JPH0559931A - デイーゼル機関の排気浄化装置 - Google Patents

デイーゼル機関の排気浄化装置

Info

Publication number
JPH0559931A
JPH0559931A JP3222779A JP22277991A JPH0559931A JP H0559931 A JPH0559931 A JP H0559931A JP 3222779 A JP3222779 A JP 3222779A JP 22277991 A JP22277991 A JP 22277991A JP H0559931 A JPH0559931 A JP H0559931A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
exhaust
filter
regeneration
amount
exhaust gas
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3222779A
Other languages
English (en)
Inventor
Takashi Fukuda
隆 福田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nissan Motor Co Ltd filed Critical Nissan Motor Co Ltd
Priority to JP3222779A priority Critical patent/JPH0559931A/ja
Publication of JPH0559931A publication Critical patent/JPH0559931A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/0235—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using exhaust gas throttling means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters
    • F01N3/023—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • F01N3/027—Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust by means of filters using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles using electric or magnetic heating means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01—MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01N—GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00—Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002—Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration, e.g. detection of clogging
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02B—INTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06—Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10—Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40—Engine management systems

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィルタ５の再生不良を判断し、再生処理後
に残留する排気微粒子を的確に除去する。 【構成】 フィルタ５の再生前後の排気微粒子の堆積量
を堆積量推定回路４１が推定し、再生状態検出回路５０
がこの堆積量の差により再生不良と判断すると、排気微
粒子除去回路５１が排気絞り弁１１及びバイパス弁１９
を閉鎖後、排気絞り弁１１を小刻みに開閉して高圧排気
を少量ずつフィルタに流入して排気微粒子を強制除去
し、さらに故障判定回路５３が強制除去の失敗を判断し
たときにはフィルタ５への排気の流入を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、排気微粒子を捕集する
フィルタを備えた、ディーゼル機関の排気浄化装置に関
する。
【０００２】
【従来の技術】ディーゼル機関の排気中にはカーボンな
どの排気微粒子が含有されており、この排気微粒子を排
気中から取り除く方法のひとつとして、機関の排気通路
