JPS59155527A - 排ガス浄化装置 - Google Patents

排ガス浄化装置

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JPS59155527A
JPS59155527A JP58175236A JP17523683A JPS59155527A JP S59155527 A JPS59155527 A JP S59155527A JP 58175236 A JP58175236 A JP 58175236A JP 17523683 A JP17523683 A JP 17523683A JP S59155527 A JPS59155527 A JP S59155527A
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filter
carbon particles
combustion
exhaust gas
pressure
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JP58175236A
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ロバ−ト・エツチ・ヒツクス
ステイ−ヴ・エム・センコ
ロ−ランド・ジエ−・バデナ−ス
リチヤ−ド・エル・テノ
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Motors Liquidation Co
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Motors Liquidation Co
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
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    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はディーゼルエンジン排ガス処理、特に、排ガス
粒子フィルタに集めた粒子ケ周期的に灰化する再生装置
に関する。
エンジン動作中に排ガス流から粒子を集める粒子フィル
タ金偏えるディーゼルエンジンはこの分野では公知であ
る。このような粒子は大部分炭素粒子からなり、炭素粒
子はエンジン連続作動“につ与てフィルタ金詰まらせ、
通常の排ガスＲｋ拘束し、最終的にはエンジン動作に悪
影響ヲ与える傾向がある。この拘束は排ガスフィルタの
粒子を周期的に清掃干ることによって避けることができ
る。
排ガスフィルタの粒子全清掃する方法が種々提案されて
いる。その１つの方法では、エンジン吸入空気全校るこ
とによってフィルタに捕えられた粒子ケ灰化させるレベ
ル１でディーゼルエンジン排ガス温度を上昇させる。
別の提案では、粒子フィルタの上流の１つの部位で燃料
またはガスを噴射し、燃焼させることによって、収集粒
子の燃焼温度までエンジン排ガス温度？上昇させる。
上記の従来装置では、排ガスフィルタの粒子のすべてを
灰化するに必要な期間にわたって５００℃より冒い値ま
で排ガス温厩會上昇させ、それを維持する必要がある。
＠記従来方法の欠陥は、排ガス粒子の灰化ｋＺ始させ、
それを完了させるに必要なエネルギ入力の複雑さおよび
量にある。
従来装置の欠陥を軽減するために、ディーゼル燃料にエ
ージェント全添加し、粒子の添加、燃焼温度ケ低下させ
、エンジン絞りの必要なしくであるいにフィルタ上流で
の燃料またはガスの燃ｍｔ行なうことなくディーゼルエ
ンジン排ガスの作動製置で自然点火全行なわせることが
提案されている。ｆｃとえば、ディーゼル燃料顛エージ
ェントとしてナフテン鍍銅を添加し、ディーゼルエンジ
ン内で生じ、その後に粒子フィルタに捕えられた粒子の
添加、燃焼温度を約２００℃まで低下させることが提案
されている。しかしながら、こ・のようなエージェント
全ディーゼル燃料に、添加して捕獲粒子の燃焼温度を低
下させても、な診、エンジン排ガス温度が捕獲粒子のよ
り低゛い発火温度にさえ到達しない成る種の工゛ンジン
動ブ乍モードが残る・　このよ゛・うな勤１乍モｉドと
して、冷間エンジン動作および・−低へエンジン、負荷
条件がある。したかつで１．チフテ、ン酸銅のよう。
なエージェント全ディ−ゼル燃料に添加して捕獲粒子の
点火、燃゛焼温度全低下させる場合でも、粒子フィルタ
内の粒子を燃焼除去しなければならない時間がある。
本出順人らは、上記のエージェントが加えられたディー
ゼル燃料の燃焼により形成された粒子が、セラミックハ
ニカムフィルタでもよい粒子フィルタ内に所定の最小濃
度となる捷で蓄積を許容されたら、それら粒子は少なく
ともフィルタの１つの部位で点火されると粒子燃焼温度
以下の排ガス温度でも自立燃焼をすること全見出し之。
本発明は、放出される粒子の点火温度會下げるべくエー
ジェント全添加された燃料全供給されるディーゼルエン
ジンと共に用いられ、粒子が自立燃焼を行なう所定傾度
で粒子フィルタ内に粒子が蓄積したことが決定されたと
きに粒子フィルタに捕獲された粒子に点火する装置ケ提
供する。
所定一度が達成されて自立燃焼が生じるときに捕獲粒子
に点火することによって、粒子フィルタ内の粒子の燃焼
