JPS63295815A - パティキュレ−トトラップの再生装置 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はディーゼル機関等の排気ガス中のパティキュレ
ートを捕集するトラップを再生する装置に関するもので
あり、特にパティキュレートトラップの再燃焼の開始時
を判定・制御する装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来のパティキュレートトラップ（以下、単にトラップ
と略称する）の再生装置では、一定条件が成立した時に
電気ヒーター、バーナー等の再燃焼手段によりトラップ
の再燃焼を開始していた。

即ち、その条件とは、 ｉ）エンジンの回転数の積算値又は車両の走行距離が一
定値に達したこと； １ｉ））ラップの入側と出側の圧力損失（以下、圧損と
言う）が、予めエンジンの状態（回転数等）をパラメー
タとして設定したトラップ基準圧１員マツプ値に達した
こと； １ｉｉ）エアフローメーターによるエンジン吸入空気量
計測値とトラップ圧損とから推定されるパティキュレー
トの捕集量が所定世に達したこと；１ｖ））ラップの入
側圧力、出側圧力、及びトラップ出側の固定絞り部とし
てのサイレンサの圧力から得られるトラップの圧…と固
定絞り部の圧損の比によって示されるパティキュレート
捕集量が所定値に達したこと（特開昭６０−１０８５２
０号公報）；等であった。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような従来のパティキュレートトラップの再生装置
では、上記の各条件に対して次のような問題点があった
。

ｉ）エンジン負荷による影Ｃを全く無視しているので精
度上、実用的でない。

Ｉｉ）種々のエンジン回転数をパラメータとしてトラッ
プ基卓圧［員値を記憶した多大なラップを用意しておか
なければならず、精度並びに応答性に問題があるととも
に、トラップ圧）Ｍそのものがガス量を考慮していない
ので、正確なものになっていない。

１ｉｉ））ランプを通過するガス量はガス温度による影
響が大きいため温度補正が必要であり、また排気ガス再
循環制御（ＥＣ；Ｒ）を伴う時はエンジン吸入ガスに排
気ガスが戻るためトラップガス量は不正確なものとなっ
てしまう。

１ｖ））ラップと固定絞り部を通過するガス温度に差を
生しると、温度膨張分が変わるため結果的にガス量の差
を生し、このため誤差が発生する。特開昭６０−１０８
５２０号公報のように、トラップ出側の固定絞り部とし
て排気サイレンサを用いた場合は上記のガス温度差の影
響をまともに受ける。これは、車両用排気サイレンサは
、排気系のレイアウトの制約上、トラ・ンプの直後に配
置させることが必ずしも可能でなく、車種によってはト
ラップから遠く離れて配置せざるを得ないからである。

この場合には、トラップと固定絞り部を通過するガス温
度に差を生し、誤差となる。この誤差により、トラップ
の再燃焼開始が速すぎて不完全！！！焼になったり、再
燃焼開始が遅すぎてトラップを１員傷させてしまうこと
になる。また、このガス温度は、ガス量、ガス温度によ
り、その差も変化するため、補正することが困難である
。更に、排気サイレンサをトラップ圧力損失と比較せず
に、固定絞り部をトラップ直後に設けることも考えられ
るが、固定絞り部により新たな圧力損失を発生すること
は、出力低下や燃費低下を招くので好ましくない。

従って、本願発明の目的は、トラップの再燃焼開始を、
簡単且つ正確に判定・制御できるパティキュレートトラ
ップの再生装置を実現することに在る。

〔問題点を解決するための手段〕

トラップの捕集具合は上記のように通常、トラップの圧
損によって推定することができるが、これはトラップへ
の排気ガス流量によって変動してしまう。

そこで、上記の問題点を解決する手段として、本発明に
かかるパティキュレートトラップの再生値はでは、トラ
ップの入口弁前後の差圧を検出する差圧センサと、トラ
ップの両側の圧１員を測定する２つの圧力センサと、一
定時期毎に大口弁を所定開度に固定するとともに入口弁
前後の差圧からガス量そしてこのガス量から所定の捕集
後圧１員を求め、その捕集後の所定圧ｔｌとトラップの
両側の圧損とを比較して再燃焼時期を制御する制御手段
と、を備えている。