にフィルタを設け、排気をこのフィルタに通過させて排
気微粒子を捕集する方法が、従来からよく知られてい
る。この場合、排気微粒子はフィルタの排気流入部付近
に付着して徐々に堆積していくが、その堆積量が増大す
ると、排気圧力が増大して機関性能に悪影響を及ぼすの
で、捕集した排気微粒子を燃焼などにより除去するフィ
ルタの再生処理を定期的に行う必要がある。
【０００３】堆積量が増大したまま再生処理をしない
と、機関が高負荷、高回転領域に達したときに、排気圧
力が急激に上昇して堆積している排気微粒子が一度に急
激に離脱する、いわゆるブローオフ現象が発生する。急
激なブローオフが発生すると、大気中に放出される排気
中に多量の排気微粒子が含有されることになり、排気が
顕著な可視黒煙状態で排出されてしまうので、周囲に対
して悪影響を及ぼしてしまう恐れがある。また、急激な
ブローオフにより、排気圧力が急に低下して機関性能の
悪化を招き、これが機関への負担となり機関の耐久性に
おいても好ましくない。
【０００４】フィルタの再生処理としては、フィルタの
直前に設けた電気ヒータにより排気微粒子を燃焼させる
もの、あるいは燃料噴射弁から噴射された燃料に点火し
て排気微粒子を燃焼させるものなどがある（特開昭５９
−２０５１３号公報及び特開昭５９−１２２７２１号公
報参照）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところで、フィルタに
捕集された排気微粒子の堆積量が増大してフィルタの再
生処理を行った場合、捕集された排気微粒子が常時完全
に燃焼するとは限らず、排気微粒子の堆積状態や成分及
び再生時の機関の運転状態等によっては、排気微粒子が
燃焼しきれず、フィルタに残留してしまう可能性があ
る。再生処理して燃焼せずにフィルタに残留する排気微
粒子が多量になると、前述したブローオフ現象が発生す
る要因となる。
【０００６】本発明は、このような従来の課題を解決す
るためになされたもので、その目的とするところは、排
気微粒子のフィルタへの堆積量の過大化を防止し、フィ
ルタに堆積した排気微粒子の排気圧力の上昇による急激
な離脱を防止することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１のディーゼル機関の排気浄化装置は、機関の
排気通路に設けられ排気中の排気微粒子を捕集するフィ
ルタと、このフィルタに捕集される排気微粒子の堆積量
を検出する堆積量検出手段と、この堆積量検出手段によ
り検出された堆積量が所定値以上となったとき、前記フ
ィルタに捕集された排気微粒子を燃焼させてフィルタの
再生を行う再生手段と、前記フィルタ上流の排気通路に
設けられフィルタへの排気の流入を阻止してフィルタ上
流の排気圧力を上昇させる排気圧力制御手段と、前記再
生手段による再生の前後において前記堆積量検出手段に
より検出される排気微粒子の堆積量に基づき排気微粒子
の燃焼量を求め、この燃焼量が所定値以下であるときフ
ィルタの再生不良と判断する再生状態判断手段と、この
再生状態判断手段がフィルタの再生不良と判断したと
き、前記排気圧力制御手段による排気流入阻止の動作・
解除を繰り返し行ってフィルタ上流の排気圧力を制御
し、フィルタに堆積した排気微粒子を排気圧力により徐
々に除去する排気微粒子除去手段とを有することを特徴
とするものである。
【０００８】また、請求項２のディーゼル機関の排気浄
化装置は、機関の排気通路に設けられ排気中の排気微粒
子を捕集するフィルタと、このフィルタに捕集される排
気微粒子の堆積量を検出する堆積量検出手段と、機関の
運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記堆積量検
出手段により検出される排気微粒子の堆積量と前記運転
状態検出手段により検出される運転状態とに基づき、堆
積している排気微粒子が離脱する条件を検出する離脱発
生条件検出手段と、この離脱発生条件検出手段により検
出された排気微粒子の離脱条件が所定頻度以上となった
とき、前記フィルタに捕集された排気微粒子を燃焼させ
てフィルタの再生を行う再生手段と、前記フィルタ上流
の排気通路に設けられフィルタへの排気の流入を阻止し
てフィルタ上流の排気圧力を上昇させる排気圧力制御手
段と、前記再生手段による再生の前後において前記堆積
量検出手段により検出される排気微粒子の堆積量に基づ
き排気微粒子の燃焼量を求め、この燃焼量が所定値以下
であるときフィルタの再生不良と判断する再生状態判断
手段と、この再生状態判断手段がフィルタの再生不良と
判断したとき、前記排気圧力制御手段による排気流入阻
止の動作・解除を繰り返し行ってフィルタ上流の排気圧
力を制御し、フィルタに堆積した排気微粒子を排気圧力
により徐々に除去する排気微粒子除去手段とを有するこ
とを特徴とするものである。
【０００９】
【作用】請求項１のディーゼル機関の排気浄化装置によ
れば、堆積量検出手段の検出したフィルタに堆積する排
気微粒子量が所定値以上になると、再生手段がフィルタ
に捕集された排気微粒子を燃焼させてフィルタの再生を
行い、この再生の後、堆積量検出手段の検出した再生前
後の排気微粒子の堆積量に基づき、再生状態判断手段が
