JPS60153414A - ディーゼルパティキュレートフィルタの再生装置 - 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】 本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下
：「フィルタ」ないしｒＤＰＦＪという。）をそなえた
ディーゼルエンジンの再生時期制御装置に関する。

ディーゼルエンジンの排ガス中には可燃性で微粒の炭化
化合物であるパティキュレートが含まれており、これが
排ガスを黒煙化する主因となっている。このパティキュ
レートは、排ガス温度が４００℃以上になると車両の高
速高負荷時に自然発火して燃焼してしまう（以下；「自
燃」という。）が、４００　′Ｃに達しない定常走行時
やアイドル時等（車両運転時の９割以上を占める）にお
いては、そのまま大気放出される。

しかし、パティキュレートは人体に有害であるため、一
般に車両はその排気通路中にディーゼルパティキュ２− レートフィルタを取り付けている。

ところで、このフィルタは使用により、パティキュレー
トを捕集堆積し、排気通路を塞ぐ傾向があり、通常、こ
のフィルタの再生を行なうべくパティキュレートを再燃
焼させる装置が取り付けられる。

再生装置としては、たとえば各種バーナを用いたり、噴
射ポンプを遅角させ、酸化触媒により非常に燃焼し易く
なるよう活性化された一酸化炭素化合物を大量に含む排
ガスの排出により、再燃焼を行なう装置を用いたりして
いる。

しかしながら、このような従来のディーゼルパティキュ
レートフィルタの再生制御装置では、フィルタ再生（Ｒ
ｅｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ）の開始時期の検出手段が確立
されておらず、特に、セラミンク７オームとして深部捕
集型フィルタを用いたディーゼルパティキュレートフィ
ルタ装置では、パティキュレートのローディング量とフ
ィルタ上流の圧損（またはフィルタ」１流と下流との差
圧）とが１月１に対応しないので、ローディング量を適
切に検出することができないという問題点がある。

−３＝ すなわち、圧力センサによる再生時期の検出は困難であ
る。

本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、深部捕集型ディーゼルパティキュレートフィルタを用
いたディーゼルパティキュレー）フィルタの再生制御装
置において、再生時期を適切に検出して、ディーゼルパ
ティキュレートフィルタを再生できるようにした、ディ
ーゼルパティキュレートフィルタの再生時期制御装置を
提供することを目的とする。

このため、本発明のディーゼルパティキュレートフィル
タの再生時期制御装置は、ディーゼルエンジンの排気通
路に同ディーゼルエンジンの燃焼室からのパティキュレ
ートを捕集すべく配設された深部捕集型ディーゼルパテ
ィキュレートフィルタと、同ディーゼルパティキュレー
トフィルタへ酸素ガスを含んだパティキュレート燃焼用
高温ガスを供給しうる再生機構と、同再生機構の作動を
制御する再生制御装置とをそなえ、」１記ディーゼルパ
ティキュレートフィルタの再生状態を検出すべく同ディ
ーゼルパティキュレートフィルタの内−４＝ 部、入口部および出口部の少なくとも１箇所に温度セン
サが設けられるとともに、上記再生制御装置に、上記デ
ィーゼルエンジンの運転履歴を記憶する運転履歴記憶部
と、同運転履歴記憶部の記憶値に基づいて上記再生機構
の作動時期を判定する判定部と、」１記温度センサから
の検出信号に基づき上記ディーゼルパティキュレートフ
ィルタの再生状態を検出したとき上記運転履歴記憶部の
記憶値を運転履歴初期値に設定する再生時期初期値設定
部とが設けられたことを特徴としている。

以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
図は本発明の一実施例としてのディーゼルバティキュレ
−［フィルタの再生時期制御装置を示すもので、第１図
はその全体構成図、第２図はそのブロック図、第３図は
その作用を示すグラフ、第４〜６図はいずれもその制御
要領を示すフローチャートである。

第１．２図に示すように、エンジンＥは、そのシリンダ
ブロック１．シリングへノド２１図示しないピストンに
よって形成される主室およびシリングヘッド２に形成さ
れ主室に連通する図示しない副室をそなえている。

