルエンジ
ン等の筒内燃料噴射式機関から排出される排気微粒子を
捕集する排気微粒子処理装置に関する。
ン等の筒内燃料噴射式機関から排出される排気微粒子を
捕集する排気微粒子処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】ディーゼルエンジンの
排気浄化装置として、エンジン排気通路に設けたフィル
タにて排気中の微粒子を捕集し、捕集した微粒子をヒー
ターにより定期的に加熱して焼却することによりフィル
タを再生するようにした排気微粒子処理装置が知られて
いる。この種の装置ではフィルタの性能を維持するため
に、捕集した微粒子の量を正確に検出して適切なタイミ
ングで焼却する必要がある。
排気浄化装置として、エンジン排気通路に設けたフィル
タにて排気中の微粒子を捕集し、捕集した微粒子をヒー
ターにより定期的に加熱して焼却することによりフィル
タを再生するようにした排気微粒子処理装置が知られて
いる。この種の装置ではフィルタの性能を維持するため
に、捕集した微粒子の量を正確に検出して適切なタイミ
ングで焼却する必要がある。
【０００３】このために、例えば特開平７−０２６９３
３に記載されたものでは、フィルタを通過する体積流量
とフィルタ前後の差圧（圧力損失）とからフィルタの圧
力損失に起因する層流のずれを考慮してフィルタの差圧
を補正して求めるようにしている。また、特開平８−１
０９８１８に開示された装置では、フィルタを通過する
体積流量とフィルタの差圧に加え、フィルタの温度特性
からフィルタの差圧を補正してフィルタに堆積した微粒
子の捕集量を求めるようにしている。
３に記載されたものでは、フィルタを通過する体積流量
とフィルタ前後の差圧（圧力損失）とからフィルタの圧
力損失に起因する層流のずれを考慮してフィルタの差圧
を補正して求めるようにしている。また、特開平８−１
０９８１８に開示された装置では、フィルタを通過する
体積流量とフィルタの差圧に加え、フィルタの温度特性
からフィルタの差圧を補正してフィルタに堆積した微粒
子の捕集量を求めるようにしている。
【０００４】しかしながら、圧力損失やフィルタの特性
から微粒子の堆積量を求めるものでは、フィルタ再生後
に微粒子の燃え残りが存在すると以後の捕集期間のあい
だに燃え残りの影響で燃焼伝播が期待できる量の微粒子
が捕集されず、次回再生時に燃え残りが増大してフィル
タ性能が悪化してしまうという問題が生じる。また、再
生時のフィルタ温度をフィードバックして次回の再生時
期を決定するようにしても、フィルタの周縁部に燃え残
りが存在する場合には、同様に燃え残りが増大して燃え
残り微粒子の異常燃焼によってフィルタが劣化するおそ
れがある。
から微粒子の堆積量を求めるものでは、フィルタ再生後
に微粒子の燃え残りが存在すると以後の捕集期間のあい
だに燃え残りの影響で燃焼伝播が期待できる量の微粒子
が捕集されず、次回再生時に燃え残りが増大してフィル
タ性能が悪化してしまうという問題が生じる。また、再
生時のフィルタ温度をフィードバックして次回の再生時
期を決定するようにしても、フィルタの周縁部に燃え残
りが存在する場合には、同様に燃え残りが増大して燃え
残り微粒子の異常燃焼によってフィルタが劣化するおそ
れがある。
【０００５】本発明はこのような従来の問題に着目して
なされたもので、フィルタに燃え残りの排気微粒子が生
じた場合には、次回の再生開始基準値を補正して、より
高い圧力損失値に達するまで微粒子を捕集することで再
生時の燃焼伝播が確実に行われるだけの微粒子を蓄積し
て燃え残りが生じないようにした排気微粒子処理装置を
提供することを目的としている。
なされたもので、フィルタに燃え残りの排気微粒子が生
じた場合には、次回の再生開始基準値を補正して、より
高い圧力損失値に達するまで微粒子を捕集することで再
生時の燃焼伝播が確実に行われるだけの微粒子を蓄積し
て燃え残りが生じないようにした排気微粒子処理装置を
提供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】請求項１の発明は、エン
ジン排気通路に介装され排気微粒子を捕集するフィルタ
と、フィルタへの排気流を絞る排気流制御手段と、フィ
ルタの圧力損失に基づいてフィルタ再生時期を検出する
再生時期検出手段と、前記再生時期検出結果に基づきフ
ィルタを加熱してフィルタに捕集された排気微粒子を燃
焼させる再生手段とを有する排気微粒子処理装置におい
て、前記再生手段を、フィルタの再生後にフィルタに燃
え残り排気微粒子を検出した場合は、再生を開始する圧
力損失の基準値を補正して、予め定めた基準値よりも高
い圧力損失値に達してから再生を開始するように構成し
た。
ジン排気通路に介装され排気微粒子を捕集するフィルタ
と、フィルタへの排気流を絞る排気流制御手段と、フィ
ルタの圧力損失に基づいてフィルタ再生時期を検出する
再生時期検出手段と、前記再生時期検出結果に基づきフ
ィルタを加熱してフィルタに捕集された排気微粒子を燃
焼させる再生手段とを有する排気微粒子処理装置におい
て、前記再生手段を、フィルタの再生後にフィルタに燃
え残り排気微粒子を検出した場合は、再生を開始する圧
