WO2004016915A1 - 排気ガス浄化装置 - Google Patents

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WO2004016915A1
WO2004016915A1 PCT/JP2003/010129 JP0310129W WO2004016915A1 WO 2004016915 A1 WO2004016915 A1 WO 2004016915A1 JP 0310129 W JP0310129 W JP 0310129W WO 2004016915 A1 WO2004016915 A1 WO 2004016915A1
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filter
exhaust gas
differential pressure
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ash
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PCT/JP2003/010129
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Toshihiro Hamahata
Shoko Tanida
Toru Hasegawa
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Bosch Automotive Systems Corporation
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Definitions

  • the present invention relates to an exhaust gas purification device. Background Technology ⁇
  • the filter when it is estimated that the accumulated amount of particulates in the filter has reached a predetermined level, the filter is heated or the like to incinerate the particulates. The filter is regenerated and the filter is used repeatedly.
  • incinerated ash ash
  • residual ash accumulates every time the filter is regenerated. Exhaust gas effluent will be hindered by residual ash.
  • the differential pressure between the pressure on the inlet side and the pressure on the outlet side of the filter is measured, and based on the measured differential pressure value before and after the filter.
  • the residual amount of the ash in the filter is estimated by using this method, and the life of the filter is determined based on the estimation result.
  • the regeneration process is interrupted for some reason after the filter regeneration process is started, and unincinerated particulates are generated within the filter. If it remains, even if the differential pressure across the filter is measured after the end of the regeneration process, it is not possible to accurately estimate the ash residue due to the unburned particulates. For this reason, there have been many cases in which it has not been possible to correctly judge the replacement time of the festival.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of solving the above-mentioned problems in the prior art.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of accurately grasping the amount of ash remaining in a filter.
  • An object of the present invention is to provide an exhaust gas purifying apparatus capable of replacing a filter at an appropriate timing. Disclosure of the invention
  • the filter includes a filter for collecting a particulate contained in exhaust gas of an internal combustion engine, and differential pressure detecting means for detecting a differential pressure across the filter.
  • An exhaust gas purifying device configured to control regeneration of the filter based on the temperature difference detecting means for detecting a temperature difference between an inlet side and an outlet side of the filter; and the temperature difference detecting means.
  • a determination means for determining a regeneration end timing of the filter in response to the output of the differential pressure detecting means in response to the determination of the regeneration end timing of the filter by the determination means.
  • the ash residual amount is estimated by measuring the differential pressure before and after the filter, the ash residual amount can be accurately estimated without including the unburned paticle, and the time to replace the filter can be correctly determined. it can.
  • FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of an embodiment in which an exhaust gas purification device according to the present invention is applied to a diesel engine.
  • FIG. 2 is a block diagram showing a configuration of the filter control unit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a flow chart showing a program for executing arithmetic processing in the second processing unit.
  • FIG. 4 is a graph for explaining the operation of the filter control unit. BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram showing one embodiment when an exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is applied to a diesel engine.
  • Reference numeral 1 denotes a four-cylinder diesel engine, and cylinders 2 to 5 are provided with injectors 6 to 9, respectively.
  • the operation of these injectors 6 to 9 is controlled by the engine control unit 10 and has a known configuration in which high-pressure fuel can be injected and supplied into the corresponding cylinder at the required timing by the required amount. .
  • the intake duct 12 connected to the intake manifold 11 is provided with an air cooler 13 and an air cleaner 14, while the exhaust duct connected to the exhaust manifold 15 is provided.
  • An exhaust gas purifying device 30 is provided at the point 16.
  • An exhaust recirculation path 18 provided with an EGR control valve 17 is provided between the intake duct 12 and the exhaust duct 16 and is an actuator controlled by the engine control unit 10.
  • the opening degree of the EGR control valve 17 is adjusted by 19.
  • Reference numeral 20 denotes an exhaust turbocharger, which is disposed in the exhaust duct 16 and the exhaust turbine 21 and is disposed in the intake duct 12 and is driven by the exhaust bin 21.
  • Compressor 22 is used.
  • the exhaust gas purifying device 30 includes an oxidation catalyst 31 and a filter 32 for collecting particulates. The exhaust gas flowing through the exhaust duct 16 flows first to the oxidation catalyst 31, and then to the filter 3.
  • the oxidation catalyst 31 was prepared by coating a surface of a carrier made of, for example, honeycomb-shaped cordierite or heat-resistant steel with active alumina or the like to form a washcoat layer, and supporting an appropriate catalytically active component on the coat layer. It has a configuration. Oxidation catalyst oxidizes NO in the exhaust gas together to produce N 0 2, is to oxidize the HC and C 0 in the exhaust gas is configured to produce H 2 0 and C 0 2.
  • the filter 32 is a so-called wall flow type honeycomb in which a large number of cells are formed in parallel with, for example, porous cordierite or silicon carbide, and the inlets and outlets of the cells are alternately closed.
  • a first pressure sensor 33 and a second pressure sensor 34 for detecting the pressure of the exhaust gas are provided on the inlet side (front) and the outlet side (rear) of the filter 32, respectively.
  • the first pressure sensor 33 outputs a first pressure signal S 1 indicating the exhaust gas pressure P 1 on the inlet side of the filter 32
  • the second pressure sensor 34 outputs exhaust gas on the outlet side of the filter 32.
  • a second pressure signal S2 indicating the pressure P2 is output.
  • a first temperature sensor 36 and a second temperature sensor 3 for detecting the temperature of the exhaust gas are provided on the inlet side (front) and the outlet side (rear) of the filter 32, respectively. I have.
  • the first temperature sensor 36 outputs a first temperature signal S3 indicating the temperature T1 on the inlet side of the filter 32
  • the second temperature sensor 37 indicates the temperature T2 on the outlet side of the filter 32.
  • the second temperature signal S4 is output.
  • Reference numeral 35 denotes a flow sensor for detecting the flow rate of the exhaust gas flowing in the exhaust duct 16.
  • the exhaust flow signal F from the flow sensor 35 is a first pressure signal S 1, It is input to the filter control unit 40 together with the second pressure signal S2, the first temperature signal S3, and the second temperature signal S4.