再生不良と判断すると、排気圧力制御手段がフィルタへ
の排気の流入阻止の動作・解除を繰り返し行う。排気の
流入を阻止すると、フィルタ上流の排気圧力が上昇し、
流入阻止を解除すると、この上昇した排気圧力によりフ
ィルタに堆積した排気微粒子は離脱するが、排気の流入
阻止の動作・解除を繰り返し行うことで、離脱は徐々に
行われ、一度の急激な離脱は回避される。
【００１０】また、請求項２のディーゼル機関の排気浄
化装置によれば、堆積量検出手段及び運転状態検出手段
の検出した排気微粒子の堆積量と機関の運転状態とに基
づき離脱発生条件検出手段が排気微粒子の離脱する条件
を検出し、この排気微粒子の離脱条件が所定回数以上に
なると、再生手段がフィルタに捕集された排気微粒子を
燃焼させてフィルタの再生を行い、この再生の後、堆積
量検出手段の検出した再生前後の排気微粒子の堆積量に
基づき、再生状態判断手段が再生不良と判断すると、排
気圧力制御手段がフィルタへの排気の流入阻止の動作・
解除を繰り返し行う。
【００１１】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１は、本発明の一実施例によるディーゼル機関
の排気浄化装置を示す全体構成図である。車両に搭載さ
れたディーゼル機関本体１に接続された排気通路３の途
中には、多孔質のセラミックなどからなるフィルタ５が
設けられている。このフィルタ５を排気が通過すること
により、排気中のカーボンなどの排気微粒子がフィルタ
５に付着によって捕集される。
【００１２】フィルタ５の下流側直後には、フィルタ５
の下流側の排気温度を検出する温度センサ６が設けら
れ、反対側のフィルタ５の上流側直前には、フィルタ５
に捕集された排気微粒子を燃焼させる再生手段としての
電気ヒータ７が設けられ、さらにその上流には、通常開
放している排気通路３を適宜閉鎖してフィルタ５への排
気の流入を阻止させて排気圧力を上昇させる、駆動装置
９を備えた排気圧力制御手段としての排気絞り弁１１が
設けられている。排気絞り弁１１の上流には、フィルタ
５の上流側の排気通路３の圧力を検出する圧力センサ１
３が設けられ、圧力センサ１３上流側の排気通路３とフ
ィルタ５の下流側の排気通路３とはバイパス通路１５に
よって連通し、バイパス通路１５には、通常閉鎖してい
るバイパス通路１５を適宜開放してバイパス通路１５へ
排気を流入させる、駆動装置１７を備えたバイパス弁１
９が設けられている。
【００１３】機関を搭載した車両の室内には、運転者に
本装置の異常を報告する故障ランプ２０が設けられ、ヒ
ータ７、排気絞り弁１１の駆動装置９、バイパス弁１９
の駆動装置１７、及び故障ランプ２０は、機関の運転状
態を検出する回転センサ２３とコントロールレバーセン
サ２５、排気通路３の圧力を検出する圧力センサ１３、
及び排気温度を検出する温度センサ６の各信号入力を受
けるマイクロコンピュータなどで構成されるコントロー
ルユニット２１からの出力信号に従って作動し、または
停止する。ここで、本実施例では、回転センサ２３とコ
ントロールレバーセンサ２５とにより運転状態検出手段
が構成されている。
【００１４】次に、コントロールユニット２１の構成に
ついて説明する。図２は、本実施例のブロック構成図で
あり、運転条件検出回路２７は、機関回転数Ｎｅを検出
する回転センサ２３、及びコントロールレバー開度Ｃ／
Ｌを検出するコントロールレバーセンサ２５からの検出
信号の入力を受け、機関回転数Ｎｅ及びコントロールレ
バー開度Ｃ／Ｌを逐次堆積量演算回路２９及び離脱発生
条件検出手段としてのブロー発生条件判断回路３１へ信
号出力する。
【００１５】堆積量演算回路２９は、図３のように設定
された機関からの排気微粒子排出量マップに基づき、運
転条件検出回路２７から信号入力された機関回転数Ｎｅ
及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌに応じて機関から排
出される単位時間当りの排気微粒子量を検索し、この検
索した値にフィルタ５への排気微粒子の捕集効率を掛け
て積算することによりフィルタ５に捕集された排気微粒
子の堆積量を求め、ブロー発生条件判断回路３１、再生
制御回路３２及び再生時期判断回路３３へ信号出力す
る。ブロー発生条件判断回路３１は、図４のように設定
されたブロー発生領域マップに基づき、堆積量演算回路
２９が求めた排気微粒子の堆積量に対応したブロー発生
領域を求め、運転条件検出回路２７から信号入力された
機関回転数Ｎｅ及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌによ
ってブロー発生領域内かどうか、すなわち排気微粒子が
フィルタ５から大量に離脱し易いブロー発生条件かどう
かを判断する。ここで、図４のブロー発生領域マップ
は、排気微粒子の堆積量が少量であれば高負荷高回転側
から、また堆積量が多量であれば低負荷低回転側からブ
ロー発生領域が設定されているので、排気微粒子の堆積
量に応じて的確にブロー発生条件を判断することができ
る。ブロー発生条件と判断すると、ブロー発生条件判断
回路３１は、排気微粒子がフィルタ５から多量に離脱し
易い状態であるので、排気絞り出力回路３５及びバイパ