全開始させ、それケ完了させるのに従来要求されていた
大量のエネルギが不要になる。
上記のことに従って、本発明の全般的な目的は、エネル
ギ出力要求が低いディーゼルエンジン粒子フィルタに含
捷れる粒子ケ周期的に燃焼させる改良装置全提供するこ
とにある。
本発明の別の目的は、燃料およびそれに添加したエージ
ェントの燃焼によって生じた、ディーミルエンジン排ガ
ス粒子フィルタ内の粒子に点火する装置であって、フィ
ルタ内の粒子の蓄積量が粒子の点火後の自立燃焼゛が生
じることになる所定濃度に到達したときに粒子の燃焼温
度全低下させる装置全提供することにある。
本発明の別の目的は、前記目的で述べた装置であって、
粒子が点火後に自立燃・焼全行なう所定一度に粒子フィ
、ルタ内捕獲粒子が到達したときを決定するよう−にエ
ンジン動１作状態？監視する装置？提供することにある
。
本発明の前記目的は好ましい実施例および図面について
の以下の説萌によって最も良く理解されよう。
第１図全参照して、ここには燃料の供給全骨けてそれ全
燃焼させるディーゼルエンジン１０が全般的に示しであ
る。燃焼副産物は排気音１２に放出される。排気管１２
には粒子フィルタ１４が取り゛付けられており、通常、
燃焼副産物はこのフィルター全通って流れることを要す
る。粒子フィルタ１４のフィルタ要素（単数または複数
）は任意適当な材料で作ってあシ、エンジン排ガスから
粒子を捕え、それ？保持することのできる形状となって
いる。たとえば、フィルタ要素は排ガスが大気に排出す
る前、に通過しなければならないセラミックのモノリス
構造一体となっている。粒子はセラミック構造体の壁面
に捕えられ、そこに蓄積し、後に説明するように本発明
のｇＪ８！に従って燃焼除去させられるまでそこに留゛
まる。
ディーゼルエンジン１０に供給された燃料は、ディーゼ
ルエンジン１０内で生成され、粒子フィルタ１４に捕え
られた炭素粒子の燃焼温度ケ効果的に低下させるナフテ
ン酸銅のようなエージェント？含んでいる。一実施例で
は、ナフテン酸銅は燃料の１リツトル当９０．０７グラ
ム（１ガロン当シ０，２５グラム）の濃度で添加される
。捕獲された炭素粒子は、ディーゼルエンジン１０から
の排カスの熱によって周期的に点火され、燃焼させられ
る。
しかしながら、成るエンジン動作状態、たとえば、冷間
エンジン作動や低負荷状態モ゛は、排ガス温度はディー
ゼル燃料に添加したエージェントで燃焼温度金工げてさ
えフィルタ１４内の捕獲粒子に点火し、それ全燃焼させ
るには冷たすぎる。本発明の制御装置は、このような状
態でも粒子フィルタ１４゛内の炭素粒子に点火するよう
に作用する。
本出願人らは、前述の］エージェント全添加した燃料の
燃焼から生じ、る炭素粒子が粒子ｈラップ１４内−の壁
面に所定濃度まで蓄積できるようにした場合くひとたび
点火されたならば、粒子が自立燃料を行なって炭素粒子
のす４べてか完全に灰化することになり、燃焼過程全完
了させるための大量のエネルギの持続した入カケ必要と
しないことを見出したのである。゛炭素粒子がフィルタ
要素の壁に１．５２４ｍｍ　（０，０６０インチ）の厚
さに蓄積したとき、点火後に自立燃焼が生じることがわ
かった。
したがって、本発明によれば、ディーゼルエンジン１０
の排ガス流出力および粒子フィル夕１４上流の圧力を示
すエンジン動作パラメータ？監視して、フィルタ１４内
の炭素粒子が少なくとも点火後の自立燃焼全行える所定
濃度丑で蓄積したこと全決定するようにしている。こめ
濃度が存在することがわかったとき、粒子の点火が行な
われ、その後、自立燃焼全行て粒子？燃焼させ、粒子フ
ィルタ１４盆再生させることができる。
一般的に言って、第１図の装置は排ガス流量および粒子
フィルタ１４上流の排気管１２内圧力を示すパラメータ
としてディーゼルエンジン１０の速＝−Ｘ監視するディ
ジタル制御器し包含する。現存のエンジン速度で粒子フ
ィルタ１４の上流の圧力が所定濃度のフィルタ１４内の
炭素粒子蓄積量ケ示しているとき、フィルタ１４に装着
したグロープラグ１６が付勢される。これは炭素粒子の
点火温度まで加熱される。この温度は粒子フィルタ１４
内に装着した熱酸対１８で感知される。グロープラグ１
６は、点火開始後、消勢され、粒子フィルタ１４内の粒
子が自立燃焼全行な゛つて完全な再生を行なう。グロー
プラグ１６が付勢されて炭素粒子の点火全行なっている
間、エンジン１０からの排カスはバイパス導管２０全通
って粒子フィルタ１４をバイパスする。通常バイパス導
管２０ケ閉じでいるように位置する電磁弁２２が付勢さ
れて粒子フィルタ１４への排、ガス経路全閉ざし、フィ
ルタ１４ケ避けて排ガス會バイパスさせるように移動す
る。炭素粒子の点１人後、電磁弁２２は消勢されて再び
排ガス？粒子フィルタ１４に辿す。
第８図？参照して、ここには、エンジン速度の状態およ
び粒子フィルタ１４上流圧力が示してあり、これらは炭
素粒子自立燃焼が行なわれる所定濃度の炭素粒子の蓄積
ケ示す。
この実施例においては、エンジン作動速度は５つの速度
範囲に分けられている。各速度範囲内で、粒子フィルタ
１４の上流圧力がこの速度範囲に対応し、た圧力レベル
に到達すると、この状態が所定濃度の炭素粒子の蓄積を
示す。
たとえば、エンジン速度が速度ＲＰＭＩ、ＲＰ　Ｍ　２
間の範囲ＰＲＭ２Ｒ内にあるならば、ＲＰ２よりも大き