  • the filter control unit 40 is an element constituting the exhaust gas purification device 30. H
  • the filter control unit 40 is configured as a computer control system using a microcomputer 40A.
  • the accumulation amount of the particulates collected by the filter 32 is estimated, and a filter control for regenerating the filter 32 is performed based on the estimation result.
  • the filter control unit 40 also estimates the residual amount of the ash in the filter 32 when the regeneration of the filter 32 is completed, and prompts the replacement of the filter 32 based on the estimation result of the residual amount of the ash. Is performed.
  • FIG. 2 is a block diagram functionally showing the configuration of the filter control unit 40.
  • the filter control unit 40 includes a first processing unit 41 for estimating the amount of accumulation of the particulates collected by the filter 32 and determining whether or not to perform the filter regeneration process; After confirming whether or not the regeneration of 32 has been completed, there is a second processing unit 42 for estimating the residual amount of the ash stored in the filter 32 and determining the time to replace the filter 32. are doing.
  • the first processing unit 41 determines that the filter 32 should be reproduced, the first processing unit 41 outputs a reproduction start signal K 1, and the reproduction start signal K 1 is transmitted to the second processing unit 42. It is sent to the playback control section 43.
  • the first pressure signal S 1, the second pressure signal S 2, the first temperature signal S 3, and the second temperature signal S 4 are input to the second processing unit 42.
  • the regeneration of the filter 32 is performed.
  • a reproduction end signal K 2 is output in response to the determination, and the reproduction end signal K 2 is output to the reproduction control unit 43.
  • Sent to In the second processing unit 42 it is determined that the estimated value of the ash residual amount has reached a predetermined level. Then, the second processing unit 42 outputs a replacement warning signal K3 for prompting the replacement of the filter and sends it to the display unit 44.
  • the display unit 44 prompts the driver to replace the filter. The message is displayed in an appropriate form.
  • the regeneration control unit 43 responds to the regeneration start signal K 1 and responds to the engine control unit 10 as a signal for controlling engine operation so as to increase the exhaust gas temperature for regeneration of the filter 32. Outputs the playback control signal CS.
  • the engine control unit 10 responds to the regeneration control signal CS from the regeneration control unit 43 and greatly delays the fuel injection timing so that the fuel injection timing is at the compression top dead center of each cylinder.
  • the fuel injection is controlled so as to be later than that, thereby raising the temperature of the exhaust gas to a temperature required for burning the particulates.
  • the regeneration end signal K2 is input to the regeneration controller 43, the output of the regeneration control signal CS is stopped, and the engine control unit 10 stops the engine control for the filter regeneration control. The operation returns to the operation control operation.
  • reference numeral 45 denotes EEPROM for storing required data among the data obtained in the second processing unit 42.
  • FIG. 3 is a flowchart showing an arithmetic processing program for executing required arithmetic processing in the second processing section 42.
  • This arithmetic processing program is executed by the microcomputer 40A. The execution is started in response to the input of the reproduction start signal K1.
  • step S11 a first temperature signal S3 indicating the temperature T1 before the filter 32 (the inlet side) of the filter 32 and a second temperature signal S2 indicating the temperature T2 after the filter 32 (the outlet side).
  • a temperature difference ⁇ ⁇ ( ⁇ T 1 ⁇ T 2) between the inlet side and the outlet side of the filter 32 is calculated, and the process proceeds to step S 12.
  • step S12 the regeneration control signal CS is output in response to the regeneration start signal K1, whereby the exhaust gas temperature rises and the particulates deposited on the filter 32 burn, and the particulates are reduced. Based on the fact that exhaust gas temperature will drop slightly when passing through the filter if it has been completely burned, it is necessary to determine whether the particulate has completely burned. Of the Up.
  • Steps S11 and S12 are repeatedly performed until the temperature difference ⁇ becomes larger. If the temperature difference ⁇ is larger than M, it is determined that the burning of the particulates has been completed, and the determination result in step S12 is YES, and the process proceeds to step S13. It should be noted that the value of M can be appropriately determined by experiments and the like.
  • step S13 a process of outputting a reproduction end signal K2 for ending the reproduction of the filter 32 is performed.
  • the filter residual amount accumulated in the filter 32 is estimated based on the pressure difference before and after the filter 32 (the pressure difference between the inlet side and the outlet side of the filter 32).
  • the value of the differential pressure ⁇ P for estimating the residual amount of ash, which is obtained every time the regeneration of the filter 32 ends, is stored in the EEPROM 45 each time.
  • step S15 the differential pressure ⁇ (n) for the ash residue estimation calculated this time is compared with the differential pressure ⁇ (n-1) for the ash residue estimation calculated previously, It is determined whether or not the difference value ⁇ ( ⁇ ) - ⁇ (n-1) is smaller than a predetermined value K.
  • K indicates the upper limit of the amount of ash residue that increases by one regeneration. If ⁇ (n)- ⁇ (n-1) K, the ash residue increased by the current regeneration Since the amount is equal to or less than K and the value of ⁇ (n) is a valid value, the determination result of step S15 is YES, and the process enters step S16.
  • step S16 it is determined whether or not the differential pressure ⁇ (n) is equal to or greater than a predetermined differential pressure threshold PX.
  • the differential pressure threshold value PX indicates the level of the differential pressure ⁇ P before and after the residual amount of ash stored in the filter 32 requires replacement of the filter. If ⁇ (n) ⁇ PX, the step The determination result of S16 is YE S, and the process proceeds to step S17, where a replacement warning for urging filter replacement is provided. Outputs signal 3.
  • step S18 processing for storing the differential pressure ⁇ P (n) obtained this time in step S14 in the EEPROM 45 is performed, and the execution of this program ends.
  • step S 16 when ⁇ (n) is smaller than PX, the residual amount of ash stored in the filter 32 is lower than the level at which the filter needs to be replaced. The answer is NO, and the program enters step S18 without executing step S17.
  • step S14 a process for storing the differential pressure ⁇ P (n) obtained this time in the EEPROM 45 is performed. Is completed.