力損失の基準値を補正して、予め定めた基準値よりも高
い圧力損失値に達してから再生を開始するように構成し
た。
【０００７】請求項２の発明は、上記請求項１の発明の
再生手段を、フィルタ再生後に検出した圧力損失が予め
定めた判定基準値よりも大きいときにフィルタに燃え残
りの排気微粒子があると判定するように構成した。
再生手段を、フィルタ再生後に検出した圧力損失が予め
定めた判定基準値よりも大きいときにフィルタに燃え残
りの排気微粒子があると判定するように構成した。
【０００８】請求項３の発明は、上記請求項１の発明の
再生手段を、排気微粒子捕集中の単位時間当たりの圧力
損失の変化量が予め定めた判定基準値よりも大きく、か
つフィルタ再生後に検出した圧力損失が予め定めた判定
基準値よりも大きいときにフィルタに燃え残りの排気微
粒子があると判定するように構成した。
再生手段を、排気微粒子捕集中の単位時間当たりの圧力
損失の変化量が予め定めた判定基準値よりも大きく、か
つフィルタ再生後に検出した圧力損失が予め定めた判定
基準値よりも大きいときにフィルタに燃え残りの排気微
粒子があると判定するように構成した。
【０００９】請求項４の発明は、上記請求項１から３の
発明の再生手段を、再生を開始する圧力損失の基準値
に、エンジンの運転履歴に伴うオイルアッシュ堆積によ
る圧力損失変動に対する補正を施すように構成した。
発明の再生手段を、再生を開始する圧力損失の基準値
に、エンジンの運転履歴に伴うオイルアッシュ堆積によ
る圧力損失変動に対する補正を施すように構成した。
【００１０】請求項５の発明は、上記請求項１から請求
項３の発明の再生手段を、再生開始圧力損失を検出した
ときの排気温度が予め定めた所定の温度よりも低い場合
は、排気凝縮水や低沸点ＨＣが蒸発しかつ排気微粒子の
燃焼開始温度よりも低い温度に該フィルタを加熱するよ
うに構成した。
項３の発明の再生手段を、再生開始圧力損失を検出した
ときの排気温度が予め定めた所定の温度よりも低い場合
は、排気凝縮水や低沸点ＨＣが蒸発しかつ排気微粒子の
燃焼開始温度よりも低い温度に該フィルタを加熱するよ
うに構成した。
【００１１】請求項６の発明は、上記請求項１から請求
項３の発明の再生手段を、フィルタに燃え残りの排気微
粒子があることを検出した後、次回の再生開始圧力損失
値に達するまでの間に、高負荷運転条件が予め定めた所
定の時間以上続いた場合には燃え残りの排気微粒子に基
づく再生開始基準値の補正を行わないように構成した。
項３の発明の再生手段を、フィルタに燃え残りの排気微
粒子があることを検出した後、次回の再生開始圧力損失
値に達するまでの間に、高負荷運転条件が予め定めた所
定の時間以上続いた場合には燃え残りの排気微粒子に基
づく再生開始基準値の補正を行わないように構成した。
【００１２】請求項７の発明は、上記請求項１から請求
項３の発明のフィルタを、中空筒形に形成され、排気が
該中空形状の内外径間で半径方向に流れるように構成さ
れると共に、排気入口側の周面に再生用ヒータが設けら
れている構成のものとした。
項３の発明のフィルタを、中空筒形に形成され、排気が
該中空形状の内外径間で半径方向に流れるように構成さ
れると共に、排気入口側の周面に再生用ヒータが設けら
れている構成のものとした。
【００１３】
【作用・効果】上記各発明によれば、フィルタに燃え残
りの排気微粒子が検出された場合には次に再生を開始す
るときの圧力損失の基準値が高く補正されるので、それ
だけ次回再生までの期間が長くなり、比較的多量の排気
微粒子が捕集されることになる。これによりフィルタ内
に再生時の燃焼伝播が可能になるだけの十分な量の排気
微粒子が蓄積されるので、次回再生時に微粒子を確実に
燃焼させてフィルタを十分に再生し劣化を回避すること
ができる。
りの排気微粒子が検出された場合には次に再生を開始す
るときの圧力損失の基準値が高く補正されるので、それ
だけ次回再生までの期間が長くなり、比較的多量の排気
微粒子が捕集されることになる。これによりフィルタ内
に再生時の燃焼伝播が可能になるだけの十分な量の排気
微粒子が蓄積されるので、次回再生時に微粒子を確実に
燃焼させてフィルタを十分に再生し劣化を回避すること
ができる。
【００１４】請求項２または請求項３の発明によれば、
燃え残りの排気微粒子の存在を再生後の圧力損失または
微粒子捕集中の圧力損失の上昇率に基づいて判定するの
で、燃え残りの排気微粒子の存在を精度良く検出するこ
とができる。
燃え残りの排気微粒子の存在を再生後の圧力損失または
微粒子捕集中の圧力損失の上昇率に基づいて判定するの
で、燃え残りの排気微粒子の存在を精度良く検出するこ
とができる。
【００１５】請求項４の発明によれば、オイルアッシュ
の堆積をフィルタ圧力損失の変動要因として考慮した補
正を行うので、再生開始基準値の補正をより的確に行う
ことができる。
の堆積をフィルタ圧力損失の変動要因として考慮した補
正を行うので、再生開始基準値の補正をより的確に行う
ことができる。
【００１６】請求項５の発明によれば、低排温条件でフ
ィルタに蓄積される凝縮水や低沸点ＨＣによるフィルタ
圧力損失への影響を考慮し、これらが蓄積される運転条
件にてフィルタの温度を高めることにより水分やＨＣの