い粒子フィルタ１４の上流圧力は、炭素粒子が゛点火後
に自立燃焼を行なうことになる所定濃度でフィルタ１４
内に炭素粒子の蓄積がめること盆示す。第１図のディジ
タル制御器は圧力、速度の直音監視し、動作が第８図に
示すような燃焼領域に入ったときに炭素粒子の燃焼を開
始はせるべくグロープラグ１６の伺勢？行なう。しかし
ながらエンジン速度範囲が第８図に示す５つの範囲よシ
多いか、あるいは少ｌｌ／−１数の範囲に分けてあって
もよいし、さらに、分゛ｚ１点間の挿入区（−葡含んで
いてもよい。その場合、全エンジン１乍動速度範囲にわ
たってフィルタ１４内の炭素粒子の所定濃度を示す圧力
変化が連続的になる。
第１図？再び参照して、フィルタ１４に捕えられた炭素
粒子に点火するようにグロープラグ１６の付勢全制御す
るディジタル制御器はマイクロプロセッサ２４を包含す
る。このマイクロプロセッサハ同定記憶装置（ＲＯＭ）
２６に永続的に格納された作動プログラムを実行するこ
とによって種々の制御、監視機能？実行する。ＲＯＩＶ
Ｉ　２６は作動プログラムの４は普通のカウンタ、レジ
スタ、〉累算器、フラグフリツプフ旧ツブがめる。
ディジタル制御器は°等速呼出記憶装置（ＲＡＭ）２Ｂ
も包含し、この記憶装置には、；′ データが一時的に記憶され、ＲＯＭ２６に格納されてい
るプログラムに従って決定される　・種々のアドレス記
憶場所でデータが読出され得る。クロック発振器３０が
マイクロプロセッサ２４にクロック信号ケ送ρ、ディジ
タル制御器動作のタイミングケ定める。このクロック信
号は除算器３２へも送られ、この除算器はマイクロプロ
セッサ２４のマスキング可能な割込み入力部Ａに周期的
な割込みパルスケ送る。これらの割込みパルスは、たと
えば、ｉｏミリ秒間隔である。
タイマ入出力回路が設けてあシ、これは所定時間にわた
る入力パルスをカウントするか、あるいは、人力パルス
間のクロックパルス音カウントして入力パルスの周波数
を決定し、エンジン速度全測定する人力カウンタ部全包
含する。これに関連して、速度ピックアップ３６がディ
ーゼルエンジン１０のフライホイールの回転全監視し、
タイマ入出力回路３４にエンジン速度全表す周波数のパ
ルス會与える。
一閂別入出力回路３ａが設けてあり、これは出力個別信
号？発生する出力１固別部を有する。
たとえば、回路３８の出力１固別部は、出力信号全発生
するようにセットされ、この出力信号？終らせるように
リセットてれるフリップフロップ全包含してもよい。回
路３８の１つの出力部はグロープラグ１６に接続してあ
り、第２の出力部は弁２２に接続しである。知力信号全
発生することによって、個別入出力回路３８はグロープ
ラグ１６を選択的に付勢し−そして弁２２全選択的に付
勢して粒子フィルタ１４−ｊわυに排ガスをバイパスさ
せる。
アナログ信号の測定値？得るために、ディジタル制婢器
は信号調節器４０全包含する。
この信号Ａ節器はアナログ信号金堂け１、その出力部が
アナログディージクル変、換器・マルチ、プレクサ４２
に接続ルてあ、る。特定のサンプ　　−リングをされ、
変換されたアナログ状態が入出力回路４４の人出力イン
タフェースからのアドレスラインを経て作動プログラム
に゛従、ってマイクロプロセッサ２４によって制御され
る。指令があったとき、アドレス指定された状態がディ
ジタル形態に変換され、入出力回路４４に送られ、次ｉ
／ＣＲＡＭ２８のＲＯＭ指定記憶場所に落納される。信
号調節器４０に送られたアナログ信号は、熱電対１８に
よって与えられ）ｔグロープラグ１６の温度と、排気管
１２に空気的に接続されてその中の圧力？監視する圧カ
ドランスジューサ４５によって与えられた粒子フィルタ
１４の上流圧力である。
回路３４．３８．４４はそれぞれの機能を果す普通の回
路である。これらの回路を別々に図示したが、それらケ
１つ甘たはそれ以上の入出力インタフェース回路に組込
んでもよい。
マイクロプロセッサ２４、ＲＯＭ　２６、ＲＡ　Ｍ２８
および入出力回路３４．３Ｂ、４４はアドレス母線、デ
ータ母線および側倒母線によ”つて相互に接続しである
。マイクロプロセッサ２４はアドレス母ａを経て種々の
回路およびＲＯＭ２６、ＲＡＭ２８の記憶場所にアクセ
スする。情報はデータ母線ケ経て回路間で伝送される。
側倒母線は普通のライン、たとえば、読出／書込ライン
、リセットライン、クロックライン、電源ラインを包含
する。
一般的に言って、ディジタル制御器は゛圧カドランスジ
ューサ４５の出力およびトランスジューサ３６からの出
力信号によって表わされるエンジン速度？監視し、これ
らの状態が点火後に自立燃焼を行なう所定濃度で粒子フ
　゛イルタ１４内に炭素粒子が蓄積した゛こと金表わす
時点を決定する。・このｍ１度が検出されたとき、バイ
パス弁２２が、セ勢されて粒、子フィルタ１４ケ避けて
排ガス、全バイパスさせ、グーロープラグが付勢される
。このバイパスは１１．ヵ７カ１ヶ、。−アイワ”１’
６　ｋ　Ａ’ヵ、イオ、１え、グロープラグがフィルタ
１４内の粒子の点火温度に到達するのを遅らせたりある
いは妨げたりしないように行なわｎる。グロープラグ　
。
温度がフィルタ１４内の炭素粒子の、熱電対１８で感知
されるよｅ）な点火温度捷で上昇したとき、弁２２が消
勢されて再びフィルタ１４全通して排ガスケ送るように
なる。その後、時々−、グロープラグ１６は消勢される