  • step S15 if ⁇ (n) — ⁇ (n-1) ⁇ K, the ash residue increased by the current regeneration is larger than ⁇ , so that ⁇ ⁇ ⁇ ( ⁇ ) obtained this time It is determined that there is a problem in the reliability of the value, and the determination result in step S15 is NO, and the process proceeds to step S19. That is, if it is determined in step S15 that ⁇ ( ⁇ ) - ⁇ P (n-1) ⁇ K, there is a high possibility that unburned particulates remain in the filter 32. It is considered that the differential pressure across the filter 32 is caused by the residual ash and the unburned paticle. Therefore, it is determined that it is not possible to estimate an accurate ash residual amount based on the present differential pressure ⁇ ( ⁇ ), the previous differential pressure ⁇ ( ⁇ -1) is stored in the EEPROM 45, and the program Terminate execution.
  • FIG. 4 is a graph showing the state of the change in the differential pressure ⁇ P over time, with the horizontal axis representing time t and the vertical axis representing the differential pressure ⁇ P across the filter 32.
  • the patikilet accumulates on the filter 32 and the differential pressure across the filter 32 increases, and at time the first processing unit 41 determines that the differential pressure ⁇ has reached the predetermined value PA.
  • the first processing section 41 outputs a reproduction start signal K1.
  • the reproduction control signal CS is output from the reproduction control unit 43 in response to the reproduction start signal K1, and the reproduction process of the filter 32 is started. As a result, the patikilet burns and the differential pressure across the filter 32 decreases. I do.
  • the second processing unit 44 determines that the regeneration of the filter 32 has been completed, the second processing unit 44 returns to the regeneration control unit 4.
  • the reproduction end signal K 2 is output to 3, and the reproduction processing of the filter 32 ends.
  • the differential pressure ⁇ P is a value P a (> 0) corresponding to the ash residual amount.
  • this value Pa is smaller than a predetermined value K, and if Pa is smaller, it is determined that there is no unburned residue, and it is determined that the ash residual amount corresponding to the value Pa is in the filter 32. Is done.
  • the filter control unit 40 repeats the above-described operation, the pressure difference ⁇ ⁇ across the filter 32 changes as shown by the solid line, and the filter 32 changes the pressure difference ⁇ P ⁇ PX even after the regeneration process.
  • the replacement warning signal K3 is output from the second processing unit 42, and the replacement of the filter 32 is prompted.
  • the residual amount of the ash accumulated in the filter is estimated, so that the unburned particulates are not included.
  • the residual amount of the ash can be accurately estimated, and the time to replace the filter can be correctly determined.