ス出力回路３７へ信号出力して、排気絞り弁１１を閉弁
しバイパス弁１９を開弁して排気をフィルタ５に対して
バイパスするブロー回避処理を行い、同時に再生時期判
断回路３３へ信号出力する。
【００１６】再生時期判断回路３３は、ブロー発生条件
判断回路３１がブロー発生条件と判断しないときは、堆
積量演算回路２９が求めた排気微粒子の堆積量が所定値
以上かどうかを判定し、所定値以上のときに再生時期と
判断する。一方、ブロー発生条件判断回路３１がブロー
発生条件と判断したときは、直前の例えば１分間という
所定時間内においてブロー発生条件と判断された割合を
ブロー発生頻度として算出し、このブロー発生頻度が所
定値以上のときに再生時期と判断する。再生時期と判断
すると、再生時期判断回路３３は、再生制御回路３２及
び堆積量推定回路４１へ信号出力する。本実施例におい
ては、この堆積量推定回路４１と前述した堆積量演算回
路２９が堆積量検出手段を構成する。再生制御回路３２
は、再生時期判断回路３３からの信号入力を受けると、
再生出力回路４３へ信号出力して電気ヒータ７に通電す
ることにより排気微粒子を燃焼させてフィルタ５の再生
処理を行うとともに、再生処理の開始時に堆積量演算回
路２９が求めた排気微粒子の堆積量を記憶する。排気温
度検出回路４５は、フィルタ５の再生処理中において、
フィルタ５の下流側の排気温度Ｔを検出する温度センサ
６からの検出信号の入力を受け、再生制御回路３２へ信
号出力する。再生制御回路３２は、この排気温度Ｔに基
づいてフィルタ５における排気微粒子の燃焼量を求め、
この燃焼量と再生処理開始時に記憶したフィルタ５の堆
積量とを比較し、例えば燃焼量が堆積量と一致したとき
に再生が充分に行われたと判断し、再生処理を終了す
る。再生処理の終了時には、再生制御回路３２から堆積
量推定回路４１へ信号出力される。また、再生時期判断
回路３３が再生時期ではないと判断した場合には、排気
絞り出力回路３５及びバイパス出力回路３７へ信号出力
して、排気絞り弁１１を開弁しバイパス弁１９を閉弁し
て排気をフィルタ５に流入させる。
【００１７】排気圧力検出回路４７は、フィルタ５の上
流側の排気通路３の圧力Ｐを検出する圧力センサ１３か
らの検出信号の入力を受け、圧力Ｐを逐次堆積量推定回
路４１へ信号出力する。また、運転条件検出回路２７は
機関回転数Ｎｅ及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌを逐
次堆積量推定回路４１へ信号出力する。堆積量推定回路
４１は、再生時期判断回路３３からフィルタ５の再生開
始の信号入力を受けると、図５のように設定された所定
量の排気微粒子の堆積時における運転条件毎のフィルタ
５上流側の基準圧力Ｐ0 マップに基づき、運転条件検出
回路２７から信号入力されたそのときの機関回転数Ｎｅ
及びスロットル開度Ｃ／Ｌに応じて所定量の排気微粒子
の堆積時における基準圧力Ｐ0 を検索し、この基準圧力
Ｐ0 と、排気圧力検出回路４７から信号入力された同一
運転条件での実際の圧力Ｐとの比から推定堆積量Ｇ１を
推定し、この推定堆積量Ｇ１を堆積量記憶回路４９に記
憶させる。また、堆積量推定回路４１は、再生制御回路
３２から再生終了の信号入力を受けると、運転条件検出
回路２７から信号入力されたそのときの運転条件での基
準圧力Ｐ0 を図５のマップから検索し、この基準圧力Ｐ
0 と、排気圧力検出回路４７から信号入力されたそのと
きの実際の圧力Ｐとの比から推定堆積量Ｇ２を推定し、
この推定堆積量Ｇ２を再生状態判断手段としての再生状
態判断回路５０へ信号出力するとともに、堆積量記憶回
路４９に記憶させる。
【００１８】再生状態判断回路５０は、堆積量推定回路
４９から再生処理後におけるフィルタ５の排気微粒子の
推定堆積量Ｇ２の信号入力を受けると、この推定堆積量
Ｇ２と、堆積量記憶回路４９が記憶した再生処理前にお
ける推定堆積量Ｇ１とを比較し、再生が良好に行われた
かどうかを判断する。本実施例においては、Ｇ１×Ｋ＞
Ｇ２であれば再生が良好に行われたと判断し、反対に、
Ｇ１×Ｋ≦Ｇ２であれば再生が不完全であると判断す
る。ここで係数Ｋの値はＫ＝０．９とする。
【００１９】再生後の推定堆積量Ｇ２が再生前の推定堆
積量Ｇ１の０．９倍以上のとき、すなわち再生不良のと
きには、再生状態判断回路５０は、排気微粒子除去手段
としての排気微粒子除去回路へ信号出力する。排気微粒
子除去回路５１は、再生状態判断回路５０からの信号入
力を受けると、フィルタ５に堆積した排気微粒子を強制
的に除去するために、まず排気絞り出力回路３５及びバ
イパス出力回路３７へ信号出力して排気絞り弁１１及び
バイパス弁１９の両方を閉弁し、排気絞り弁１１の上流
側の排気通路の圧力を上昇させる。次に、バイパス弁１
９を閉弁したまま、排気絞り弁１１を小刻みに繰り返し
て開閉させて、フィルタ５へ高圧状態の排気を少量ずつ
間欠的に流入させる。これにより、再生処理によって燃
焼せずにフィルタ５に堆積した排気微粒子が、フィルタ
５から徐々に除去される。フィルタ５への排気の流入回
数が所定回数となると、排気絞り出力回路３５に信号出
力して排気絞り弁１１を開弁して排気微粒子の強制除去
を終了するとともに、堆積量推定回路４１へ信号出力す