＝５− また、このディーゼルエンジンＥの主室には、図示しな
い吸気弁を介して吸気通路３が接続されるとともに、図
示しない排気弁を介して排気通路４が接続されていて、
この排気通路４には、排気中のパティキュレートを捕捉
するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）５
が介装されている。

なお、ここでパティキュレートとは、主としてカーボン
や炭化水素から成る可燃性微粒子をいい、その直径は平
均で０．３μｍ位で、約５００℃以上（酸化触媒の存在
下で３５０°Ｃ以上）で自己発火する。

また、このＤＰＦ５としては、その内部に深部捕集型の
触媒付き耐熱セラミック７オームをそなえたものが用い
られている。

ＤＰＦ５は、マフラー６を介して大気へ連通しており、
常時（非再生時）、エンジンＥからの排気をターボチャ
ーツヤ７および保温管８を介して受けるようになってい
る。

このＤＰＦ５の流出入側排気通路４にはそれぞれその位
置の排気圧を検出し、後述のＥＣＵ９に検出信号６− を出力する圧力センサ１０が電磁式三方切換弁１１゜１
２を介して取り付けられる。

各電磁弁１１．１２は、コンピュータ等によって構成さ
れる再生機構としての電子制御装置（ＥＣＵ）’ｌ’ら
の制御信号をそれぞれのソレノイド１１ａ、１２ａに受
けて、その弁体１１ｂ、１２ｂを吸引制御することによ
り、弁体１１ｂの突出状態ではエアフィルタ１３を介し
て大気圧を、弁体１１ｂの吸引状態かつ弁体１２ｂの突
出状態ではＤＰＦ５の下流（出口）排ガス圧力を、弁体
１１ｂ、１２ｂの吸引状態ではＤＰＦ５のに流（入口）
排ガス圧力を検出するようになっている。

また、ＤＰＦ５の入口部（上流）に近接する排気通路４
に、ＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを検出する温度センサ
（熱電対）１４が設けられており、この温度センサ１４
からの検出信号はＥＣｔＪ９へ入力される。

さらに、ＤＰＦ５内部に、ＤＰＦ５の内部の温度Ｔｆ（
特に、フィルタヘッド温度）を検出する温度センサ（熱
電対）１５が設けられるとともに、ＤＰＦ５の出口部（
下流）に近接する排気通路４に、ＤＰＦ出ロ排ガス温度
７− Ｔｏｕｔを検出する温度センサ（熱電対）１６が設けら
れており、これらの各温度センサ１５．１．６からの検
出信号はＥＣＵ９へ入力される。

エンジンＥに取り付けられる燃料噴射ポンプ１７は、Ｅ
ＣＵ９からの制御信号を受けた再生機構を構成する燃料
噴射制御手段１８により１噴射当たりの燃料の噴射量を
調整できる。この噴射ポンプ１７には、燃料噴射量を検
出し、ＥＣ１Ｊ９に出力する、噴射ポンプレバー開度セ
ンサ１９が取り付けられる。

なお、符号２０はエンジン１の回転数Ｎを検出する回転
数センサを示す。

エンジンＥに固定される吸気マニホルド、これに続く吸
気管などで形成される吸気通路３には、上流側（大気側
）から順に、エアクリーナ、ターボチャージャ７のター
ビン、吸気絞り弁２１が配設されでいる。

吸気絞り弁２１はダイアフラム式圧力応動装置２２によ
って開閉駆動されるようになっている。圧力応動装置２
２は、吸気絞り弁２１を駆動するロッド２２ａに連結さ
れたダイアフラム２２ｂで仕切られた圧力室＝８− ２２ｃに、エアフィルタ２３を通じて大気圧Ｖａｔを導
く大気通路２４と、バキュームポンプ２５からのバキュ
ーム圧Ｖｖａｃを導くバキューム通路２６とが接続され
て構成されており、これらの通路２４．２６には、それ
ぞれ電磁式三方切換弁２７および電磁式開閉弁２８が介
装されている。

そして、各電磁弁２７．２８のソレノイド２７ａ、２８
ａに、ＥＣＵ９からデユーティ制御による制御信号が供
給されると、各弁体２７ｂ、　２８ｂが吸引制御される
ようになっていて、これにより、圧力応動装置２２の圧
力室２２ｃへ供給される負圧がＷ！４整され、ロッド２
２ａが適宜引込まれて、吸気絞り弁２１の紋り量が制御
される。