。
要求濃度の粒子は自立燃焼７行なって粒子フイルタフ４
ケ完全に再生する。
第ｉ図全参照して、電力が始めて与えられてディーゼル
エンジン１０の手動始動を開始し、潮々の回路に電力を
供給すると、コンピュータプログラムがポイント４６の
ところで開始され、次に゛ステップ４８に進み、ここで
コンピュータがシステムの初期設定を行なう。たとえば
、このステップで、カウンタ、フラグおよびタイマが初
期設定される。初期設定ステップ４８の後、プログラム
はステップ５０に進み、このステップで、プログラムは
マイクロプロセッサ・コード・レジスタにおける割込み
マスクビット勿リセットするなどして割込み？生じさせ
る。このステップの後、プログラムは連続的に繰返され
る制御ループ５２にシフトする。このループはフィルタ
１４内の炭素粒子の点火を制御する。
コＣＤ　システムは種々の間隔での多数のブローグラ５
ム割込み全使用できるが、本発明全説明する目的で、第
１図の除算器３２によって一回だけの割込みが１０ミリ
秒間隔で行な゛われると仮定する。
第３図を参照して、第２図の制御ループ５２が図示しで
ある。この制御ループはポイント５４で開始し、ステッ
プ５６に進む。このステップで、アナログディジタル変
換器・マルチプレクサ４２へのアナログ入力がディジタ
ル数に変換され、ζむらのディ荷“タル数は圧カドラン
スジューサ、’４６および、熱電対・１８によって−４
えやれも圧力および温度のアナログ信号値ヲ表６し゛て
いる。これらのディジタル数はＲＡＭ２８のＲＯＭ指定
記憶場所に格納される。
ステップ５６から、プログラムはステップ５８に進み、
ここで、速度範囲決定ルーチンが実行されてこの範囲に
エンジン速度（これから説明する割込みルーチンでサン
プリングされたもの）が入るかどうか？決定する。この
ルーチンシ第４図に一層詳しく示しである。
ｇ４図全参照して、速度範囲ルーチンはポイント６０で
開始し、その後ステップ６２に進む。このステップで、
ＲＡＭ２８の５つの速度＠囲記憶場所がリセットされる
。これらのＲＡＭ記憶場所は速度範囲ＲＰＭ１．Ｒない
し、　　ＲＰＭ５Ｈによって識別され、それ？示す。
ステップ６２から、プログラムは決定ポイント６４に進
み、ここで、実際のエンジン速度が速度範囲ａｐＭ４Ｒ
とＲＰ　Ｍ　５　Ｒと分離する校正固定情報ＲＰＭ４と
比較される。もし実際のエンジン速度がＲＰ　ｌ’／［
よりも太きいならば、プログラムはステップ６６に進み
、ここで、速度範囲ＲＰＭＳＲケ表わす記憶場所がセッ
トきれてエンジン速度がその速度範囲内にあること全示
す。もしエンジン速度がＲＰＭ４よりも小さいならば、
プログラムは決定ポイント６８に進み、ここで、エンジ
ン速度が速度範囲ＲＰ　Ｍ　３　ＲとＲＰＭ４Ｒとを分
離している校正固定情報（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｃｏ
ｎｓｔａｎｔ　）　　ＲＰ　Ｍ　３と比較される。実際
の速度がＲＰＭ３よシも太きければ、プログラムはステ
ップ７０に進み、ここで、速度゛範囲ＲＰＭ４Ｒ’ｉ表
す記憶場所がセット（１されてエンジン速度がその範囲
にあることを示す。エンジン速度がＲＰＭ３よシも小さ
ければ、プログラムは決定ポイント７２に進み、ここで
、この速度範囲ＲＰＭ２Ｒ，ｌ！ｌ：ＲＰＭ３’Ｒ金分
離している校正値ＲＰ　Ｍ　２と比較される。実際の速
度がＲＰＭ２よりも二太きければ１．プログラムはステ
ップ７４に進、ネ、ここで、速度範囲ＲＰ　Ｍ　３　Ｒ
’Ｔｈ表わす記憶場所がセットされてエンジン速度がギ
の範囲にあることケ示す。
実際の速度がＲＰＭ２よりも小さければ、プログラムは
決定ポイントＴ６に進み、ここで、速度が速度範囲ＲＰ
ＭＩＲとＲＰ　Ｍ　２’　Ｒと全分離している校正値Ｒ
ＰＭＩと比較される。
実際の速度がＲＰＭＩよりも太きければ、プログラムは
ステップγ８に進み、ここで、速度範囲ＲＰＭ２Ｒ全表
わす記憶場所がセットされてエンジン速度がその範囲に
あること金示す。実際の速度がＲＰＭＩよシも小さけれ
ば、プログラムはステップ８０に進み、ここで、エンジ
ン速度範囲ＲＰＭＩＲｆｆｉ表わす記憶場所がセットさ
れてエンジン速度がその範囲にあること金示す。ステッ
プ６６．７０、γ４．７８．８０のいずれかからは、プ
ログラムはポイント８２のところで速度範囲決定ルーチ
ン全終了する。このルーチンの終了の後、速度範囲記憶
場所の１つがｉット状態にあシ、現在のエンジン速度が
入る範囲全示す。
第３図を参照して、プログラムは、次に、ステップ８４
に進み、ここで、圧力範囲決定ルーチンが実行されて圧
カドランスジューサ４６によって測定された実際の圧力
が自立燃焼を支えるフィルタ１４内炭素粒子濃度を示す
各速度範囲に対応したそれぞれの所定圧力よシも大きい
か否か全決定する。
第５図？参照して、ここには圧力範囲決定ルーチンが示
してあシ、このルーチンはポイント８６で開始し、次に
ステップ８８に進む。
ここで、ＲＡＭ２Ｂの５つの圧力範囲記憶場所がリセッ
トされる。これらのＲＡ　Ｍ　＝ｇ憶場所は圧力範囲Ｐ
ＲＩＲないしＰＬ５．Ｒによって識別され、それを表わ
す。これらの圧力範囲は第８図に示しである。この図か
られかるように、各圧力範囲は特定の下限を有し２５、
特定の上限を持たずに広がっている。