る。
【００２０】堆積量推定回路４１は、排気微粒子除去回
路５１から排気微粒子の強制除去終了の信号入力を受け
ると、強制除去終了後におけるフィルタ５の排気微粒子
の推定堆積量Ｇ３を推定し、故障判定回路５３へ信号出
力する。
【００２１】故障判定回路５３は、強制除去後の推定堆
積量Ｇ３信号入力を受けると、この推定堆積量Ｇ３と堆
積量記憶回路４９が記憶した再生処理後強制除去前にお
ける推定堆積量Ｇ２とを比較し、強制除去が良好に行わ
れたかどうかを判断する。本実施例においては、Ｇ２×
Ｌ＞Ｇ３であれば強制除去が良好に行われたと判断し、
反対に、Ｇ２×Ｌ≦Ｇ３であれば強制除去が不完全であ
ると判断する。ここで係数Ｌの値はＬ＝０．７とする。
【００２２】強制除去後の推定堆積量Ｇ３が強制除去前
の推定堆積量Ｇ２の０．７倍以上のとき、すなわち強制
除去が不完全であると判断されたときには、これ以上フ
ィルタ５へ排気を流入させて排気微粒子の捕集を続ける
と、排気微粒子が除去されずに堆積量が過大となり、排
圧の上昇により連続して機関へ負担がかかってしまう虞
れがある。また、仮に堆積した排気微粒子が燃焼したと
しても、堆積量が過大であるので再生時のフィルタ５の
温度が高くなり過ぎて、フィルタ５の寿命を低下してし
まう可能性が高い。このため、故障判定回路５３は、何
らかの異常が発生したと判断して排気絞り出力回路３５
及びバイパス出力回路３７へ信号出力し、排気絞り弁１
１を閉弁しバイパス弁１９を開弁してフィルタ５に対し
て排気をバイパスさせるとともに、故障ランプ２０へ信
号出力し、これを点灯させて、運転者に異常を報告す
る。
【００２３】次に、このように構成されたディーゼル機
関の排気浄化装置における制御動作を、図６〜図１０に
示すフロー図に基づいて説明する。
【００２４】まず、運転条件検出回路２７が回転センサ
２３及びコントロールレバーセンサ２５から機関回転数
Ｎｅ及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌを、また排気圧
力検出回路４７が圧力センサ１３からフィルタ５上流側
の排気通路３の圧力（以下、排圧と略称する）Ｐを読み
込む（ステップ１０１）。次に、堆積量演算回路２９
が、このときの機関回転数Ｎｅとコントロールレバー開
度Ｃ／Ｌ及び図３の排気微粒子排出量マップに基づい
て、フィルタ５に捕集された排気微粒子の堆積量を演算
し（ステップ１０３）、ブロー発生条件判断回路３１
が、ステップ１０３にて求めた排気微粒子の堆積量と図
４のブロー発生領域マップに基づいて、排気微粒子がフ
ィルタ５から大量に離脱し易い機関の運転領域を求め、
ステップ１０１にて読み込んだ機関回転数Ｎｅ及びコン
トロールレバー開度Ｃ／Ｌが求めた領域内にあるかどう
か、すなわちブロー発生条件かを判断する（ステップ１
０５）。
【００２５】ステップ１０５にてブロー発生条件ではな
いと判断されると、再生時期判断回路３３が、ステップ
１０３にて求めた排気微粒子の堆積量が所定値に達して
いるかどうか、すなわち再生時期かを判断し（ステップ
１０７）、再生時期であればフィルタ５の再生処理を行
い（ステップ２００）、再生時期でなければ排気絞り弁
１１を開弁しバイパス弁１９を閉弁して、排気をフィル
タ５に流入させる（ステップ１０９）。
【００２６】一方、ステップ１０５にてブロー発生条件
と判断されると、次にブロー発生条件ではないと判断さ
れるまで、ブロー発生条件判断回路３１が排気絞り弁１
１を閉弁しバイパス弁１９を開弁して、排気をフィルタ
５に対してバイパスするとともに（ステップ１１１）、
再生時期判断回路３３が、後述するステップ１１５にて
記憶しているブロー発生頻度が所定値以上かどうか、す
なわち再生時期かを判断する（ステップ１１３）。この
ブロー発生頻度とは、所定時間内においてブロー発生条
件となる割合であり、ブロー発生頻度が高い場合に再生
を要する。
【００２７】フィルタ５の再生処理を行わない場合は、
ブロー発生頻度を計算し記憶した後（ステップ１１
５）、終了する。なお、本実施例においては、２０ｍｓ
ｅｃ毎に繰り返して本制御を行う。
【００２８】次に、フィルタ５の再生処理の制御動作に
ついて説明する。
【００２９】まず、ステップ１０１にて読み込んだ機関
回転数Ｎｅ及びコントロールレバー開度Ｃ／Ｌにより、
堆積量推定回路４１が図５の基準圧力マップからフィル
タ５に所定量の排気微粒子が堆積したときの基準圧力Ｐ
0 を求め、この基準圧力Ｐ0 とステップ１０１にて読み
込んだ実際の排圧Ｐとの比から再生前の推定堆積量Ｇ１
を計算した後（ステップ２０１）、電気ヒータ７へ通電
して再生処理を行う（ステップ２０３）。再生処理中に
おいては、再生制御回路３２が、温度センサ６が検出し
たフィルタ５下流側の排気温度Ｔから排気微粒子の燃焼
量、すなわち再生量を求め（ステップ２０５）、この再
生量とステップ１０３にて求めた再生前の排気微粒子の
堆積量との差を計算し、この差が所定値に達するまで電
気ヒータ７への通電を継続する（ステップ２０７）。本
実施例においては所定値を０とし、排気微粒子が全量燃
焼し得るまで電気ヒータ７への通電を継続する。
【００３０】再生量が所定量に達すると、電気ヒータ７