〔作　　　用〕

本発明においては、制御手段が、一定時期毎にパティキ
ュレートトラップの大口弁を所定開度に固定するととも
に差圧センサから得られる入口弁の前後の差圧から予め
記憶したガス量を求め、このガス量からやはり予め記憶
した所定の補集後圧用を求め、この捕集後の所定圧損と
、トラップの入側及び出側に設けた２つの圧力センサか
ら得られるトラップ圧損とを比較してトラップの再燃焼
時期を判定・制御している。

〔実　施　例〕

以下、本願発明に係るパティキュレートトラップの再生
装置の実施例を説明する。

第１図は本発明の一実施例を示したもので、１はディー
ゼルエンジン（図示せず）等の排気管、２は排気管１に
接続された周知のパティキュレートトラップで、その入
口側前面には電気ヒーター３が取り付けられている。４
はトラップ２の入口側に設置された温度センサ、５はト
ラップ２へ流入するエンジンからの排気ガスを開閉する
大口弁、６はトラップ２を側路するバイパス弁、７は弁
６を開閉制御するデヱーティソレノイド弁、８は弁５を
電磁弁により開閉制御するバキューム制御弁（ＶＣＶ）
、９は人口弁５の前後の圧力差を検出する差圧センサ、
１０及び１１はそれぞれトラップ２の入側及び出側に設
けた圧力センサ、１２は電気ヒーター３を付勢するヒー
ター電源スィッチ、１３は車両の走行距離を検出する例
えば距離メータ等の距離センサ、そして１４は、センサ
３．９．１０．１１及び１３からの検出信号に応答して
弁７及び８並びにヒーター電源スインチ１２に制御信号
を送る制御手段としてのコントロールユニット（ＣＰＵ
）である。

第２図はコントロールユニット１４で実行されるプログ
ラムのフローチャートを示す図で、この第２図のフロー
チャートを参照しながら、以下、第１図のパティキュレ
ートトラップの再生装置の動作を説明する。

まス、コントロールユニット１４はトラップ２を再燃焼
する前に、距離センサ１３からの距離信号に基づき車両
が一定距離走行する毎にトラップ２が再燃焼すべき時期
に来ているか否かの前判定を行う（第２図ステップＳ１
）、これは、車両が一定距離走行することによりディー
ゼルエンジンのパティキュレートがトラップ２に溜り、
トラップ再生の一つの目安になるからである。一定走行
距離の代わりに、特開昭５９−８５４１７号公報又は同
５９−２０５１４号公報等に示されているようにエンジ
ン回転数センサーの出力信号により回転数の一定積算値
を上記と同様の目安にしてもよく、またトラップ２の排
圧の上昇を感知して再燃焼時期を判断してもよい、これ
らはいずれも周知の技術である。

再燃焼時期に来ていると判定されると、コントロールユ
ニット１４は、入口弁５を所定開度に固定する（同ステ
ップＳ２）、この所定開度とは、全運転条件において、
ガス量として測定できる圧力差を生ずるような開度を示
している（第３図参照）。

この後、コントロールユニット１４は、大口弁５の前後
の差圧信号を差圧センサ９より入力するとともに、トラ
ップ２の両側に設けた２つの圧力センサ１０及び１１か
らそれぞれ圧力信号を入力して両者の差圧、即ちトラッ
プ圧損を算出する（同ステップＳ３）。

次に、上記に得た差圧からトラップ２へのガス量を算出
する（同ステップＳ４）、これは、第３図に示す大口弁
開度をパラメータとした入口弁５の前後の差圧対ガス■
の特性マツプをコントロールユニット１４のメモリ（図
示せず）に予め記憶しておき、差圧を得ることによって
、その差圧に対応するガス量をメモリより読み出すもの
である。