次に、プログラムは決定ポイント９０に進み、ここで、
トランスジ−ユーザ４６の゛測定した実際の圧力が校正
圧力Ｐ　Ｒ，，１と比較される。
速度範囲Ｒｐ−Ｍ’ｉ　Ｂにおけるエンジン速度でのこ
の値よりも犬・きい圧力はすべて、自立燃焼全持続させ
る所定濃度での粒子フィルタ　。
ゼー １４内の炭素粒子の蓄積？示す。圧力がこの直よりも大
きいかあるいはそれと等しい場合には、プログラムはポ
イント９２でこのルーチンを終了する。圧力がこの値よ
シも太きければ、記憶場所ＰＲＩＲがステップ９４でセ
ットされて圧力がＰＲＩまで下方に広がる範囲にあるこ
とを示す。次に、プログラムは決定ポイント９６に進み
、ここで、実際の圧力が校正圧力ＰＲ２と比較される。
速度範囲ＲＰＭ２　Ｈにおけるエンジン速度でこの値よ
シも大きい圧力はすべて、自立燃焼全維持する所定濃度
でのフィルタ１４内の炭素粒子蓄積を表わす。この圧力
がこの値よシも小さいかあるいはそれに等しい場合には
、プログラムはこのルーチン全終了する。圧力がＰＨ２
よシも大きい場合には、記憶場所ＰＲ２Ｒがステップ９
８でセットされ、ＰＨ２ｔで下方に広がる範囲にこの圧
力が入っていることを示す。次に、プログラムは実際の
圧力全決定ポイント１００で校正圧力ＰＲ３と比較する
。
速度範囲Ｐ　ＲＭ　３　Ｈにおけるエンジン速度でこの
値よシも大きい圧力はすべて、自立燃焼ケ支える所定謎
度でのフィルタ１４内の炭素粒子蓄ａｋ示す。圧力がこ
の値よりも小さいかあるいはそれに等しい場合には、プ
ログラムはこのルーチン全終了する。圧力がＰＨ１よシ
も太きければ、プログラムはステップ１０２に進み、こ
こで、記憶場所ＰＲ３Ｒがセットされて圧力がＰＨ１ま
で下方に広がる範囲に人っていることを示す。次顛、プ
ログラムは決定ポイント１０４に進み、ここで、実際の
圧力が校正圧力ＰＲ４と比較される。
速度範囲ＲＰＭ４Ｈにおけるエンジン速度でこの値より
も大きい圧力はすべて、゛自立燃焼音、准持する所定濃
度での粒子フィルタ１４内の炭素粒子蓄積を示す。二ご
の圧力がＰＨ１よシも小さいかあるいはで、れと等しい
場合には、プログラムは−このルー禾ンを終了する。し
かｊ しながら、圧力が吊Ｒ“４よシも太きければ、プログラ
ムはステップ１０６に進み、ここで、記憶場所ＰＲ４Ｒ
がセットされて圧力がＰ　”Ｒ４捷で下方の広がる範囲
にあることを示す。
次に、プログラムは決定ポイント１０８に進み、ここで
、実際の圧力が校正圧力ＰＲ５と比較される。速度範囲
ＲＰＭ５　Ｒにおけるエンジン速度でこの値よシも大き
い圧力はすべて、自立燃焼全持続させる所定濃度での粒
子フィルタ１４内の羨素粒子苔積？示す。この圧力がＰ
Ｈ１よりも小さいかあるいはそれと等しい場合には、プ
ログラムはこのルーチン全終了する。圧力がこの値より
も大きければ、プログラムは決定ポイント１１０に進み
、ここで、記憶場所ＰＲ５ＲがセットされてＰＨ１０で
広がる範囲に圧力が人っていることを示す。その後、プ
ログラムはこのルーチン全終了する。
第３図を参照して、次に、プログラムはステップ１１２
に進み、ここで、タイマ制御ルーチンが実行され、４つ
の時間Ｔ　Ｄ　１７ＺいしＴ　Ｄ　４１ｆ開始させ、そ
れ全確立する。最初の２つの時間ＴＤＩ、Ｔ’Ｄ２ば、
速度、圧力状態が少なくとも一時的に第８図に示す燃焼
範囲内に人っているとしても粒子燃焼の開始を抑えるよ
うに作用する。速度範囲ＲＰＭＩ　Ｒのエンジン速度に
よって表わされるようなアイドルとＲＰ、Ｍ　１よりも
大きいエンジン速度によって表わされるような運転状態
の間のエンジン速度過渡期には、瞬間的な圧力サージが
、炭素粒子が所定濃度で蓄積したという誤表示全行ない
、燃焼が開始されて無差別の燃焼音生じさせようとする
可能性がある。この無差別燃焼金防ぐために、時間ＴＤ
ＩＯ間燃焼全燃焼する。この時間ＴＤＩは、エンジンが
速度範囲ＲＰＭＩＨによって示さ′れるアイドル状態に
ある間に最初に燃焼状態が検出されたとき１５秒であシ
得る。逆に、エンジンが運転速度範囲内にあるときに最
初に燃焼状態が検出されたとき３０秒であシ得る時間Ｔ
Ｄ２にわたって燃焼は抑制される。
時間ＴＤ３は粒子フィルタ１４の引き続く燃焼の間の許
答される最小時間全表わす。７燃焼が開始され、なんら
かの理由のために自立燃焼が生じないで、部分的な再生
（大体グロープラグ１６０１わリンとなった場合、時間
ＴＤ３は、粒子フィルタ１４が適正濃度の炭素粒子全蓄
積し、その結果、グロープラグ１６の付勢の際に、炭素
粒子が自立燃焼を行なうことを可能とする。成る実施例
では、ＴＤ３は１０分間である。第４の時間ＴＤ４は−
１０秒間であシ得、燃焼が開始し、弁２２が消勢されて
排ガスを粒子フィルタ１４を通るように再導入した後も
グロープラグ１６が付勢され続ける時間全表わす。
タイマ制御ルーチン１１２が第６図に詳細に示しである
。この図を参照して、このルーチンはポイント１１４で
開始し、ステップ１１６に進む。このステップで、ルー
プカウンタが４にセットされ、前記の時間ＴＤ１ないし
ＴＤ４の１つに相当するそれぞれの時間をタイマ制御ル
ーチンが繰返すのを可能とする。ループカウンタが４を
カウントしたとき、タイマ制御ルーチンは時間ＴＤＩに
対゛して作用する。
ステップ１１６から、プログラムは決定ポイント１１８
に進み、ここで、ＲＡＭ２８記憶場所ＴＤＩＩＮの状態