への通電を停止し（ステップ２０９）、再生処理を終了
する（ステップ２１１）。
【００３１】フィルタ５の再生処理が終了すると、その
ときの機関回転数Ｎｅ、コンロールレバー開度Ｃ／Ｌ及
び排圧Ｐを読み込み（ステップ２１３）、堆積量推定回
路４１が再生後の推定堆積量Ｇ２を計算して（ステップ
２１５）、再生状態判断回路５０が、このＧ２よりもス
テップ２０１にて計算した再生前の推定堆積量Ｇ１に係
数Ｋを掛けた値の方が大きいかどうかを判断する（ステ
ップ２１７）。本実施例においては、この係数Ｋの値を
Ｋ＝０．９とする。Ｇ２がＧ１にＫを掛けた値以上であ
るときには、フィルタ５の再生前の排気微粒子の堆積量
の０．９倍以上が再生後もフィルタ５に残留しているこ
ととなるため、再生が不充分であると判断する。
【００３２】再生が不充分であるときは、排気微粒子除
去回路５１が排気微粒子のフィルタ５からの強制除去を
行い（ステップ３００）、排気微粒子の強制除去が終了
すると、そのときの機関回転数Ｎｅ、コントロールレバ
ー開度Ｃ／Ｌ及び排圧Ｐを読み込み（ステップ２１
９）、堆積量推定回路４１が強制除去後の推定堆積量Ｇ
３を計算する（ステップ２２１）。そして、故障判定回
路５３が、このＧ３よりもステップ２１５にて計算した
再生後強制除去前の推定堆積量Ｇ２に係数Ｌを掛けた値
の方が大きいかどうかを判断する（ステップ２２３）。
本実施例においては、この係数Ｌの値をＬ＝０．７とす
る。Ｇ３がＧ２にＬを掛けた値以上であるときには、フ
ィルタ５の強制除去前の排気微粒子の堆積量の０．７倍
以上が強制除去後もフィルタ５に残留していることとな
るため、強制除去が不充分であり、故障と判断される
（ステップ４００）。
【００３３】次に、排気微粒子除去回路５１によるフィ
ルタ５の強制除去の制御動作について説明する。
【００３４】まず、排気絞り弁１１及びバイパス弁１９
を閉弁し（ステップ３０１）、タイマ１を作動する（ス
テップ３０３）。タイマ１が設定時間を経過し、排気絞
り弁１１の上流側の排気通路３が高圧状態となると、バ
イパス弁１９は閉弁したまま排気絞り弁１１を開弁し
（ステップ３０５）、高圧排気により排気微粒子の一部
を強制除去する。この状態をタイマ２を作動して所定時
間計測し（ステップ３０７）、計測後強制除去回数を積
算する（ステップ３０９）。次に、強制除去回数になっ
たどうかを判断し（ステップ３１１）、所定回数になっ
ていないと判断された場合は、ステップ３０１に戻り所
定回数に達するまで上記動作を繰り返す。所定回数に達
すると、排気微粒子はほぼ全量除去されることになる。
このように、本実施例におけるフィルタ５の強制除去
は、排気絞り弁１１を小刻みに繰り返して開閉し、フィ
ルタ５に高圧状態の排気を間欠的に流入させるようにし
たので、フィルタ５に捕集された排気微粒子が一度に大
量に離脱することはなく、もしも再生が不十分であった
としても、可視黒煙状態で排気が排出されるのを抑制す
ることができ、かつ排気圧力が急に低下して機関性能の
悪化を招いてしまう恐れもない。
【００３５】次に、故障判定回路５３による故障時の制
御動作について説明する。
【００３６】ステップ３００における強制除去が不充分
であり、異常と判断された場合には、排気絞り弁１１を
閉弁しバイパス弁１９を開弁して、排気をフィルタ５に
対して全てバイパスし（ステップ４０１）、故障ランプ
を点灯する（ステップ４０３）。このように、本実施例
においては、再生処理が不充分で、かつ強制除去も不充
分であるときには、故障判定回路５３が異常と判断し、
フィルタ５に対して排気をバイパスさせるようにしたの
で、フィルタ５における排気微粒子の堆積量が過大とな
り、排圧が上昇して、機関への負担が増大するのを未然
に防止することができる。また、フィルタ５における排
気微粒子の堆積量が過大とならないので、過大となった
状態での排気微粒子の燃焼、及びこれに起因するフィル
タ５の温度の過上昇が防止でき、フィルタ５の寿命を低
下させることもない。さらに、故障時には、車両室内に
設けた故障ランプ２０を点灯させるようにしたので、運
転者は異常をすぐに知ることができ、故障に対して即時
に対応することができる。
【００３７】なお、強制除去は、例えば図１１に示すよ
うに、排気絞り弁１１及びバイパス弁１９を閉弁し（ス
テップ３５１）、排気絞り弁上流側に設けた圧力センサ
１３の検出する排圧Ｐが所定値以上となったときに（ス
テップ３５３）排気絞り弁１１を開弁して排気微粒子の
一部を強制除去し（ステップ３５５）、排圧Ｐが所定値
以下となったときに（ステップ３５７）回数を積算し
（ステップ３５９）、所定回数まで絞り弁の開閉を繰り
返す（ステップ３６１）方法によって行っても良い。
【００３８】
【発明の効果】以上説明してきたようにこの発明によれ
ば、フィルタへの排気微粒子の堆積量が所定値以上にな
ったとき、又はフィルタからの排気微粒子の離脱条件が
所定回数以上となったときにフィルタの再生を行い、こ
の再生の後、フィルタの再生不良と判断されると、フィ
ルタへの排気の流入阻止の動作・解除を繰り返し行うよ
うにしたので、フィルタに堆積した排気微粒子は排気圧
力により徐々に離脱することとなり、再生不良時に排気
が可視黒煙状態で排出されるのを抑制することができ、