また、吸気絞り弁２１の下流側吸気通路３には、排気再
循環（以後ＥＧＲと記す）のための通路２９の一端が開
口している。

なお、ＥＧＲ通路２９の他端は排気通路４の排気マニホ
ルドの下流側に開口している。

ＥＧＲ通路２９の吸気通路側開口には、ＥＧＲＧａＯ２
設けられており、このＥＧＲ弁３ｏはダイアフラム９− 大圧力応動装置３１によって開閉駆動されるようになっ
ている。圧力応動装置３１は、そのＥＧＲＧａＯ３駆動
するロッド３１ａに連結されたダイアフラム３１ｂで仕
切られた圧力室３１ｃに、エアフィルタ３２を通しで大
気圧Ｖａｔを導く大気通路３３と、バキュームポンプ２
５からのバキューム圧Ｖｖ、ａｃを導くバキューム通路
３４とが接続されて構成されており、これらの通路３３
．３４には、それぞれ電磁式三方切換弁３５および電磁
式開閉弁３６が介装されている。

そして、各電磁弁３５．３６のソレノイド３５ａ、３６
ａに、ＥＣＵ９からデユーティ制御による制御信号が供
給されると、各弁体３５ｂ、３６ｂが吸引制御されるよ
うになっていて、これ−二より、圧力応動装置３１の圧
力室３１ｃへ供給される負圧が調整され、ロッド３１ａ
が適宜引込まれて、ＥＧＲＧａＯ３開度が制御される。

なお、吸気絞り弁２１の開度は、吸気絞り弁２１の配設
位置よりも下流側の吸気通路３に電磁式三方切換弁３７
を介して取り付けられた圧力センサ３８からのＥＣＵ９
へのフィードバック信号により検出され、Ｅ１０− ＧＲ弁３０の開度は、圧力応動装置３１のロッド３１ａ
の動きを検出するポジションセンサ３９からのＥＣＵ９
へのフィードバック信号により検出される。

そして、電磁弁３７のソレノイド３７ａにＥＣＵ９から
制御信号が供給されると、　弁体３７１）が吸引制御さ
れるようになっていて、これにより、通路４０を介して
吸気絞り弁２１下流の吸気圧が圧力センサ３８へ供給さ
れ、電磁弁３７の弁体３７ｂの突出時には、エアフィル
タ４１からの大気圧が圧力センサ３８へ供給される。

また、圧力応動装置２２のロッド２２ａの動外を検出す
るポジションセンサを設けてもよく、このポジションセ
ンサから吸気絞り弁２１の開度をＥＣＵ９ヘフィードバ
ックするようにしてもよい。

さらに、ＤＰＦ５へディーゼルエンジンＥから酸素ガス
を含んだパティキュレート燃焼用高温ガスを供給しうる
再生機構を構成する燃料噴射制御手段１８は、噴射ポン
プ１７からの燃料噴射量を増量する燃料噴射制御手段ｆ
ｆ１８ａと、噴射ポンプ１７からの燃料噴射時期を遅角
（リタード）調整する燃料噴射時期調整装置１．８ｂと
で構成される。

噴射ポンプ１７が分配型噴射ポンプとして構成される場
合には、燃料噴射量増量装置１８ａとしでは、プランジ
ャに外嵌するスピルリングを燃料増方向へ移動させるコ
ントロールレバーと、このコントロールレバーを回動す
る〃イドレバーと、このがイにレバーを回動するスクリ
ュー機構とが用いられ、燃料噴射時期調整装置１８ｂと
しては、タイマピストンを油圧ポンプからの油圧によっ
て駆動して、カムプレートとローラとの相対的位置を移
動する油圧式オートマチックタイマ（内部タイマ）やエ
ンジンＥからの回転力を遊星ギヤ列を介してドライブシ
ャフトに伝達する外部タイマが用いられる。

そして、噴射ポンプレバー開度センサ１９が、燃料噴射
量増量装置１８ａによって増量される燃料噴射量を検出
するようになっており、燃料噴射時期調整装置１８１〕
によって遅角される燃料噴射時期を検出する燃料噴射時
期検出用センサ４４が設けられており、これらのセンサ
１９．４４からＥＣＵ９へ適宜検出量が供給される。