がサンプリングされる。セット時、この記憶場所は時間
ＴＤＩのタイミングを可能とし、リセット時、この時間
のタイミングを禁止する。後述するように、記憶場所Ｔ
ＤＩＩＮは、エンジン速度がエンジンアイドル状態を示
すエンジン速度範囲ＲＰＭＩ　Ｒ内にあるときにセット
される。
記憶場所ＴＤＩ　ＩＮがリセットされてエンジンがアイ
ドル以外の状態にあるごとを示す場合、プログラムはス
テップ１２０に進み、ここで、ＲＡＭ２８のＴ−Ｄｉタ
イマカウンタがリセットされる。エンジンがアイドル速
度範囲にあるな−らば、ステップ１２０から、あるいは
、決定ポイント１１８から直接、プログラムはステップ
１２２に進み、ここで、ＲＡＭ２Ｂ記憶場所ＴＤＩＯＵ
Ｔがリセットされて時間ＴＤＩがタイムアウトとなら・
なかったことを示す。決定ポイント１２４で、ＴＤ１タ
イマカウンタは時間ＴＤ１’ｒ表わす校正数と比較され
る。カウントがこの時間ＴＤ１の満了全表わす校正数に
等しいかあるいはそれよりも大きい場合には、プログラ
ムはステップ１２６に進み、ここで、記憶場所ＴＤＩＯ
ＵＴがセットされ、時間ＴＤＩがタイムアウトされたこ
とケ示す。
時間Ｔ　’Ｄ　Ｉがタイムアウトとならなかった場合に
は、ステップ１２６の後、あるいは決定゛ポイント１２
４から直接、プログラムはステップ１２８に進み、ここ
で、ステップ１１６で初期設定されたループカウンタが
３に減じられる。決定ポイント１３０で、ループカウン
タはゼロと比較される。カウントがゼロよりも大きいの
で、プログラムは決定ポイント１１８にもどり、ここで
、前記のステ・ツブが繰返される。しかしながら、ルー
プカウンタのカウントは、この時点で、タイマ制御ルー
プをステップ１１８での記憶場所ＴＤ２Ｉ’Ｈの状態に
応答させて時間ＴＤ２のタイミング全制御し、時間’［
’Ｄ２の満了時に記憶場所ＴＤ２０ＵＴ全セットする。
ステップ１２８で、ループカウンタは数２まで減じられ
、プログラムは決定ポイント１３０から決定ポイント１
１Ｂまでもどされる。ループカウンタのこの時点でのカ
ウ゛ントはタイマ制御ループ全ステップ１１８で記憶場
所ＴＤ３ＩＮの状態に応答させ、時間ＴＤ３のタイミン
グを制御し、時間’Ｔ　Ｄ　’３の満了時に記憶場所Ｔ
　Ｄ　’３０　Ｕ　Ｔ　全セットする。
ステップ１２８で、ループカウンタは数１まで減じられ
、プログラムは再び決定ポイント１３０？経て決定ポイ
Ｊサト１１１１；もどされる。ループは再び繰ｚニーｉ
；れ１．ループカウンタのカウント数がタイマ制御ルー
チンをセットしてステップ１１“８で艷憶ｉ所ＴＤ４Ｉ
Ｎの状態に応答させ、時間ＴＵ４のタイミング。
、°゛ 全制御し、時間ＴＤ４の満了時に記憶場所ＴＤ４０ＵＴ
’にセットする。その後、ステップ１２８で、ループカ
ウンタはゼロまで減じられ、その後、プログラムが一決
定ポインド１３０から進み、ステップ１３２でプログラ
ム？終了する。
第３図にもどって、次に、プログラムはステップ１３４
に進み、ここで、エンジンがアイドル速度範囲ＲＰＭＩ
ＲＫあり、圧力が圧力範囲ＰＲＩＲにあるかどうか全決
定する。
記憶場所ＲＰＭＩＲとＰＲＩＲの両方がセットされてい
るならば、−記憶場所ＴＤＩ　ＩＮがセットされぞ先に
述べたように時間ＴＤＩのタイミング全使用可能とする
。次のステップ１３６で、プログラムはエンジン速度が
アイドルよシも大きい速度範囲にあるか、また、圧力が
粒子燃焼状態全表わす相当する圧力範囲、にあるかどう
か全決定する。記憶場所ＲＰＭ２Ｒ，ＰＲ２Ｒの両方が
セットされているならば、あるいは、記憶場所ＲＰＭ３
ＲＸ　ＰＲ３Ｒの両方がセットされているならば、ある
いは、記憶場所ＲＰＭ４Ｒ，ＰＲ４Ｈの両方がセットさ
れているならば、あるいは、記憶場所ＲＰＭ５ＲＸＰＲ
５Ｒの両方がセットされているならば、記憶場所ＴＤ２
Ｉ″Ｎがセットされて先に述べたように第６図のタイミ
ング制御ルーチンによって時間ＴＤ２のタイミング全使
用可能とする。記憶場所ＴＤ２ＩＮ全２ＩＮするように
作動するステップ１−２６の４つの状態の各々は第８図
の燃焼領域における作動を示す。
ステップ１３６の後、プログラムはステ゛ツブ１３８に
進み、ここで、グロープラグ、使用可能ルーチンが実行
される。このステップで、記憶場所Ｔ　Ｄ　Ｉ　ＣＰＵ
　Ｔ！がセットされて時間ＴＤ１がタイムアウトと依っ
たことヲ尽°すか、あるいは、記憶場所τ５．．’２０
　Ｕ　Ｔが、セットされて時間Ｔ　Ｉ）’２がタイムア
ウトとなったこと金示すか、あるいはグロープラグ使用
可能記憶場所ＣＲ２がセットされているならば、Ｒ１Ａ
Ｍ’２Ｂのグロープラグ使用可能記憶場所ｔ゛Ｒ２がセ
ットされ、記憶場所ＴＤ３０ＵＴがセットされて時間Ｔ
Ｄ３がタイムアウトとなったこと金示すときには、ＴＤ
４ＯＵＴがリセットされる。池の時間ではすべて、グロ
ープラグ使用可能記憶場所−ＣＲ２はｊリセットされる
。グロープラグ使用可能記憶場所ＣＲ２がセットされて
いる期間中、先に述べたようにグロープラグは付勢され
、それが炭素粒子に点火するように決定された温度に到
達するまで、そして時間ＴＤ４にわたって加熱される。
グロープラグが所定温度に到達し、弁２２が消勢された
後、時間ＴＩ）４が満了すると、グロープラグは消勢さ
れる。
ステップ１３８の後、プログラムはステップ１４０に進
み、ここで、燃焼持続タイマ使用可能ルーチンが実行さ