また排気圧力の急な低下による機関性能の悪化も回避さ
れる。さらに、再生不良となった後のフィルタへの排気
微粒子の堆積量の過大化が防止されるので、排気微粒子
を燃焼させることによるフィルタの再生時において、フ
ィルタの燃焼温度の高温化によるフィルタ寿命の低下を
防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による一実施例のディーゼル機関の排気
浄化装置の全体図である。
【図２】本実施例のブロック構成図である。
【図３】機関からの排気微粒子排出量マップである。
【図４】ブロー発生領域マップである。
【図５】所定量の排気微粒子の堆積時における運転条件
毎のフィルタ上流側の基準圧力マップである。
【図６】本実施例のメインフロー図である。
【図７】フィルタ再生フロー図である。
【図８】フィルタ再生フロー図である。
【図９】強制除去フロー図である。
【図１０】故障フロー図である。
【図１１】他の強制除去フロー図である。
【符号の説明】
５ フィルタ ７ 電気ヒータ（再生手段） １１ 排気絞り弁（排気圧力制御手段） ２３ 回転センサ（運転状態検出手段） ２５ コントロールレバーセンサ（運転状態検出手段） ２９ 堆積量演算回路（堆積量検出手段） ３１ ブロー発生条件判断回路（離脱発生条件判断手
段） ４１ 堆積量推定回路（堆積量検出手段） ５０ 再生状態判断回路（再生状態判断手段） ５１ 排気微粒子除去回路（排気微粒子除去手段）

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 機関の排気通路に設けられ排気中の排気
    微粒子を捕集するフィルタと、このフィルタに捕集され
    る排気微粒子の堆積量を検出する堆積量検出手段と、こ
    の堆積量検出手段により検出された堆積量が所定値以上
    となったとき、前記フィルタに捕集された排気微粒子を
    燃焼させてフィルタの再生を行う再生手段と、前記フィ
    ルタ上流の排気通路に設けられフィルタへの排気の流入
    を阻止してフィルタ上流の排気圧力を上昇させる排気圧
    力制御手段と、前記再生手段による再生の前後において
    前記堆積量検出手段により検出される排気微粒子の堆積
    量に基づき排気微粒子の燃焼量を求め、この燃焼量が所
    定値以下であるときフィルタの再生不良と判断する再生
    状態判断手段と、この再生状態判断手段がフィルタの再
    生不良と判断したとき、前記排気圧力制御手段による排
    気流入阻止の動作・解除を繰り返し行ってフィルタ上流
    の排気圧力を制御し、フィルタに堆積した排気微粒子を
    排気圧力により徐々に除去する排気微粒子除去手段とを
    有することを特徴とするディーゼル機関の排気浄化装
    置。
  2. 【請求項２】 機関の排気通路に設けられ排気中の排気
    微粒子を捕集するフィルタと、このフィルタに捕集され
    る排気微粒子の堆積量を検出する堆積量検出手段と、機
    関の運転状態を検出する運転状態検出手段と、前記堆積
    量検出手段により検出される排気微粒子の堆積量と前記
    運転状態検出手段により検出される運転状態とに基づ
    き、堆積している排気微粒子が離脱する条件を検出する
    離脱発生条件検出手段と、この離脱発生条件検出手段に
    より検出された排気微粒子の離脱条件が所定頻度以上と
    なったとき、前記フィルタに捕集された排気微粒子を燃
    焼させてフィルタの再生を行う再生手段と、前記フィル
    タ上流の排気通路に設けられフィルタへの排気の流入を
    阻止してフィルタ上流の排気圧力を上昇させる排気圧力
    制御手段と、前記再生手段による再生の前後において前
    記堆積量検出手段により検出される排気微粒子の堆積量
    に基づき排気微粒子の燃焼量を求め、この燃焼量が所定
    値以下であるときフィルタの再生不良と判断する再生状
    態判断手段と、この再生状態判断手段がフィルタの再生
    不良と判断したとき、前記排気圧力制御手段による排気
    流入阻止の動作・解除を繰り返し行ってフィルタ上流の
    排気圧力を制御し、フィルタに堆積した排気微粒子を排
    気圧力により徐々に除去する排気微粒子除去手段とを有
    することを特徴とするディーゼル機関の排気浄化装置。
JP3222779A 1991-09-03 1991-09-03 デイーゼル機関の排気浄化装置 Pending JPH0559931A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3222779A JPH0559931A (ja) 1991-09-03 1991-09-03 デイーゼル機関の排気浄化装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3222779A JPH0559931A (ja) 1991-09-03 1991-09-03 デイーゼル機関の排気浄化装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0559931A true JPH0559931A (ja) 1993-03-09