  • the differential pressure across the filter at the end of filter regeneration is used as a reference value for determining the next filter regeneration start time, it is possible to more accurately estimate the amount of particulate accumulation on the filter. As a result, the filter regeneration start time can be correctly determined. Further, the ash residual amount can be fed back to the engine control to be used for fuel injection amount correction and intake air amount / pressure control.
  • the exhaust gas purifying apparatus according to the present invention is useful for appropriately determining the filter replacement time.

Abstract

パティキュレート捕集用のフィルタ(32)の前後差圧(ΔP)を検出してフィルタ(32)の再生を行うようにした排気ガス浄化装置(30)において、フィルタ再生時に第1温度センサ(36)と第2温度センサ(37)とを用いてフィルタ(32)の出口部の温度がその入口部の温度より低くなった(ΔT>M)ときにフィルタ(32)の再生が終了したタイミングであると決定する。この再生終了タイミングにおける前後差圧(ΔP)の値からフィルタ(32)内のアッシュ残留量を推定し、この推定アッシュ残留量が所定値(PX)以上となったときに交換警告信号(K3)を出力してフィルタ(32)の交換を促す。

Description

明細書 排気ガス浄化装置 技術分野
本発明は、 排気ガス浄化装置に関するものである。 背景技術 ·
ディーゼルエンジンの排気ガス中に含まれる微粒子が大気中に拡散されるのを 抑制するため、 近年、 ディーゼルエンジンの排気系統に装着して排気ガス中のデ ィ一ゼルパティキュレートを後処理するための種々の装置が開発されてきている この種の排気ガス処理装置として、 ディ一ゼルエンジンから排出される排気ガス 中に含まれるパティキユレ—トを排気ガスが排気通路を通過する時に捕集するた めのフィルタを備えた構成のものが実用化されつつある。 この種の排気ガス浄化 装置にあっては、 フィルタに捕集されたパティキユレ一卜が次第に堆積され、 排 気抵抗の上昇による損失が次第に増大し、 ついにはフィルタが目詰まり状態とな る。 このため、 フィルタを用いた排気ガス浄化装置にあっては、 フィルタにおけ るパティキュレ一卜の堆積量が所定レベルに達したと推定されたときにフィルタ を加熱する等してパティキュレートを焼却してフィルタを再生し、 フィルタを繰 り返し使用している。
ところで、 フィルタを再生するためにパティキュレ一トを焼却するとフィルタ 内には焼却灰 （アッシュ） が残留し、 フィルタ再生の度に残留アッシュが蓄積さ れていくので、 再生回数を重ねるにつれてフィルタ内の残留アッシュのために排 気ガスの流出が支障を来すこととなってしまう。 このため、 従来から、 フィルタ の再生が終了する度にフィルタの入口側の圧力と出口側の圧力との差圧である前 後差圧を計測し、 計測されたフィルタの前後差圧値に基づいてフィルタ内のアツ シュ残留量を推定し、 この推定結果に従ってフィル夕の寿命を決定することが行 われている。 しかしながら、 フィルタの前後差圧を計測することによりアツシュ残留量を推 定する構成によると、 フィルタの再生処理を開始した後何らかの理由により再生 処理が中断してフィル夕内に未焼却のパティキュレー卜が残存してしまった場合 には、 再生処理の終了後にフィルタの前後差圧を計測しても、 未焼却パティキュ レートのために正確なアッシュ残留量を推定することができない。 このため、 従 来においてはフィル夕の交換時期を正しく判断することができない場合が多々生 じている。
本発明の目的は、 従来技術における上述の問題点を解決することができるよう にした、 排気ガス浄化装置を提供することにある。
本発明の目的は、 フィルタ内に残留しているアッシュの量を正確に把握できる ようにした、 排気ガス浄化装置を提供することにある。
本発明の目的は、 フィルタを適切なタイミングで交換できるようにした、 排気 ガス浄化装置を提供することにある。 発明の開示
本発明の特徴は、 内燃機関の排気ガス中に含まれるパティキユレ—トを捕集す るためのフィルタと該フィルタの前後差圧を検出する差圧検出手段とを備え、 前 記前後差圧に基づいて該フィルタの再生が制御されるように構成された排気ガス 浄化装置において、 前記フィル夕の入口側と出口側との温度差を検出するための 温度差検出手段と、 該温度差検出手段に応答し前記フィルタの再生終了タイミン グを決定するための決定手段と、 前記決定手段によって前記フィルタの再生終了 タイミ ングが決定されたことに応答して前記差圧検出手段からの出力に基づいて 前記フィルタ内におけるアツシュ残留量を推定する推定手段とを備えた点にある フィルタの前後の温度差に基づいてフィルタの再生が終了したタイミ ングを決 定した後、 フィルタ前後の差圧を計測してアッシュ残留量を推定するので、 未焼 却パティキユレ一トを含めることなくァッシュ残留量を正確に推定することがで き、 フィルタの交換時期を正しく判断することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 本発明による排気ガス浄化装置をディ一ゼル機関に適用した場合の 実施の形態の一例を示す構成図である。
第 2図は、 第 1図に示したフィルタ制御ュニッ 卜の構成を示すブロック図であ る。
第 3図は、 第 2処理部における演算処理実行のためのプログラムを示すフロー チャートである。
第 4図は、 フィルタ制御ュニッ 卜の動作を説明するためのグラフである。 発明を実施するための最良の形態
本発明をより詳細に説述ために、 添付の図面に従ってこれを説明する。
第 1図は、 本発明による排気ガス浄化装置をディ一ゼル機関に適用した場合の 一実施例を示す全体構成図である。 符号 1で示されるのは 4気筒のディ一ゼル機 関であり、 各気筒 2〜5にはそれぞれィンジヱクタ 6〜9が設けられている。 こ れらのインジェクタ 6〜9の動作はエンジン制御ュニッ 卜 1 0によって制御され、 高圧燃料を所要のタイミ ングで所要量だけ対応する気筒内に噴射供給することが できる公知の構成となっている。