れる。このルーチンで、リセット状態にシフトしている
グロープラグ使用可能記憶場所ＣＲ２によって表わされ
るように燃焼が開始するたび毎に記憶場所ＴＤ３　ＩＮ
がセットされ°る。リセット状態にもどされると、ＴＤ
３ＩＮはセットされて時：司Ｔ　Ｄ　３のタイミングを
開始させ、この間、グロープラグ使用可能記憶場所ＣＲ
２が先に述べた論理に従ってセットされないようにする
。
ステップ１４０の後、プログラムはステップ１″４２に
進み、こくで、グロープラグ延長タイマ使用可能ルーチ
ンが実行される。ここにおいて、熱電対１８の出力によ
って表わされるグロープラグ温度が炭素粒子の所定点火
温度に等しいかあるいはそれよりも大きい校正値に到達
したとき記憶場所＝Ｔ　Ｄ　４　Ｉ　Ｎがセットされる
。この温度を越えたとき、記憶場所ＴＤ４ＩＮがセット
されて時（ｆａ’ｊ　Ｔ　Ｄ　’４のタイミング全開始
させる。′その後、ＴＤ４ＯＵＴがセットされてグロー
プラグ使用可能記憶場所ＣＲ２’（ｚリセットさせるこ
とによってグロープラグ會使用禁止にする。
ステップ１４２から、プログラムはステップ１４４に進
み、ここで、個別入出力回路３８の出力部がセットされ
てグロープラグ使用可能記憶場所ＣＲ２がセットされて
いる時間にわたってグロープラグ１６の付勢を行なう。
ステップ１４６で、プログラムは個別入出力回路３８の
出力部全セットして弁２２を付勢し、グロープラグ使用
可能記憶場所ＣＲ２がセットされ、熱電対１８の出力に
よって表わされるグロープラグ温度が炭素粒子の所定点
火温度より低いときはいっでも、排ガス全粒子フィルタ
１４を避けてバイパスさせる。
グロープラグがこの値に達したときには、個別入出力回
路３８の弁２２に送る出力が止められて弁２２を消勢し
、排ガス全粒子フィルタ１４に再び流す−０その後、グ
ロープラグ使用可能記憶場所ＣＲ２は時間ＴＤ４にわた
ってセット状態に維持される。
ステップ１４６の後、プログラムはポイント１４８で制
御ループルーチンケ終了する。
次に、プログラムは再びステップ５４にもどり、連続的
に繰返される。先に述べたように、割込みパルスが１０
ミリ秒間隔でマイクロプロセッサ２４の割込み入力部Ａ
ｖＣ４えられる。
各側込みパルスに応答して、制御ループ５４が停止させ
られ、プログラムは第７図に示すような割込みルーチン
全実行する。このルーチンはポイント１５０で開始し、
−第６図のタイマ制御ルーチンに関連した先に説明した
ように、エンジン速度全周期的に読出し、時間ＴＤＩな
いしＴＤ４に対応する種々のタイマカウンタ全増分する
ように作用する。
この割込みプログラムはポイント１５０から決定ポイン
ト１５２まで進み、ここで、１０ミリ秒割込みの数？カ
ウントす゛る割込みカウンタ１が所定の校正値Ａと比較
される。
このカウンタが割込み期、：間Ａｋカウン、トしていな
ければ、プログラム、はス、テップ１５４に４進み、こ
こでζ割込みカウンタ１が増分される。しかしながら、
カウントされた割込みの数がＡに等しければ、プログラ
ムは、エンジン１０のリング歯車の歯の間のクロックパ
ルスの数をカウントするタイマ入出力回路３４における
カウント数を監視することによってステップ１５６でエ
ンジン速度を読取るように進行する。その後、割込みカ
ウンタ１がステップ１５８でリセットされる。ステップ
１５２ないし１５８はＯ，Ｏ］、　Ａ秒間隔でエンジン
速度の読取りを行なう。
ステップ１５４まだは１５８から、プログラムは決定ポ
イント１６０まで進み、ここで、割込みカウンタ２のカ
ウント数が校正固定情報Ｂと比較される。Ｂは第６図の
時間ＴＤ１、ＴＤ２、ＴＤ４’ｔタイミング取シするカ
ウンタが増分される時刻の間の１０ミリ秒割込みの数？
表わす。カウント数がＢよシも小さければ、プログラム
はステップ１６２に進み、ここで、割込みカウンタ２が
増分される。カウント数がＢに等しくなると、プログラ
ムは決定ポイント１６０からステップ１６４に進み、こ
こで、第６図に関連して説明した、時間ＴＤ１、ＴＤ’
２、ＴＤ４に相当するタイマカウンタの各々が増分され
る。その後、ステップ１６６で、割込みカウンタ２はリ
セットされる。
ステップ１６６の後、プログラムは決定ポイント１６８
に進み、ここで、割込みカウンタ３のカウント数が校正
固定情報Ｃと比較される。カウント数がＣよりも小さけ
れば、プログラムはステップ１７０に進み、こごで、割
込みカウンタ３−が増分される。カウント数がＣに等し
くなったとき、プログラムは決定ポイント１６８からス
テップ１７２に進み、ここで、第６図に関連して説明し
た、時間ＴＤ３に対応するタイマカウンタが増分される
。
その後、ステップ１７４で、割込みカウンタ３がリセッ
トされる。ネ、テップ１６　？、１７０または１７４の
後、プロ、ダラムは割込みポイントから続いている、第
３図の制御ループにもどる。
一実施例では、Ａは１４であシ、したがって、エンジン
速度は１４０ミリ秒毎に読出される。Ｂは４Ｔであり５
、時間ＴＤＩ、ＴＤ２、ＴＤ４に組合わされたタイマカ
ウンタハ４７０ミリ秒毎に増分される。Ｃは１０であシ
、シたがって、時間ＴＤ３に組合わされたタイマカウン
タ（ｄ４．７秒（ＣＸＢＸＩＯミリ秒）毎に増分される
。
発明の説明のために好ましい実施例について説明してき
たが、これは発明全限定す゛るものではなく、発明の範