蒸発を促すようにしたので、前記影響を排除して再生開
始基準値を的確に設定することができる。
ィルタに蓄積される凝縮水や低沸点ＨＣによるフィルタ
圧力損失への影響を考慮し、これらが蓄積される運転条
件にてフィルタの温度を高めることにより水分やＨＣの
蒸発を促すようにしたので、前記影響を排除して再生開
始基準値を的確に設定することができる。
【００１７】請求項６の発明によれば、フィルタが自己
再生可能な運転状態が所定の時間継続した場合、再生開
始基準値の補正は解除する。前記運転状態の継続によ
り、燃え残りの排気微粒子があったとしても自己再生現
象により燃焼するのでフィルタは初期状態に近い清浄な
状態に復帰し、したがって再生開始時期の基準値を補正
する必要がなくなり、むしろ補正を解除することでフィ
ルタは所期の捕集機能を発揮する。
再生可能な運転状態が所定の時間継続した場合、再生開
始基準値の補正は解除する。前記運転状態の継続によ
り、燃え残りの排気微粒子があったとしても自己再生現
象により燃焼するのでフィルタは初期状態に近い清浄な
状態に復帰し、したがって再生開始時期の基準値を補正
する必要がなくなり、むしろ補正を解除することでフィ
ルタは所期の捕集機能を発揮する。
【００１８】請求項７の発明のように、排気が半径方向
に流れる中空筒形のフィルタにおいて排気入口側にヒー
タを備えたものでは排気出口側の周面付近に燃え残りの
排気微粒子が堆積する傾向があり、したがって特にこの
種のフィルタにおいて上記各発明は顕著な効果を奏す
る。
に流れる中空筒形のフィルタにおいて排気入口側にヒー
タを備えたものでは排気出口側の周面付近に燃え残りの
排気微粒子が堆積する傾向があり、したがって特にこの
種のフィルタにおいて上記各発明は顕著な効果を奏す
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて説明する。図１は実施形態に係る排気微粒子
処理装置の機械的構成の概略を示したものである。図に
おいて、１０１はディーゼルエンジン、１０２はその排
気通路、３０１は再生手段にあたるコントロールユニッ
トである。排気通路１０２は途中から２系統に分岐し、
各系統にそれぞれ排気制御手段にあたる排気流路切換バ
ルブ１０６１、１０６２、フィルタケース２０３に収納
された中空円筒状のフィルタ２０１１、２０１２、フィ
ルタの圧力損失を検出するための排圧センサ１０４１、
１０４２が設けられている。なお、フィルタの圧力損失
はフィルタ上下流間の圧力差で示されるが、下流側圧力
は大気圧とみなすことができるので、この場合上流側の
排圧のみで圧力損失を代表させている。
に基づいて説明する。図１は実施形態に係る排気微粒子
処理装置の機械的構成の概略を示したものである。図に
おいて、１０１はディーゼルエンジン、１０２はその排
気通路、３０１は再生手段にあたるコントロールユニッ
トである。排気通路１０２は途中から２系統に分岐し、
各系統にそれぞれ排気制御手段にあたる排気流路切換バ
ルブ１０６１、１０６２、フィルタケース２０３に収納
された中空円筒状のフィルタ２０１１、２０１２、フィ
ルタの圧力損失を検出するための排圧センサ１０４１、
１０４２が設けられている。なお、フィルタの圧力損失
はフィルタ上下流間の圧力差で示されるが、下流側圧力
は大気圧とみなすことができるので、この場合上流側の
排圧のみで圧力損失を代表させている。
【００２０】フィルタケース２０３は円筒形状のフィル
タ２０１１、２０１２の内径部から外径部へと向かって
半径方向に排気が流れるような通路構成となっており、
これに対応してフィルタ２０１１、２０１２にはその内
径部に再生用ヒータ２０２１、２０２２が設けられてい
る。前記とは逆に再生用ヒータを外径部に備え、外径部
から内径部へと排気を流す構成のフィルタを用いること
もできる。なおフィルタケース２０３には再生時の燃焼
用酸素を補給するための大気導入口４１、４２が設けら
れている。
タ２０１１、２０１２の内径部から外径部へと向かって
半径方向に排気が流れるような通路構成となっており、
これに対応してフィルタ２０１１、２０１２にはその内
径部に再生用ヒータ２０２１、２０２２が設けられてい
る。前記とは逆に再生用ヒータを外径部に備え、外径部
から内径部へと排気を流す構成のフィルタを用いること
もできる。なおフィルタケース２０３には再生時の燃焼
用酸素を補給するための大気導入口４１、４２が設けら
れている。
【００２１】コントロールユニット３０１は、排気切り
替えバルブ１０６１と１０６２を相反的に切り替えてフ
ィルタ２０１１と２０１２にて交互的に排気微粒子を捕
集する。すなわち一方のフィルタが再生中のときは他方
のフィルタのみで排気微粒子の捕集が行われる。
替えバルブ１０６１と１０６２を相反的に切り替えてフ
ィルタ２０１１と２０１２にて交互的に排気微粒子を捕
集する。すなわち一方のフィルタが再生中のときは他方
のフィルタのみで排気微粒子の捕集が行われる。
【００２２】例えば、フィルタ２０１１に排気微粒子を
捕集し、再生時期圧力であることを排圧センサ１０４１
で検知した場合、排気流路切換バルブ１０６１を閉じた
後にヒータ２０２１に通電してフィルタを再生する。