そして更にこのステップＳ４では、読み出したガス量か
ら所定の捕集後の圧損も読み出す。これは、第４図に示
すようにガス量対トラップ圧損のグラフから求める。第
４図のグラフ中、実線はパティキュレート捕集前のガス
量対トラップ圧…特性曲線（不動）、そして破線はパテ
ィキュレート捕集後の再燃焼開始時期におけるガス量対
トラップ圧…特性曲線（不動）をそれぞれ示しており、
上記に３売み出したガス量を■１とすると、このガス量
ＶＡからガス〒■、に対応するパティキュレート捕集後
の所定圧…Ｎを算出することができる。この第４図も予
め特性マツプとしてメモリに記憶しておくことによりト
ラップ圧損を求めることができる。

こうして求めた所定の捕集後圧損をステップＳ３で求め
た現在のトラップ圧損と比較する（同ステップＳ５）、
即ち、このガス量に対応□するトラップ圧ｔＪＩＭが、
捕集後の所定圧…値Ｎより大きい場合にはトラップ２の
再燃焼を開始するための動作に入る（同ステップ３６）
。

一方、トラップ圧ｔｉ！Ｍが所定のトラップ圧ｔＪＩＮ
より小さい時にはステップＳ７に進むことになる。

ステップＳ７では、第４図に示すガスｌ　ｖ　ａでのト
ラップ圧撰差Ｎ−，ＭをＢとし、捕集前後の所定トラッ
プ圧損間の圧撰差Ｎ−ＬをＡとした時、Ｂ／Ａが一定値
Ｃ以下かどうか比較する。Ｂ／Ａが一定値Ｃ以下のとき
は点Ｍが点Ｎに近づくときであり、従って再燃焼開始時
期に近いと判断して、ステップＳ１で設定された一定時
間（又は一定路ＡＩ）の値を小さく変更して（ステップ
Ｓ８）、スタートに戻る。Ｂ／Ａが一定（、！ＩＣより
大きいときは再燃焼開始時期はまだ遠いと判断して、ス
タートに戻る。

ステップＳ６の再燃焼工程では、−例として、大口弁５
を閉じ、バイパス弁６を開いた上、ヒーター電源スィッ
チ１２を介してヒーター３を付勢した後、入口温度セン
サ４が設定温度以上を検出した時、大口弁５及びバイパ
ス弁６を所定開度に制御してトラップ２を一定時間再燃
焼する。

再燃焼後は、ステップＳ１での一定時間（又は一定距離
）を初期値に戻しておく（ステップＳ９）。

この後は、再び捕集状態に戻る。

〔発明の効果］ 以上のように、本願発明に係るパティキュレートトラッ
プの再生装置では、トラップの再燃焼開度時期を実際の
ガス量に対する所定の捕集後圧損と実際の圧ｔｉとを比
較することにより判定しているので、ガス量に対応した
トラップ圧損を正確に把握できトラップの再燃焼が正確
に開始でき、再燃焼を過不足なく実現できるという効果
が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１１１Ｊは、本発明に係るパティキュレートトラップ
の再生装置の一実施例を示すハードウェア構成図、 第２図は、本発明において第１図に示したコントロール
ユニットで実行されるプログラムのフローチャート図、 第３図は、トラップ人口弁の前後差圧対ガス量を大口弁
の開度をパラメータにして描いた特性グラフ図、 第４図は、ガス量対捕集前後のトラップ圧損特性を示す
グラフ図、である。 第１図において、１は排気管、２はパティキュレートト
ラップ、３はヒーター、５はトラップの入口弁、９は差
圧センサ、１０．１１は圧力センサ、１４はコントロー
ルユニット、をそれぞれ示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トラップの入口弁前後の差圧を検出する差圧センサと、
   該トラップの両側の圧損を測定する２つの圧力センサと
   、一定時期毎に前記入口弁を所定開度に固定するととも
   に前記差圧からガス量を求め該ガス量から更に所定の捕
   集後圧損を求め、該捕集後圧損と前記圧損とを比較して
   再燃焼時期を制御する制御手段と、を備えたことを特徴
   とするパティキュレートトラップの再生装置。