吸気マ二ホールド 1 1に接続されている吸気ダク ト 1 2には、 ィンタ一クーラ 1 3及びエアクリーナ 1 4が設けられており、 一方、 排気マ二ホールド 1 5に接 続されている排気ダク ト 1 6には排気ガス浄化装置 3 0が設けられている。
吸気ダク ト 1 2と排気ダク ト 1 6との間には、 E G R制御弁 1 7を設けた排気 再循環路 1 8が設けられており、 エンジン制御ュニッ 卜 1 0によって制御される ァクチユエ一タ 1 9によって E G R制御弁 1 7の開度が調節される。 これにより、 排気ダク ト 1 6内を流れる排気ガスの一部を吸気マ二ホールド 1 1に調量して戻 すことができる構成となっている。 符号 2 0で示されるのは排気ターボチャージ ャであり、 排気ダク ト 1 6内に配設された排気タービン 2 1と吸気ダクト 1 2内 に配設されていて排気夕一ビン 2 1により駆動されるコンプレッサ 2 2とから成 つている。 排気ガス浄化装置 3 0は、 酸化触媒 3 1とパティキュレート捕集用のフィルタ 3 2とを備え、 排気ダク ト 1 6内を流れる排気ガスは、 先ず酸化触媒 3 1に流れ、 次にフィルタ 3 2に流れる構成となっている。 酸化触媒 3 1は、 例えばハニカム 状のコーデイエライ ト、 あるいは耐熱鋼からなる担体の表面に、 活性アルミナ等 をコートしてゥォッシュコート層を形成し、 このコート層に適宜の触媒活性成分 を担持させた構成となっている。 酸化触媒は、 排気ガス中の N Oを酸化して N 0 2 を生成させると共に、 排気ガス中の H Cと C 0を酸化して H 2 0と C 0 2 を生成 させる構成となっている。
フィルタ 3 2は、 例えば多孔質のコーデイエライ ト、 あるいは炭化珪素によつ て多数のセルが平行に形成され、 セルの入口と出口が交互に閉鎖された、 いわゆ るウォールフロー型と呼ばれるハニカムフィルタや、 セラミ ツク繊維をステンレ ス多孔管に何層にも巻き付けた繊維型フィルタを使用したもので、 排気ガス中の パティキュレートを捕集する。
フィルタ 3 2の入口側 （前） と出口側 （後） には、 それぞれ、 排気ガスの圧力 を検出するための第 1圧力センサ 3 3及び第 2圧力センサ 3 4が設けられている。 第 1圧力センサ 3 3からはフィルタ 3 2の入口側における排気ガス圧力 P 1を示 す第 1圧力信号 S 1が出力され、 第 2圧力センサ 3 4からはフィルタ 3 2の出口 側における排気ガス圧力 P 2を示す第 2圧力信号 S 2が出力される。
さらに、 フィルタ 3 2の入口側 （前） と出口側 （後） には、 それぞれ、 排気ガ スの温度を検出するための第 1温度センサ 3 6及び第 2温度センサ 3 了が設けら れている。 第 1温度センサ 3 6からはフィルタ 3 2の入口側の温度 T 1を示す第 1温度信号 S 3が出力され、 第 2温度センサ 3 7からはフィルタ 3 2の出口側の 温度 T 2を示す第 2温度信号 S 4が出力される。
符号 3 5で示されるのは、 排気ダクト 1 6内を流れる排気ガスの流量を検出す るための流量センサであり、 流量センサ 3 5からの排気流量信号 Fは、 第 1圧力 信号 S 1、 第 2圧力信号 S 2、 第 1温度信号 S 3及び第 2温度信号 S 4と共にフ ィルタ制御ュニッ ト 4 0に入力されている。
フィルタ制御ュニッ ト 4 0は排気ガス浄化装置 3 0を構成する要素である。 フ ィルタ制御ュニッ ト 4 0は、 マイクロコンピュータ 4 0 Aを用いたコンピュー夕 制御システムとして構成されている。 フィルタ制御ュニッ ト 4 0において、 フィ ルタ 3 2によって捕集されたパティキュレー卜の堆積量が推定され、 この推定結 果に基づいてフィル夕 3 2を再生させるためのフィルタ制御が行われる。 フィル 夕制御ユニッ ト 4 0はまた、 フィルタ 3 2の再生が終了したときのフィルタ 3 2 内におけるアツシュの残留量を推定し、 このアツシュ残留量の推定結果に基づい てフィルタ 3 2の交換を促すための処理を行う構成となっている。
第 2図には、 フィルタ制御ュニッ ト 4 0の構成を機能的に示すブロック図が示 されている。 フィルタ制御ユニッ ト 4 0は、 フィルタ 3 2によって捕集されたパ ティキュレー卜の堆積量を推定演算してフィル夕の再生処理を行うべきか否かを 判定する第 1処理部 4 1と、 フィルタ 3 2の再生が終了したか否かを確認した後、 フィルタ 3 2内に蓄積されているアツシュ残留量を推定してフィルタ 3 2の交換 時期の判定を行う第 2処理部 4 2とを有している。
第 1処理部 4 1では、 第 1圧力信号 S 1と第 2圧力信号 S 2とに応答してフィ ルタ 3 2の前後差圧 Δ Ρ ( = P 1 — P 2 ) が演算され、 これにより得られた前後 差圧△ Pの値に基づいてフィルタ 3 2におけるパティキユレ一卜の堆積量が推定 される。 この推定結果に従ってフィルタ 3 2の再生を行うべきか否かの判別が行 われる。 第 1処理部 4 1においてフィルタ 3 2の再生を行うべきと判別されると、 第 1処理部 4 1から再生開始信号 K 1が出力され、 再生開始信号 K 1は第 2処理 部 4 2と再生制御部 4 3とに送られる。
第 2処理部 4 2には、 第 1圧力信号 S 1、 第 2圧力信号 S 2、 第 1温度信号 S 3、 第 2温度信号 S 4が入力されており、 ここでは、 フィルタ 3 2の再生のため の処理動作の終了タイミングの判定と、 フィルタ 3 2の再生のための処理動作が 終了したときのフィルタ 3 2の前後差圧△ Pからフィルタ 3 2におけるアツシュ 残留量の推定のための演算処理が行われる。 第 2処理部 4 2においてフィルタ 3 2の再生が終了したタイミ ングの判定が行われると、 これに応答して再生終了信 号 K 2が出力され、 再生終了信号 K 2は再生制御部 4 3に送られる。 また、 第 2 処理部 4 2において、 アッシュ残留量の推定値が所定レベルに達したと判別され ると、 第 2処理部 4 2からはフィルタの交換を促す交換警告信号 K 3が出力され て表示部 4 4に送られ、 表示部 4 4で運転者に対してフィルタの交換を促す所定 のメッセージが適宜の形態で表示される。
再生制御部 4 3は、 再生開始信号 K 1応答し、 ェンジン制御ュニッ ト 1 0に対 し、 フィルタ 3 2の再生のために排気ガス温度を上昇させるようにエンジン運転 を制御するための信号として再生制御信号 C Sを出力する。