囲から逸脱することな−く当業者によって多くの変更が
なされ得る。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の原理に従ってエンジン動作パラメータ
全監視踵粒子フイノ−゛９内の粒子の燃焼全開始させる
・ディジタル制御器の概略図である。 第２図ないし第７図は＄１図のデ、イジタル・制御器の
動作全説明する図である。 ｒ−り 第８図は自立燃焼°？行遅う蓄積粒子濃度？示すエンジ
ン動作状態全説明する図である。 〔主要部分の符号の説明〕 １２−・排出導管、１４・・・フィルタ、１６・・・炭
素粒子に点火する手段、４５・・排出導管内圧力全測定
する°手段、２４．２６・・・回路手段、３４．３６・
・エンジン動作パラメータを測定する手段、ｇｐＭＩＲ
−ＲＰＭ５　Ｒ・・・エンジン速度範囲

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、炭素粒子を含む燃焼副産物を放出する排出導管金有
    するディーゼルエンジンと組合わせた排ガス浄化装置で
    あって、エンジンに燃料全供給して燃焼を行なわせる手
    段と、前記排出導管内に配置してあって燃焼副産物内の
    炭素粒子を収集するフィルタとを有し、該フィルタの上
    流の排出導管内の圧力が前記フィルタの集めた炭素粒子
    の濃度および燃焼副産物の流れに関連した値を有し、さ
    らに、前記フィルタの上流の排出導管内圧力を測定する
    手段と、前記フィルタの集〆　めた炭素粒子に点火する
    手段と金有する排ガス浄化装置において、前記燃料にエ
    ージェントが添加してあり、該エージェントは燃焼副産
    物内の炭素粒子の燃焼温度全低下させて所定濃度の炭素
    粒子の付着物が点火後に自立燃焼全行ない、燃焼副産物
    の流量を示す所定のエンジン動作パラメータに応答して
    所定濃度の炭素粒子の収集を表わすフィルタ上流の排出
    導管内圧力の値のス゛ケジュールを与える回路手段と、
    前記所定のエンジン動作パラメー゛夕全測定する手段と
    ？有し、前記フィルタの集めた炭素粒子に点火する前記
    手段が制定圧力が測定エンジン動作パラメータで９゛ス
    ケジユーノＪ圧力に等しいとき−にフィルタの少なくと
    も１つの部位で炭素粒子μ点災子る主うに配置してあり
    、収集された炭素粒子が自立燃焼全行ど なってフィルタ？再生するようになっていることを特徴
    とする排ガス浄化装置。 ２、特許請求の範囲第１項記載の排ガス浄化装置におい
    て、前記所定のエンジン動作パラメータがエンジン速度
    であること全特徴とする排ガス浄化装置。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項記載の排ガス浄
    化装置において、前記燃料に添加したエージェントがナ
    フテン酸銅であることを特徴とする排ガス浄化装置。 ４、特許請求の範囲第１項、第２項、第３項のいずれか
    １つの項に記載の排ガス浄化装置において、炭素粒子に
    点火する前記手段が点火手段であり、さらに、炭素粒子
    の点火ごとにその後所定の期間、前記点火手段が炭素粒
    子に点火するの全景するように作用する手段孕包含し、
    この期間は自立燃焼が生じないでフィルタの部分再生ケ
    生じさせる場合に、前記フィルタの全区域に所定の濃度
    域で炭素粒子が蓄積すること全許容する期間であること
    を特徴とする排ガス浄化装置。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項寸でのいずれか１
    つの項に記載の排ガス浄化装置において、前記回路手段
    がアイドル速度範囲を含む種数のエンジン速度範囲に応
    答し、これらのエンジン速度範囲に従って前記点火手段
    の動作全制御することケ特徴とする排ガス浄化装置。
JP58175236A 1982-09-23 1983-09-24 排ガス浄化装置 Pending JPS59155527A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US06/421,780 US4462208A (en) 1982-09-23 1982-09-23 Regeneration control system for a diesel engine exhaust particulate filter
US421780 1982-09-23

Publications (1)

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JPS59155527A true JPS59155527A (ja) 1984-09-04

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JP58175236A Pending JPS59155527A (ja) 1982-09-23 1983-09-24 排ガス浄化装置

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