捕集し、再生時期圧力であることを排圧センサ１０４１
で検知した場合、排気流路切換バルブ１０６１を閉じた
後にヒータ２０２１に通電してフィルタを再生する。
【００２３】ここで、内径部から外径部へと排気を流す
構成の中空円筒状フィルタの場合、再生時に燃焼伝播や
加熱が不十分であった場合には図２に示すように外周部
に排気微粒子の燃え残りが発生してしまう。燃え残りに
よって再生後の圧力損失が図４に示すように燃え残りが
無い場合に比べ高くなり、捕集中の排圧上昇も早くな
る。この結果、図２に示すように燃焼伝播しにくい領域
が生じてしまい、これによりヒータ加熱しても燃え残り
部分を十分に焼却することができず、燃え残りを解消で
きない。そこで本実施形態では、再生後の排圧が所定の
基準値Ｐ１より高い場合は燃え残りがあると判断し、所
定の再生時期背圧Ｐ２に修正係数Ｐ’を乗じた修正再生
時期排圧に達するまで捕集を続ける。補正した背圧Ｐ’
・Ｐ２まで捕集を続けることで、図３に示すようにフィ
ルタ全体に燃焼伝播可能な密度まで微粒子を捕集でき
る。この状態でヒータによる再生を行うことで外周部ま
で燃焼が伝播し、外周部の燃え残りが確実に解消され
る。
構成の中空円筒状フィルタの場合、再生時に燃焼伝播や
加熱が不十分であった場合には図２に示すように外周部
に排気微粒子の燃え残りが発生してしまう。燃え残りに
よって再生後の圧力損失が図４に示すように燃え残りが
無い場合に比べ高くなり、捕集中の排圧上昇も早くな
る。この結果、図２に示すように燃焼伝播しにくい領域
が生じてしまい、これによりヒータ加熱しても燃え残り
部分を十分に焼却することができず、燃え残りを解消で
きない。そこで本実施形態では、再生後の排圧が所定の
基準値Ｐ１より高い場合は燃え残りがあると判断し、所
定の再生時期背圧Ｐ２に修正係数Ｐ’を乗じた修正再生
時期排圧に達するまで捕集を続ける。補正した背圧Ｐ’
・Ｐ２まで捕集を続けることで、図３に示すようにフィ
ルタ全体に燃焼伝播可能な密度まで微粒子を捕集でき
る。この状態でヒータによる再生を行うことで外周部ま
で燃焼が伝播し、外周部の燃え残りが確実に解消され
る。
【００２４】図１１はこのような制御動作の一例を流れ
図として示したものである。これを説明すると、まずＳ
１でエンジン１０１の運転状態を検出し、例えばＳ２で
エンジン負荷及び回転数が所定値以下の再生可能運転状
態であったときには次にＳ３、Ｓ１２にて各フィルタの
排圧センサ１０４１、１０４２の出力からフィルタ２０
１１の排圧Ｐａとフィルタ２０１２の排圧Ｐｂを検出
し、これらを各々の再生開始基準圧力Ｐ２ａ，Ｐ２ｂと
比較して再生開始の可否を決定する。なお、Ｐ２ａ，Ｐ
２ｂの初期値は何れもＰ２で同一である。
図として示したものである。これを説明すると、まずＳ
１でエンジン１０１の運転状態を検出し、例えばＳ２で
エンジン負荷及び回転数が所定値以下の再生可能運転状
態であったときには次にＳ３、Ｓ１２にて各フィルタの
排圧センサ１０４１、１０４２の出力からフィルタ２０
１１の排圧Ｐａとフィルタ２０１２の排圧Ｐｂを検出
し、これらを各々の再生開始基準圧力Ｐ２ａ，Ｐ２ｂと
比較して再生開始の可否を決定する。なお、Ｐ２ａ，Ｐ
２ｂの初期値は何れもＰ２で同一である。
【００２５】もしＳ３にてＰａ＞Ｐ２ａであったときに
は、Ｓ４にて他方のフィルタ２０１２が再生中でないこ
とを条件にＳ５〜Ｓ８の処理にてフィルタ２０１１の再
生を開始する。すなわち、排気流路切替バルブ１０６１
を閉ざした後ヒータ２０２１に通電し、所定時間ｔｒ２
が経過したら通電を停止してバルブ１０６１を開く。
は、Ｓ４にて他方のフィルタ２０１２が再生中でないこ
とを条件にＳ５〜Ｓ８の処理にてフィルタ２０１１の再
生を開始する。すなわち、排気流路切替バルブ１０６１
を閉ざした後ヒータ２０２１に通電し、所定時間ｔｒ２
が経過したら通電を停止してバルブ１０６１を開く。
【００２６】Ｓ９以降では、再生が終了した直後の排圧
Ｐａを検出し、これを再生後の排圧の基準値Ｐ１と比較
する。Ｐａ＞Ｐ１のときは図４に示したように燃え残り
の排気微粒子があると判定できるので、再生開始基準値
Ｐ２ａに所定の補正係数Ｐ’（ただしＰ’＞１）を乗じ
てこれを新たなＰ２ａとして設定する（Ｓ１０）。これ
に対して、Ｐａ＞Ｐ１でなかったときには燃え残りの排
気微粒子はないと判定し、Ｐ２ａに初期値Ｐ２を設定す
る（Ｓ１１）。
Ｐａを検出し、これを再生後の排圧の基準値Ｐ１と比較
する。Ｐａ＞Ｐ１のときは図４に示したように燃え残り
の排気微粒子があると判定できるので、再生開始基準値
Ｐ２ａに所定の補正係数Ｐ’（ただしＰ’＞１）を乗じ
てこれを新たなＰ２ａとして設定する（Ｓ１０）。これ
に対して、Ｐａ＞Ｐ１でなかったときには燃え残りの排
気微粒子はないと判定し、Ｐ２ａに初期値Ｐ２を設定す
る（Ｓ１１）。
【００２７】もしＳ３にてＰａ＞Ｐａ２でなかった場
合、次に他方のフィルタ２０１２についての再生の可否
を該フィルタの排圧Ｐｂと基準値Ｐ２ｂとの比較に基づ
いて決定する。その後の処理内容は上記第１のフィルタ
２０１１に対するのと同様であり、すなわちＳ１３〜Ｓ
１７の処理にて他方のフィルタ２０１１が再生中でない