エンジン制御ュニッ ト 1 0は、 再生制御部 4 3からの再生制御信号 C Sに応答 し、 燃料の噴射タイミ ングを大きく遅らせて燃料の噴射夕イミ ングが各気筒の圧 縮上死点のタイミ ングよりも後となるようにその燃料噴射を制御し、 これにより 排気ガスの温度をパティキュレートを燃焼させるのに必要な温度にまで上昇させ る。 そして、 再生終了信号 K 2が再生制御部 4 3に入力されると、 再生制御信号 C Sの出力が停止し、 エンジン制御ュニッ ト 1 0はフィルタ再生制御のためのェ ンジン制御を停止し、 通常の運転制御動作に戻る。
なお、 符号 4 5で示されるのは、 第 2処理部 4 2において得られた各データの うち、 所要のデータを格納しておくための E E P R O Mである。
次に第 3図を参照して、 第 2処理部 4 2について詳しく説明する。 第 3図は、 第 2処理部 4 2において所要の演算処理を実行させるための演算処理プログラム を示すフロ一チヤ一トであり、 この演算処理プログラムはマイクロコンピュータ 4 0 Aにおいて実行されるもので、 再生開始信号 K 1の入力に応答してその実行 が開始される。 まず、 ステップ S 1 1では、 フィルタ 3 2のフィルタ前 （入口側） の温度 T 1を示す第 1温度信号 S 3と、 フィルタ 3 2のフィルタ後 （出口側） の 温度 T 2を示す第 2温度信号 S 4とに基づいて、 フィルタ 3 2の入口側と出口側 の温度差 Δ Τ ( - T 1 - T 2 ) を算出し、 ステップ S 1 2に入る。
ステップ S 1 2は、 再生開始信号 K 1に応答して再生制御信号 C Sが出力され、 これにより排気ガス温度が上昇してフィルタ 3 2に堆積していたパティキュレ一 卜が燃焼し、 パティキュレートが完全に燃焼し終わってしまった場合には、 排気 ガス温度がフィルタを通過するときに若干低下することになると言う事実に基づ' いて、 パティキュレー卜が完全に燃焼し終わったかどうかを判断するためのステ ップである。 ステップ S 1 2では、 ステップ S 1 1で算出した温度差 ΔΤ (=T 1— Τ 2) が所定値 Μより大きいか否かの判別が行われる。 パティキュレート力く まだ完全に燃焼し終わっていない場合には、 温度差 ΔΤは Μより小さく、 ステツ プ S 1 2の判別結果は NOとなり、 ステップ S 1 1に戻る。 温度差 ΔΤが より 大きくなるまでステップ S 1 1、 S 1 2が繰り返し実行される。 温度差 ΔΤが M より大きくなった場合には、 パティキュレー卜の燃焼が終了したと判断してステ ップ S 1 2の判別結果は YE Sとなり、 ステップ S 1 3に入る。 なお、 Mの値は、 実験等によって適宜に定めることができる。
ステップ S 1 3ではフィルタ 32の再生を終了させるための再生終了信号 K 2 を出力する処理が行われる。 次のステップ S 1 4では、 フィルタ 32の前後の差 圧 （フィルタ 3 2の入口側と出口側との圧力差） に基づきフィル夕 32に蓄積さ れているアツシュ残留量を推定するため、 フィルタ 32のそのときの前後差圧 Δ P (=P 1 -P 2) を算出する処理が第 1圧力.信号 S 1及び第 2圧力信号 S 2に 基づいて行われる。 フィルタ 32の再生が終了する度にこのようにして得られる、 アッシュ残留量を推定するための前後差圧 Δ Pの値は、 その都度 E E PROM 4 5に格納される。
次に、 ステップ S 1 5では、 今回算出したアッシュ残留量推定のための前後差 圧 ΔΡ (n) を前回算出したアッシュ残留量推定のための前後差圧 ΔΡ (n- 1 ) と比較し、 その差分値 ΔΡ (η) -ΔΡ (n— 1) が予め定められている値 Kよ り小さいか否かが判別される。 値 Kは、 1回の再生により増加するアッシュ残留 量の上限値を示すもので、 ΔΡ (n) 一 ΔΡ (n - 1 ) く Kである場合には、 今 回の再生により増加したアッシュ残留量が K以下であり、 ΔΡ (n) の値が正当 な値であるので、 ステップ S 1 5の判別結果は Y ESとなり、 ステップ S 1 6に 入る。 ステップ S 1 6で、 前後差圧 ΔΡ (n) が、 所定の差圧しきい値 P X以上 であるか否かが判別される。 差圧しきい値 P Xは、 フィルタ 32に蓄積されてい るアツシュ残留量がフィルタ交換を必要とする前後差圧△ Pのレベルを示すもの であり、 ΔΡ (n) ≥PXである場合には、 ステップ S 1 6の判別結果は YE S となって、 ステップ S 1 7に入り、 ここで、 フィルタ交換を促すための交換警告 信号 3を出力する。
次のステップ S 1 8では、 ステップ S 1 4で今回得られた前後差圧 Δ P (n) を EEPROM45に格納する処理が行われ、 このプログラムの実行が終了する。 一方、 ステップ S 1 6において ΔΡ (n) く P Xである塲合にはフィルタ 3 2に 蓄積されているアツシュ残留量がフィルタ交換を必要とするレベルより低いので、 ステップ S 1 6の判別結果は NOとなり、 ステップ S 1 7が実行されることなく ステップ S 1 8に入り、 ここでステップ S 1 4で今回得られた前後差圧△ P (n) を EEPROM45に格納する処理を行い、 このプログラムの実行が終了する。 ステップ S 1 5において、 ΔΡ (n) — ΔΡ (n— 1) ≥Kである場合には、 今回の再生により増加したアッシュ残留量が Κより大きいので、 今回得られた△ Ρ (η) の値の信頼性に問題があると判断し、 ステップ S 1 5の判別結果は NO となり、 ステップ S 1 9に入る。 すなわち、 ステップ S 1 5で ΔΡ (η) -Δ P (n - 1 ) ≥Kと判別された場合には、 フィルタ 3 2に未燃焼のパティキュレー 卜が残っている可能性が大きく、 この場合のフィルタ 32の前後差圧は残留アツ シュと未燃焼パティキユレ一トにより生じていることが考えられる。 したがって、 今回の差圧 ΔΡ (η) に基づいて正確なアッシュ残留量を推定することはできな いと判別し、 前回の差圧 ΔΡ (η- 1) を EEPROM45に格納して、 このプ ログラムの実行を終了する。