Family

ID=16787765

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3222779A Pending JPH0559931A (ja) 1991-09-03 1991-09-03 デイーゼル機関の排気浄化装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0559931A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001073273A1 (fr) * 2000-03-29 2001-10-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de nettoyage de gaz d'echappement pour des moteurs a combustion interne
JP2008133779A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Toyota Motor Corp 差圧センサの診断装置
JP2012127255A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2013014755A (ja) * 2011-06-10 2013-01-24 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2001073273A1 (fr) * 2000-03-29 2001-10-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Dispositif de nettoyage de gaz d'echappement pour des moteurs a combustion interne
US6644022B2 (en) 2000-03-29 2003-11-11 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Exhaust gas purification device of internal combustion engine
JP2008133779A (ja) * 2006-11-28 2008-06-12 Toyota Motor Corp 差圧センサの診断装置
JP2012127255A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Toyota Motor Corp 内燃機関の排気浄化装置
JP2013014755A (ja) * 2011-06-10 2013-01-24 Sekisui Chem Co Ltd 異方性導電材料、接続構造体及び接続構造体の製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2004076605A (ja) 排気ガス浄化装置
JP4506060B2 (ja) パティキュレートフィルタの再生制御装置
JP3908204B2 (ja) フィルタ制御装置
JP4008866B2 (ja) 排気浄化装置
JPH0559931A (ja) デイーゼル機関の排気浄化装置
JPH1089047A (ja) 排気微粒子浄化装置
JP2998321B2 (ja) ディーゼル機関の排気浄化装置
JPH06323127A (ja) ディーゼル機関の排気微粒子除去装置
JPH05288037A (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JPH0650130A (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP3116549B2 (ja) エンジンの排気浄化装置
JP3663729B2 (ja) エンジンの排気微粒子処理装置
JPH05156929A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH0559929A (ja) デイーゼル機関の排気浄化装置
JP3070244B2 (ja) ディーゼルエンジンの排気浄化装置
JP2677053B2 (ja) 排気微粒子堆積量検出装置
JP4070681B2 (ja) 排気浄化装置
JPH06280544A (ja) ディーゼル機関の排気微粒子除去装置
JP2682281B2 (ja) ディーゼル機関の排気浄化装置
JPH0518229A (ja) デイーゼル機関の排気清浄化装置
JPH06229226A (ja) パティキュレートフィルタの再生時期判断装置
JPH05296027A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
JPH0544438A (ja) デイーゼル機関の排気浄化装置
JPH0544429A (ja) デイーゼル機関の排気浄化装置
JPH0734857A (ja) ディーゼル機関の排気浄化装置