ところで、噴射ポンプ１７の１ストローク当たりの燃料
噴射量の増加分ΔＱは遅角量αの設定により、エンジン
Ｅの熱効率を大幅ダウンさせることにより、エンジンＥ
の有効仕事として平均有効圧の増としては現われず、熱
損失としで放出される。すなわち、１ストローク当たり
の全燃料量Ｑに相当する熱量は仕事量と熱損失との和と
なるが、ここでは燃料増加量ΔＱに相当する燃料を、遅
角量ａの設定により、全て熱損失として放出させ、仕事
量自体の増減を押えている。なお熱損失となる不完全燃
焼の排ガスは前段触媒やフィルタ５上の触媒により酸化
し燃焼熱を生成させる。

燃料噴射量を増加させると同時に噴射時期を遅らせる（
リタードさせる）ことにより、排ガス温度が高くなって
、フィルタ５上のパティキュレートを燃焼させることか
で外、フィルタ５を再生できるのである。

ＥＣＵ９へは、圧力センサ１０，３Ｂからの排気圧およ
び吸気圧、温度センサ１４〜１６からのＤＰＦ入口排気
温度、ＤＰＦ内部温度およびＤＰＦ出口排気温１３一 度、噴射ポンプレバー開度センサ１９からの燃料噴射量
、エンジン回転数センサ２ｏからのエンジン回＋ａ数。

ポジションセンサ３９からの２次エア量、燃料噴射時期
検出用センサ４４からの燃料噴射時期の各検出信号が入
力されるほか、車速を検出する車速センサ４２゜時刻を
刻時するクロック４３からの各信号が入力されており、
これらの信号を受けてＥＣＵ９は後述する処理を行ない
、各処理に適した制御信号を、排気導入用ソレノイド１
２ａ、排気圧力センサ用ソレノイド１１ａ、燃料噴射量
増量装Ｍ１８ａ、燃料噴射時期＋１！ｌ整装置１８ｂ、
吸気絞り弁開制御用ソレノイド２７ａ、吸気絞り弁閉制
御用ツレ／イド２８ａ、ＥＧＲ弁閉制御用ソレノイド３
５ａ。

ＥＧＲｎ間制御用ソレノイド３６ａ、吸気圧力センサ用
ソレノイド３７ａへそれぞれ出力するようになっている
。

また、ＥＣＵ９には、ディーゼルエンジンの運転履歴を
記憶する運転履歴記憶部としての電源不揮発性メモリ（
すなわち、その記憶値がイグニッションキーのオフ後も
保存される。）が設けられており、さらに、運転履歴記
憶部の記憶値に基づいて燃料噴射制御手段（再１４− 生機溝）１８の作動時期を判定する判定部としての機能
を有するＣＰＵが設けられていて、このｃＰＵは、温度
センサ１４〜１６がらの検出信号に基づきＤＰＦＳの再
生状態を検出したとき運転履歴記憶部の記憶値を運転履
歴初期値へ設定する再生時期初期値設定部としての機能
も合わせて有している。

なお、クロック４３としては、ＥＣＵ９に内蔵のクロッ
クを用いてもよい。

本発明のディーゼルパティキュレートフィルタの再生時
期制御装置は上述のごとく構成されているので、ＤＰＦ
Ｓで捕集されたパティキュレートの燃焼は、主としてＤ
ＰＦＳに担持させた触媒による効果で、通常運転時の自
燃によって行なわれる。

また、ディーゼルエンジンＥを長時間低速運転させた場
合等においては、排気温度が十分に高くならず、自燃が
生じないので、ＤＰＦＳを再生させるには、再生機構を
構成する燃料噴射量増量装置１８ａおよび燃料噴射時期
調整装置１８ｂを再生制御装置としてのＥＣＵ９が制御
することによって行なう。

すなわち、燃料噴射量増量装置１８ａにより燃料噴射量
Ｑｆを増大し、燃料噴射時期調整装置１８ｂにより燃料
噴射時期ＩＴを遅らせることにより、エンジン出力を一
定にした状態で、排気温度を所定温度（例えば、４００
°Ｃ）まで上昇させることにより行なう。