上述の如く構成されているフィルタ制御ュニッ ト 4 0の動作を第 4図を参照し て説明する。 第 4図には横軸を時間 t、 縦軸をフィルタ 3 2の前後差圧 Δ Pとし て時間の経過に従う前後差圧 Δ Pの変化の状態を表すグラフが示されている。 ここでは新品のフィルタを取り付けて使用を開始した場合が示されており、 時 刻 t = 0で前後差圧△ Pは零となっている。 時間の経過に従ってパティキユレ一 卜がフィルタ 32に堆積してフィルタ 3 2の前後差圧が増加し、 時刻 で第 1 処理部 4 1において前後差圧 ΔΡが所定値 P Aになったと判別されると、 第 1処 理部 4 1から再生開始信号 K 1が出力される。 再生制御部 43からは再生開始信 号 K 1に応答して再生制御信号 C Sが出力され、 フィルタ 3 2の再生処理が開始 される。 これによりパティキユレ一卜が燃焼してフィルタ 3 2の前後差圧が減少 する。 時刻 t 2 でフィルタ 32の前後の温度差 ΔΤが Mより大きくなって第 2処 理部 4 4においてフィルタ 32の再生が終了したと判定されると、 第 2処理部 4 4から再生制御部 4 3に再生終了信号 K 2が出力されてフィルタ 3 2の再生処理 が終了する。 このとき前後差圧 Δ Pはアッシュ残留量に応じた値 P a (〉 0) と なっている。 この値 P aが所定値 Kより小さいか否かが判別され、 P aが より 小さい場合には燃え残りがなかったと判断され、 値 P aに応じたアツシュ残留量 がフィルタ 3 2内にあるとされる。
再生処理終了後、 前後差圧 ΔΡ = Ρ aの状態からフィル夕 32によるパティキ ユレ一卜の捕集が開始される。 フィルタ制御ュニツ ト 4 0が上述の如き動作を繰 り返すことによりフィルタ 32の前後差圧 ΔΡは実線で示される如く変化し、 フ ィルタ 3 2が再生処理後においても前後差圧 Δ P≥PXとなった場合に第 2処理 部 4 2から交換警告信号 K 3が出力され、 フィルタ 3 2の交換が促される。
また、 時刻 t n で n回目の再生処理が終了したときの前後差圧 ΔΡ-Pbを前 回 （n— 1回目） の再生処理が終了したときの前後差圧 ΔΡ = Ρ cと比較しその 差分値 Pb— P c (=ΔΡ (η) — ΔΡ (η - 1 ) ) が Κ以上である場合には、 フィルタ 3 2内に未処理のパティキユレ一卜が残存していると判定し、 この場合 には η— 1回目の再生処理が終了したときの前後差圧 ΔΡ (η - 1 ) =P cが Ε E P ROM 4 5に格納される。 そしてフィル夕 3 2での捕集が再び開始されると 前後差圧 Δ Pの値は一点鎖線で示されるように値 P bから時間の経過と共に増大 する。
このように、 フィルタ前後の温度差に基づいてフィルタの再生が終了したこと が決定された後、 フィルタ内に蓄積されているアツシュ残留量が推定されるので、 未焼却パティキュレ一トを含めることなくアツシュ残留量を正確に推定すること ができ、 フィルタの交換時期を正しく判断することができる。
また、 フィルタ再生終了時のフィルタの前後差圧は次回のフィルタ再生開始時 期を判断するための基準値として使用されるので、 より精密にフィルタへのパテ ィキユレ一卜堆積量を推定することができ、 この結果フィルタ再生開始時期も正 しく判断することができる。 さらに、 ァッシュ残留量をェンジン制御にフィードバックして燃料噴射量の捕 正と吸気量 ·圧力制御に用いることができる。 産業上の利用可能性
以上のように、 本発明による排気ガス浄化装置は、 フィルタの交換時期を適切 に判断するのに有用である。

Claims

請求の範囲
1 . 内燃機関の排気ガス中に含まれるパティキュレートを捕集するためのフィ ル夕と該フィルタの前後差圧を検出する差圧検出手段とを備え、 前記前後差圧に 応答して該フィル夕の再生が制御されるように構成された排気ガス浄化装置にお いて、
前記フィルタの入口側と出口側との温度差を検出するための温度差検出手段と、 該温度差検出手段に応答し前記フィルタの再生終了タイミ ングを決定するため の決定手段と、
前記決定手段によって前記フィルタの再生終了タイミングが決定されたことに 応答し前記差圧検出手段からの出力に基づいて前記フィルタ内におけるアッシュ 残留量を推定する推定手段と
を備えたことを特徴とする排気ガス浄化装置。
2 . 前記決定手段が、 前記温度差を所定値と比較することにより前記フィルタ の再生が終了したか否かを判別する手段を含んでいる請求の範囲第 1項記載の排 気ガス浄化装置。
3 . 前記推定手段におけるアッシュ残留量の推定が、 前記フィルタにおけるァ ッシュ残留量がフィルタ交換を必要とする値に達しているか否かを推定するもの である請求の範囲第 1項記載の排気ガス浄化装置。
4 . 前記推定手段が、 前記差圧検出手段から得られる前記前後差圧の値の変化 量が予め定められた値よりも大きい場合には、 アッシュ残留量の推定を行われな いようにした請求の範囲第 3項記載の排気ガス浄化装置。
5 . 前記変化量が前記予め定められた値よりも大きい場合には、 前記変化量を 前記予め定められた値よりも大きくすることに寄与した前後差圧を、 以後のアツ シュ残留量の推定のためのデータとして採用しないようにした請求の範囲第 4項 記載の排気ガス浄化装置。
6 . 前記推定手段におけるアッシュ残留量の推定が、 前記フィルタにおけるァ ッシュ残留量がフィルタ交換を必要とする値に達した場合に、 フィルタの交換を 促す表示を行うようにした請求の範囲第 3項、 第 4項又は第 5項記載の排気ガス 浄化装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110935249A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 莱芜钢铁集团电子有限公司 一种空气过滤器自洁控制方法及装置

Families Citing this family (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7581389B2 (en) * 2004-01-13 2009-09-01 Emcon Technologies Llc Method and apparatus for monitoring ash accumulation in a particulate filter of an emission abatement assembly
JP4038187B2 (ja) * 2004-03-11 2008-01-23 トヨタ自動車株式会社 内燃機関排気浄化装置の粒子状物質再生制御装置
WO2006064671A1 (ja) * 2004-12-13 2006-06-22 Bosch Corporation ディーゼル機関のための排気浄化装置
FR2879244B1 (fr) * 2004-12-14 2007-03-16 Renault Sas Dispositif de commande de la regeneration d'un filtre a particules pour moteur a combustion interne et procede correspondant.