ことを条件に排気流路切替バルブ１０６２を閉ざした後
ヒータ２０２２に通電し、所定時間ｔｒ２が経過したら
通電を停止してバルブ１０６２を開く。次にＳ１８以下
の処理にて、再生が終了した直後の排圧Ｐｂを検出し、
これを再生後の排圧の基準値Ｐ１と比較する。Ｐｂ＞Ｐ
１のときはフィルタ２０１２に燃え残りの排気微粒子が
あると判定できるので、再生開始基準値Ｐ２ｂに前記補
正係数Ｐ’を乗じてこれを新たなＰ２ｂとして設定し、
Ｐｂ＞Ｐ１でなかったときには燃え残りの排気微粒子は
ないと判定し、Ｐ２ｂに初期値Ｐ２を設定する。
合、次に他方のフィルタ２０１２についての再生の可否
を該フィルタの排圧Ｐｂと基準値Ｐ２ｂとの比較に基づ
いて決定する。その後の処理内容は上記第１のフィルタ
２０１１に対するのと同様であり、すなわちＳ１３〜Ｓ
１７の処理にて他方のフィルタ２０１１が再生中でない
ことを条件に排気流路切替バルブ１０６２を閉ざした後
ヒータ２０２２に通電し、所定時間ｔｒ２が経過したら
通電を停止してバルブ１０６２を開く。次にＳ１８以下
の処理にて、再生が終了した直後の排圧Ｐｂを検出し、
これを再生後の排圧の基準値Ｐ１と比較する。Ｐｂ＞Ｐ
１のときはフィルタ２０１２に燃え残りの排気微粒子が
あると判定できるので、再生開始基準値Ｐ２ｂに前記補
正係数Ｐ’を乗じてこれを新たなＰ２ｂとして設定し、
Ｐｂ＞Ｐ１でなかったときには燃え残りの排気微粒子は
ないと判定し、Ｐ２ｂに初期値Ｐ２を設定する。
【００２８】このようにして、フィルタに燃え残りの排
気微粒子があった場合には次回の再生開始基準値Ｐ２ａ
またはＰ２ｂが増大し、それだけ多くの排気微粒子が捕
捉されてから再生が開始されることになるので、フィル
タ中での燃焼伝播を確実にして燃え残りを解消すること
ができる。
気微粒子があった場合には次回の再生開始基準値Ｐ２ａ
またはＰ２ｂが増大し、それだけ多くの排気微粒子が捕
捉されてから再生が開始されることになるので、フィル
タ中での燃焼伝播を確実にして燃え残りを解消すること
ができる。
【００２９】ところで、フィルタに燃え残りの排気微粒
子が存在する場合、図５に示したように微粒子捕集中の
フィルタの排圧の上昇率が高くなる傾向を示す。そこ
で、排圧センサ出力からこの圧力上昇率ｄＰ／ｄｔを検
出し、これが予め定めた基準値以上に大であり、かつ再
生後の排圧が基準値以上であった場合に燃え残りがある
と判定するようにしてもよく、これにより燃え残りの有
無をより精度よく判定することが可能である。また、図
６に示したように、排気中に含まれるオイルアッシュの
堆積もフィルタの排圧上昇に相関するので、このオイル
アッシュの堆積に伴うフィルタ圧損の増加量を排圧の補
正に加えること、具体的にはフィルタ再生後の排圧が運
転時間に応じたオイルアッシュによる排圧の増加量にP
１を加えた値を基準値として設定することにより、これ
を越えた場合に燃え残りの排気微粒子があると判定する
ようにしてもよく、これによっても燃え残りの排気微粒
子有無の判定の精度を高めることができる。
子が存在する場合、図５に示したように微粒子捕集中の
フィルタの排圧の上昇率が高くなる傾向を示す。そこ
で、排圧センサ出力からこの圧力上昇率ｄＰ／ｄｔを検
出し、これが予め定めた基準値以上に大であり、かつ再
生後の排圧が基準値以上であった場合に燃え残りがある
と判定するようにしてもよく、これにより燃え残りの有
無をより精度よく判定することが可能である。また、図
６に示したように、排気中に含まれるオイルアッシュの
堆積もフィルタの排圧上昇に相関するので、このオイル
アッシュの堆積に伴うフィルタ圧損の増加量を排圧の補
正に加えること、具体的にはフィルタ再生後の排圧が運
転時間に応じたオイルアッシュによる排圧の増加量にP
１を加えた値を基準値として設定することにより、これ
を越えた場合に燃え残りの排気微粒子があると判定する
ようにしてもよく、これによっても燃え残りの排気微粒
子有無の判定の精度を高めることができる。
【００３０】次に本発明の第２の実施形態につき説明す
る。図１２はその動作内容を示す流れ図である。この実
施形態は、上記第１の実施形態の構成に加えて、低排温
運転に伴う排圧上昇を抑制し、再生時期をより正確に検
知することができるようにしたものである。すなわち、
図８に示すように低排温運転領域で長時間運転を続ける
と、図７に示すように排気凝縮水が溜まり排圧が急上昇
してしまう。すると正しい再生開始時期ではないのに再
生開始時期が到来したと判断してしまうおそれがある。
そこで、低排温条件で一定時間以上運転が続いたら、フ
ィルタの温度を図９に示すように再生温度よりも低温
の、排気凝縮水が蒸発しうる温度、例えば２００℃程度
にフィルタを加熱し、排気凝縮水をフィルタから蒸発さ
せるのである。図１２において、各フィルタ２０１１ま
たは２０１２についての再生開始排圧の判定処理（Ｓ３
またはＳ１２）の前段にて切替バルブが開いているか否
かを検出し（Ｓ３０またはＳ３５）、次に低排温運転条
件であった場合にはＳ３１またはＳ３６以下の処理によ
りフィルタ捕集中に低排温運転条件が所定の時間ｔ１以
上続いているかを判断し、続いている場合にはフィルタ
温度上昇手段を作動させる点が図１１と異なる。なお、