燃料噴射時期ＩＴは、内部タイマ（オートマチックタイ
マ）および外部タイマ（リタードタイマ）により、１５
ＢＴＤＣ（Ｂｅｆｏｒｅ　Ｔｏｐ　Ｄｅａｔｈ　Ｃｅｎ
ｔｅｒ）−４５ＡＴ　ＤＣ（Ａｆｔｅｒ　Ｔｏｐ　Ｄｅ
ａｔｈ　Ｃｅｎｔｅｒ）の開で調整される。

そして、リタードタイマ（外部タイマ）は、単独の目標
値となるように制御され、オートマチックタイマ（内部
タイマ）は、リタードタイマとオートマチックタイマと
によって調整される燃料噴射時期ＩＴとなるようにフィ
ードバンク制御される。

また、ＥＣＬＩ９における再生時期の判定について、以
下に説明する。

ＥＣＵ９の第１〜第４のメモリは、ディーゼルエンジン
Ｅの運転履歴を記憶するようになっており、第１のメモ
リは、エンジン回転数センサ２０からのエンジン回転数
を積算したものを記憶し、第２のメモリは、車速センサ
４２がらの車速信号とクロック４３からの刻時信号とか
らＣＰＵで演算される走行距離を記憶し、第３のメモリ
は、ディーゼルエンジンＥの作動時間をエンジンの回転
状態におけるクロック４３がらの信号に基づいて積算し
たものを記憶し、第４のメモリは噴射ポンプレバー開度
センサ１９からのレバー開度θとエンジン回転数Ｎとか
らパティキュレートマツプによりパティキュレートの発
生量を換算し、これを積算することによって、ＤＰＦＳ
におけるパティキュレートのローディング量を推定した
ものを記憶する。

ＥＣＵ９の判定部としてのＣＰＵは、上述の第１のメモ
リにおけるエンジン回転数積算値が６０万回転以」二と
なったとき、第２のメモリにおける走行距離が２００マ
イル以上となったとき、第３のメモリにおける運転時間
積算値が１０時間以」二となったと外、あるいは第４の
メモリにおけるパティキュレートのローディング量が３
０．以上となったときに、ＤＰＦＳが再生−１７＝ を開始するように制御する。なお、各メモリにおける記
憶値と判定値との組合わせで、再生開始を制御してもよ
い。

さらに、ＥＣＵ９の再生状態検出部としてのＣＰ　ＬＪ
は、温度センサ１４〜１６からの各検出温度が表１に示
すような各判定条件を満したとぎ、再生状態を検出した
と判定する。

この再生状態検出部での判定は、第３図に示すような自
燃時におけるＤＰＦＳの上流排ガス温度（ＤＰＦ入口温
度）Ｔｉｎの特性曲線ａ、ＤＰＦ５の内部温度Ｔｆの特
性曲線すおよびＤＰＦＳの下流排ガス温度（ＤＰＦ出口
温度）ＴＯｌｌｔの特性曲線Ｃに基づいて行なわれるよ
うになっていて、ＤＰＦ入口温度Ｔｉｎが４００℃以上
のとｕＤＰＦ５の燃焼（自燃を含む。）が開始し、ＤＰ
ＦＳが燃焼している間は、はぼＴｆ≧Ｔｏｕｔ≧Ｔｉｎ
の関係が保たれる。

このようにして、再生状態検出部では、再生開始および
再生状態（再生中）であることが検出されるはか、温度
センサ１５からのフィルタ温度Ｔｆの低下により１８− 表　１ 再生終了を検出でき、燃焼していない状態も当然のこと
ながら検出できる。

なお、再生状態検出部は、再生制御装置（ＥＣＵ）９に
よるＤＰＦ５の再生を検出することもできる。

ＥＣＵ９の再生時期初期値設定部としてのＣＩ”Ｕは、
」二連の再生状態検出部からの再生状態検出信号を受け
て、運転履歴記憶部としての第１〜第４のメモリＥ以下
、これらのメモリをまとめて［カウンタ（Ａ月と呼ぶ。