EP1722082B1 (en) * 2005-05-13 2008-10-29 HONDA MOTOR CO., Ltd. Exhaust emission control system for internal combustion engine and control method therefor
US7623953B2 (en) * 2005-06-08 2009-11-24 Caterpillar Inc. Integrated regeneration and engine controls
US7406822B2 (en) * 2005-06-30 2008-08-05 Caterpillar Inc. Particulate trap regeneration system and control strategy
US7607295B2 (en) * 2005-07-07 2009-10-27 Nissan Motor Co., Ltd. Particulate accumulation amount estimating system
US7562524B2 (en) * 2005-09-15 2009-07-21 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for estimating particulate consumption
US7587892B2 (en) * 2005-12-13 2009-09-15 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for adapting a filter regeneration profile
US7677030B2 (en) * 2005-12-13 2010-03-16 Cummins, Inc. Apparatus, system, and method for determining a regeneration availability profile
US7562523B2 (en) * 2005-12-13 2009-07-21 Cummins, Inc Apparatus, system, and method for determining a regeneration cycle thermal ramp
US7758676B2 (en) * 2006-10-03 2010-07-20 Gm Global Technology Operations, Inc. Adaptive learning method for clean particulate filter pressure drop
FR2914691A1 (fr) * 2007-04-06 2008-10-10 Renault Sas Procede et dispositif de generation de signal d'arret de regeneration de filtre a particules
JP2009138704A (ja) * 2007-12-10 2009-06-25 Mitsubishi Fuso Truck & Bus Corp 排気後処理装置
US7835847B2 (en) * 2008-02-28 2010-11-16 Cummins Ip, Inc Apparatus, system, and method for determining a regeneration availability profile
US8499550B2 (en) * 2008-05-20 2013-08-06 Cummins Ip, Inc. Apparatus, system, and method for controlling particulate accumulation on an engine filter during engine idling
US20100050874A1 (en) * 2008-08-29 2010-03-04 Walter Cullen Lucas Exhaust after treatment system and method
US8266890B2 (en) * 2009-06-10 2012-09-18 International Engine Intellectual Property Company, Llc Preventing soot underestimation in diesel particulate filters by determining the restriction sensitivity of soot
US20110000193A1 (en) * 2009-07-02 2011-01-06 Woodward Governor Company System and method for detecting diesel particulate filter conditions based on thermal response thereof
KR101114385B1 (ko) * 2009-09-01 2012-02-14 현대자동차주식회사 디젤차량의 후처리계 보호장치 및 방법
JP5088391B2 (ja) * 2010-03-09 2012-12-05 トヨタ自動車株式会社 パティキュレートフィルタの故障判別装置
US8577541B2 (en) * 2010-10-01 2013-11-05 Deere & Company Particulate filter ash loading prediction method and vehicle using same
US8660741B2 (en) * 2010-10-01 2014-02-25 Deere & Company Particulate filter ash loading prediction method and vehicle with same
US8214135B2 (en) * 2010-10-01 2012-07-03 Deere & Company Particulate filter ash loading prediction method and vehicle using same
DE102011015061A1 (de) * 2011-03-24 2012-09-27 Mann + Hummel Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Dosierung des Additivs zur Regenerierung eines Dieselpartikelfilters
US8398742B2 (en) * 2011-05-19 2013-03-19 GM Global Technology Operations LLC Pressure sensor disconnection detection systems and methods
JP6197377B2 (ja) * 2013-06-03 2017-09-20 いすゞ自動車株式会社 排気浄化装置
GB2525354B (en) * 2015-08-13 2016-08-24 Gm Global Tech Operations Llc A method of controlling a particulate filter
DE102017211575B4 (de) * 2017-07-06 2019-07-04 Robert Bosch Gmbh Verfahren und Vorrichtung zur Diagnose eines Differenzdrucksensors eines Partikelfilters
JP6932673B2 (ja) 2018-06-26 2021-09-08 株式会社クボタ ディーゼルエンジンの排気処理装置
FR3085424A1 (fr) * 2018-09-04 2020-03-06 Psa Automobiles Sa Procede d’estimation d’une masse de residus dans un filtre a particules
KR101941824B1 (ko) * 2018-11-08 2019-01-23 정갑철 매연 여과 장치
CN111322143B (zh) * 2020-02-26 2021-08-20 潍柴动力股份有限公司 柴油机颗粒捕集器的诊断方法、云端服务器及车载终端
CN111637605A (zh) * 2020-05-20 2020-09-08 三菱重工海尔(青岛)空调机有限公司 空调清洗方法、计算机可读介质以及空调器
JP7384114B2 (ja) 2020-05-29 2023-11-21 いすゞ自動車株式会社 フィルタ状態検知装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5920515A (ja) * 1982-07-23 1984-02-02 Toyota Motor Corp 粒子捕集器の再生方法
JPH0711935A (ja) * 1993-06-29 1995-01-13 Toyota Autom Loom Works Ltd 排気ガス浄化装置
JPH07119443A (ja) * 1993-10-28 1995-05-09 Nissan Motor Co Ltd ディーゼル機関の排気浄化装置
JPH11280449A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2001280122A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Tokyo Roki Co Ltd ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置
US6405528B1 (en) 2000-11-20 2002-06-18 Ford Global Technologies, Inc. Method for determining load on particulate filter for engine exhaust, including estimation of ash content

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0621549B2 (ja) * 1985-07-04 1994-03-23 トヨタ自動車株式会社 フイルタの再生装置
US4803838A (en) * 1987-12-24 1989-02-14 Kaeser Henry E Diesel particulate infusion controller
US5195316A (en) * 1989-12-27 1993-03-23 Nissan Motor Co., Ltd. Exhaust gas purifying device for an internal combustion engine
DE10029513B4 (de) * 2000-06-21 2004-04-15 Daimlerchrysler Ag Verfahren und Vorrichtung zur Reduzierung von Ascherückständen in einem Partikelfilter
US6622480B2 (en) * 2001-02-21 2003-09-23 Isuzu Motors Limited Diesel particulate filter unit and regeneration control method of the same
JP4506060B2 (ja) * 2001-09-14 2010-07-21 三菱自動車工業株式会社 パティキュレートフィルタの再生制御装置
DE10223427A1 (de) * 2002-05-25 2003-12-18 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Regenerierung eines verstopften Partikelfilters
US6829890B2 (en) * 2002-08-13 2004-12-14 International Engine Intellectual Property Company, Llc Forced regeneration of a diesel particulate filter
JP3801135B2 (ja) * 2003-01-08 2006-07-26 日産自動車株式会社 エンジンの排気ガス浄化装置
US7628011B2 (en) * 2004-01-13 2009-12-08 Emcon Technologies Llc Emission abatement assembly and method of operating the same

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5920515A (ja) * 1982-07-23 1984-02-02 Toyota Motor Corp 粒子捕集器の再生方法
JPH0711935A (ja) * 1993-06-29 1995-01-13 Toyota Autom Loom Works Ltd 排気ガス浄化装置
JPH07119443A (ja) * 1993-10-28 1995-05-09 Nissan Motor Co Ltd ディーゼル機関の排気浄化装置
JPH11280449A (ja) * 1998-03-31 1999-10-12 Nissan Motor Co Ltd 内燃機関の排気浄化装置
JP2001280122A (ja) * 2000-03-30 2001-10-10 Tokyo Roki Co Ltd ディーゼルエンジンの黒煙浄化装置
US6405528B1 (en) 2000-11-20 2002-06-18 Ford Global Technologies, Inc. Method for determining load on particulate filter for engine exhaust, including estimation of ash content

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP1529930A4 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110935249A (zh) * 2018-09-25 2020-03-31 莱芜钢铁集团电子有限公司 一种空气过滤器自洁控制方法及装置

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