図１２においてＳ３〜Ｓ１１，Ｓ１２〜Ｓ２０の処理に
ついては図１１と同一であるので略記してある。前記の
フィルタ温度昇温手段としては、例えば吸気絞り弁や排
気絞り弁により吸排気の流れを絞ることにより排気温度
を上昇させるか、またはフィルタ再生用ヒータ２０２
１、２０２２に排気凝縮水蒸発温度に達するまで通電す
る構成とする。
る。図１２はその動作内容を示す流れ図である。この実
施形態は、上記第１の実施形態の構成に加えて、低排温
運転に伴う排圧上昇を抑制し、再生時期をより正確に検
知することができるようにしたものである。すなわち、
図８に示すように低排温運転領域で長時間運転を続ける
と、図７に示すように排気凝縮水が溜まり排圧が急上昇
してしまう。すると正しい再生開始時期ではないのに再
生開始時期が到来したと判断してしまうおそれがある。
そこで、低排温条件で一定時間以上運転が続いたら、フ
ィルタの温度を図９に示すように再生温度よりも低温
の、排気凝縮水が蒸発しうる温度、例えば２００℃程度
にフィルタを加熱し、排気凝縮水をフィルタから蒸発さ
せるのである。図１２において、各フィルタ２０１１ま
たは２０１２についての再生開始排圧の判定処理（Ｓ３
またはＳ１２）の前段にて切替バルブが開いているか否
かを検出し（Ｓ３０またはＳ３５）、次に低排温運転条
件であった場合にはＳ３１またはＳ３６以下の処理によ
りフィルタ捕集中に低排温運転条件が所定の時間ｔ１以
上続いているかを判断し、続いている場合にはフィルタ
温度上昇手段を作動させる点が図１１と異なる。なお、
図１２においてＳ３〜Ｓ１１，Ｓ１２〜Ｓ２０の処理に
ついては図１１と同一であるので略記してある。前記の
フィルタ温度昇温手段としては、例えば吸気絞り弁や排
気絞り弁により吸排気の流れを絞ることにより排気温度
を上昇させるか、またはフィルタ再生用ヒータ２０２
１、２０２２に排気凝縮水蒸発温度に達するまで通電す
る構成とする。
【００３１】図１３は、本発明の第３の実施形態を示す
流れ図である。この実施形態は、第１の実施形態におい
て、フィルタの自已再生による燃え残りの解消の補正を
施すようにしたものである。図１０に示すように、高排
温条件では排気微粒子の自己着火が起こる運転領域が存
在し、この運転条件での連続運転時間が所定の時間以上
続いた場合は自己再生により微粒子が燃焼するので、燃
え残りを考慮した再生時期の補正を行う必要がなくな
り、そこで再生時期の補正を中止するようにしたもので
ある。図１１の処理との相違点は、Ｓ５０またはＳ５４
以下の処理にて、切替バルブが開放している側のフィル
タつまり微粒子捕集中のフィルタについて自已再生運転
領域での運転が所定の時間ｔ１以上続いているかを判断
し、当該運転状態が継続している場合には燃え残りが自
已再生により解消したと判定し、前回の再生で燃え残り
があると判定されていても再生開始圧損の補正を解除す
るようにした点である。その他の点は図１１と同一であ
るので略記してある。
流れ図である。この実施形態は、第１の実施形態におい
て、フィルタの自已再生による燃え残りの解消の補正を
施すようにしたものである。図１０に示すように、高排
温条件では排気微粒子の自己着火が起こる運転領域が存
在し、この運転条件での連続運転時間が所定の時間以上
続いた場合は自己再生により微粒子が燃焼するので、燃
え残りを考慮した再生時期の補正を行う必要がなくな
り、そこで再生時期の補正を中止するようにしたもので
ある。図１１の処理との相違点は、Ｓ５０またはＳ５４
以下の処理にて、切替バルブが開放している側のフィル
タつまり微粒子捕集中のフィルタについて自已再生運転
領域での運転が所定の時間ｔ１以上続いているかを判断
し、当該運転状態が継続している場合には燃え残りが自
已再生により解消したと判定し、前回の再生で燃え残り
があると判定されていても再生開始圧損の補正を解除す
るようにした点である。その他の点は図１１と同一であ
るので略記してある。
【００３２】なお、上記各実施形態は排気通路に２系統
のフィルタを設けてこれらを交互的に再生する構成のも
のを示したが、本発明はこれに限られず、単一のフィル
タを用いた排気微粒子処理装置にも適用可能である。こ
の場合、フィルタの再生を低負荷で排気流量の少ないと
きにフィルタへの排気流を絞りながら行うか、またはフ
ィルタへの排気を遮断する場合にはエンジンからの排気
がフィルタを迂回して流れるように図る。
のフィルタを設けてこれらを交互的に再生する構成のも
のを示したが、本発明はこれに限られず、単一のフィル
タを用いた排気微粒子処理装置にも適用可能である。こ
の場合、フィルタの再生を低負荷で排気流量の少ないと
きにフィルタへの排気流を絞りながら行うか、またはフ
ィルタへの排気を遮断する場合にはエンジンからの排気
がフィルタを迂回して流れるように図る。
【図１】本発明の第１の実施形態の機械的構成の概略
図。
図。
【図２】従来技術において燃え残りの排気微粒子により
燃焼伝播しない領域が生じた状態を示す中空状フィルタ
の横断面図。
燃焼伝播しない領域が生じた状態を示す中空状フィルタ
の横断面図。
【図３】上記実施形態の効果を示すための中空状フィル
タの横断面図。
タの横断面図。