１に初期値を設定する。

運転履歴がディーゼルエンジンＥの作動時間であり、か
つ表１の状態Ｉに示すＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを検
出する場合における第３のメモリとしてのカウンタ（Ａ
＞への初期値の設定および再生時期の判定のための処理
７０−を、第４図に則して説明する。

この処理フローは、イグニッションキーがオンの同行な
われるようになっていて（ステップａ１）、まず、カウ
ンタ（Ａ）にディーゼルエンジンＥの運転履歴積算値で
ある作動時間を加算しくステップａ２）、この作動時間
（記憶値）が設定時間（ここでは、１０時間）以上であ
るかどうかを判定する（ステップａ３）。

そして、作動時間が設定時間以」二であれば、再生制御
装置（Ｅ　Ｃ（Ｊ　）　９による制御により再生機構を
構成する燃料噴射制御手段１８を作動させて、ＤＰＦ５
へ高温排〃スを供給し、ＤＰＦ５を再生させる。

作動時間が設定時間未満であれば、温度センサ１４によ
り排温Ｔを、すなわち、ＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを
検出しくステップａ４）、排温Ｔが４００℃未満であれ
ば（ステップａ５）、再度ステップａ２からの処理が実
行される。

排温Ｔが４００°Ｃ以上であれは、運転履歴補助記憶部
としてのカウンタ（Ｂ）に作動時間を加算しくステップ
ａ６）、ついで、排温Ｔを検出しくステップａ７）、排
温Ｔを平均化する（ステップａ８）。

この演算を、設定時間（ここでは、１分間）経過するま
で行なうことにより（ステップａ９）、ＤＰＦ入ロ排ガ
ス温度Ｔｉｎの設定時間内の平均排温をめ、この平均排
温が４００°Ｃ以上であれば（ステップａ１０）、ＤＰ
Ｆ５の自燃が行なわれている（すなわち、再生状態であ
る）と判定しと、運転履歴記憶部としてのカウンタ（Ａ
）をリセット（初期値ゼロ）としくステップａ１１）、
２１− 運転履歴補助記憶部としてのカウンタ（Ｂ）をリセット
して（ステップａ１２）、ステップａ２からの処理を再
度実行する。

平均排温が４００℃未満であれば、カウンタ（Ａ）の作
動時間にカウンタ（Ｂ）の演算時間を加算してカウンタ
（Ａ）に設定し直すとともに（ステップａ１３）、カウ
ンタ（Ｂ）をリセットして（ステップａ１４）、ステッ
プａ２からの処理を再度実行する。

このようにして、表１の状態■に示す温度センサ１４か
らのＤＰＦ人ロ徘〃ス温度Ｔｉｎによる再生状態の検出
がディーゼルエンジンＥの作動時間に基づいて行なうこ
とがで軽るのであり、ＤＰＦ人ロ徘〃ス温度Ｔｉｎの平
均値をとって演算を行なっているので、その温度検出値
（瞬時値）に天外な変動がある場合にも再生状態を適切
に検出することがで外るのである。

ところで、運転履歴としてエンジン回転数Ｎの積算値を
用いるときには、カウンタ（Ａ）を第１のメモリとし、
ステップａ３においてカウンタ（Ａ＞の記憶値と設定回
転数（６０万回転）との比較が行なわれ、カウンタ２２
− （Ｂ）には、排温Ｔの平均値をめている間のエンジン回
転数が記憶されて、別途設けられたカウンタ（Ｄ＞によ
りステップａ９における設定時間の経過を判断するよう
にする。

なお、この場合に、カウンタ（Ｄ）を設けずに、ステッ
プａ９において、設定エンジン回転数とカウンタ（Ｂ）
の記憶値との比較が行なわれるようにしてもよい。

また、運転履歴として走行距離を用いる場合には、カウ
ンタ（Ａ）を第２のメモリとして、ステップａ３におい
てカウンタ（Ａ）の記憶値と設定走行距離（２００マイ
ル）との比較が行なわれ、カウンタ（Ｂ）には、排温Ｔ
の平均値をめている間の走行距離が記憶されて、別途設
けられたカウンタ（Ｄ）によるステップａ９における設
定時間の経過を判断するようにする。