【図４】燃え残りの排気微粒子の有無に応じた再生後の
フィルタ圧力損失の相違を示す説明図。
フィルタ圧力損失の相違を示す説明図。
【図５】燃え残りの排気微粒子の有無に応じた微粒子補
修中の圧力損失の上昇率の相違を示す説明図。
修中の圧力損失の上昇率の相違を示す説明図。
【図６】運転経過時間に応じてオイルアッシュの堆積に
対する補正のための係数を付与するマップの特性図。
対する補正のための係数を付与するマップの特性図。
【図７】低排温運転条件でのフィルタへの凝縮水の堆積
がフィルタの圧力損失値に及ぼす影響を示した説明図。
がフィルタの圧力損失値に及ぼす影響を示した説明図。
【図８】低排温運転領域をエンジン回転数Ｎｅと負荷Ｑ
との関係において示した説明図。
との関係において示した説明図。
【図９】排気微粒子（ＰＭ）の燃焼温度と凝縮水の蒸発
温度との関係を示した説明図。
温度との関係を示した説明図。
【図１０】フィルタの自己再生領域をエンジン回転数Ｎ
ｅと負荷Ｑとの関係において示した説明図。
ｅと負荷Ｑとの関係において示した説明図。
【図１１】本発明の第１の実施形態の動作内容を示した
流れ図。
流れ図。
【図１２】本発明の第２の実施形態の動作内容を示した
流れ図。
流れ図。
【図１３】本発明の第３の実施形態の動作内容を示した
流れ図。
流れ図。
１０１ エンジン １０２ 排気通路 ３０１ コントロールユニット １０４１ 排圧センサ １０４２ 排圧センサ １０６１ 排気流路切替バルブ １０６２ 排気流路切替バルブ ２０１１ フィルタ ２０１２ フィルタ ２０２１ 再生用ヒータ ２０２２ 再生用ヒータ
Claims (7)
- 【請求項１】エンジン排気通路に介装され排気微粒子を
捕集するフィルタと、フィルタへの排気流を絞る排気流
制御手段と、フィルタの圧力損失に基づいてフィルタ再
生時期を検出する再生時期検出手段と、前記再生時期検
出結果に基づきフィルタを加熱してフィルタに捕集され
た排気微粒子を燃焼させる再生手段とを有する排気微粒
子処理装置において、 前記再生手段を、フィルタの再生後にフィルタに燃え残
り排気微粒子を検出した場合は、再生を開始する圧力損
失の基準値を補正して、予め定めた基準値よりも高い圧
力損失値に達してから再生を開始するように構成したこ
とを特徴とする排気微粒子処理装置。 - 【請求項２】再生手段は、再生後に検出した圧力損失が
予め定めた判定基準値よりも大きいときにフィルタに燃
え残りの排気微粒子があると判定するように構成したこ
とを特徴とする請求項１に記載のエンジンの排気微粒子
処理装置。 - 【請求項３】再生手段は、排気微粒子捕集中の単位時間
当たりの圧力損失の変化量が予め定めた判定基準値より
も大きく、かつ再生後に検出した圧力損失が予め定めた
判定基準値よりも大きいときにフィルタに燃え残りの排
気微粒子があると判定するように構成したことを特徴と
する請求項１に記載のエンジンの排気微粒子処理装置。 - 【請求項４】再生手段は、再生を開始する圧力損失の基
準値に、エンジンの運転履歴に伴うオイルアッシュ堆積
による圧力損失変動に対する補正を施すようにしたこと
を特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のエ
ンジンの排気微粒子処理装置。 - 【請求項５】再生手段は、再生開始圧力損失を検出した
ときの排気温度が予め定めた所定の温度よりも低い場合
は、排気凝縮水や低沸点ＨＣが蒸発しかつ排気微粒子の
燃焼開始温度よりも低い温度に該フィルタを加熱するよ
うに構成したことを特徴とする請求項１から請求項３の
何れかに記載のエンジンの排気微粒子処理装置。 - 【請求項６】再生手段は、フィルタに燃え残りの排気微
粒子があることを検出した後、次回の再生開始圧力損失
値に達するまでの間に、高負荷運転条件が予め定めた所
定の時間以上続いた場合には燃え残りの排気微粒子に基
づく再生開始基準値の補正を行わないように構成したこ
とを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載の
エンジンの排気微粒子処理装置。 - 【請求項７】フィルタは中空筒形に形成され、排気が該
中空形状の内外径間で半径方向に流れるように構成され
ると共に、排気入口側の周面に再生用ヒータが設けられ
ていることを特徴とする請求項１から請求項３の何れか
に記載のエンジンの排気微粒子処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31978997A JP3775021B2 (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | エンジンの排気微粒子処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31978997A JP3775021B2 (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | エンジンの排気微粒子処理装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11153020A true JPH11153020A (ja) | 1999-06-08 |
| JP3775021B2 JP3775021B2 (ja) | 2006-05-17 |
Family
ID=18114208
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP31978997A Expired - Fee Related JP3775021B2 (ja) | 1997-11-20 | 1997-11-20 | エンジンの排気微粒子処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3775021B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001227323A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-08-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | 自動車のディーゼルエンジンの排気系に組み込まれた粒子フィルタの再生補助システム |
| JP2001263043A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-09-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | 車両用ディーゼルエンジンの排気系統内の粒子フィルタの再生を補助するシステム |
| EP1229223A1 (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine exhaust emission purification device |
| EP1437486A1 (en) * | 2003-01-10 | 2004-07-14 | Nissan Motor Company, Limited | Exhaust gas purifying system of internal combustion engine |
| CN100356039C (zh) * | 2003-04-02 | 2007-12-19 | 日产自动车株式会社 | 用于柴油机的排气处理装置和方法 |
| JP2008190341A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2013087645A (ja) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気制御装置 |
-
1997
- 1997-11-20 JP JP31978997A patent/JP3775021B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001227323A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-08-24 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | 自動車のディーゼルエンジンの排気系に組み込まれた粒子フィルタの再生補助システム |
| JP2001263043A (ja) * | 2000-01-20 | 2001-09-26 | Peugeot Citroen Automobiles Sa | 車両用ディーゼルエンジンの排気系統内の粒子フィルタの再生を補助するシステム |
| EP1229223A1 (en) * | 2001-02-05 | 2002-08-07 | Nissan Motor Co., Ltd. | Engine exhaust emission purification device |
| EP1437486A1 (en) * | 2003-01-10 | 2004-07-14 | Nissan Motor Company, Limited | Exhaust gas purifying system of internal combustion engine |
| CN100356039C (zh) * | 2003-04-02 | 2007-12-19 | 日产自动车株式会社 | 用于柴油机的排气处理装置和方法 |
| JP2008190341A (ja) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Mitsubishi Motors Corp | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2013087645A (ja) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Toyota Motor Corp | 内燃機関の排気制御装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3775021B2 (ja) | 2006-05-17 |
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