なお、この場合に、カウンタ（Ｄ）を設けずに、ステッ
プａ９において、設定走行距離とカウンタ（Ｂ）の記憶
値との比較が行なわれるようにしてもよい。

また、第５図に示すように、運転履歴がディーゼルエン
ジンＥの作動時間であり、かつ表１の状態■に示すＤＰ
Ｆ５のフィルタ内温度Ｔｒを検出する場合における第３
のメモリとしてのカウンタ（Ａ）への初期値の設定およ
び再生時期の判定のための処理フローについて説明する
。

この処理フローは、イグニッションキーがオンの間作な
われるようになっていて（ステップＩ）１）、まず、カ
ウンタ（Ａ＞にディーゼルエンジンＥの運転履歴積算値
である作動時間を加算しくステップｂ２）、この作動時
間（記憶値）が設定時間（ここでは、１０時間）以上で
あるかどうかを参り定する（ステップｂ３）。

そして、作動時間が設定時間以上であれば、再生制御装
置（ＥＣＵ）９による制御により再生機構を構成する燃
料噴射制御手段１８を作動させて、ＤＰＦ５へ高温排〃
スを供給し、ＤＰＦ５を再生させる。

作動時間が設定時間未満であれば、温度センサ１５によ
り排温Ｔを、すなわちＤＰＦ５のフィルタ内温度Ｔｆを
検出しくステップｌ＋　４．　）、排温Ｔが６００℃未
満であれば（ステップｂ５）、再度ステップｂ２からの
処理が実行される。

排温Ｔが６００℃以上であれば、ＤＰＦ５の自燃が行な
われている（すなわち、再生状態である）と判定し、運
転履歴記憶部としてのカウンタ（Ａ）をリセ２Ｆ（初期
値ゼロ）として（ステップｂ６）、ステップｂ２からの
処理を再度実行する。

このようにして、表１の状態■に示す温度センサ１５か
らのＤＰＦ５のフィルタ内温度Ｔｆによる再生状態の検
出を、ディーゼルエンジンＥの作動時間に基づいて行な
うことができるのである。

なお、運転履歴としてエンジン回転数Ｎの積算値および
走行距離を上述のごとく用いてもよい。

さらに、第６図に示すように、運転履歴がディーゼルエ
ンジンＥの作動時間であり、かつ表１の状態ＴＶ。

■に示すＤＰＦ５の入口（」二部）排ガス温度Ｔｉｎお
よびフィルタ内温度ＴｆまたはＤＰＦ５の出口（下流）
排ガス温度Ｔｏｕｔ（以下；ＴｆまたはＴｏｕｔを「Ｔ
′」として示す。）を検出する場合における第３のメモ
リとしてのカウンタ（Ａ）への初期値の設定および再生
時期の判定のための処理フローについて説明する。

−２５＝ この処理フローは、イグニッションキーがオンの間作な
われるようになっていて（ステップｃｌ）、まず、カウ
ンタ（Ａ）にディーゼルエンジンＥの運転履歴積算値で
ある作動時間を加算しくステップｃ２）、この作動時間
（記憶値）が設定時間（ここでは、１０時間）以上であ
るかどうかを判定する（ステップｃ３）。

そして、作動時間が設定時間以上であれば、再生制御装
置（ＥＣＵ）９による制御により再生機構を構成する燃
料噴射制御手段１８を作動させて、ＤＰＦ５へ高温排〃
スを供給し、ＤＰＦ５を再生させる。

作動時間が設定時間未満であれば、温度センサ１４によ
り排温Ｔを、すなわち、ＤＰＦ人ロ徘〃ス温度Ｔｉｎを
検出しくステップｃ４）、ついで温度センサ１５からの
フィルタ内温度Ｔｆまたは温度センサ１６からのＤＰＦ
出ロ排ガス温度Ｔｏｕｔの一方の温度Ｔ′を検出しくス
テップｃ５）、温度差（Ｔ’　−Ｔｉｎ）が０℃未満で
あれば（ステップｃ６）、再度ステップｃ２からの処理
が実行される。

温度差が０℃以上であれば、ＤＰＦ５の自燃が行な２６
− われている（すなわち、再生状態である）と判定し、運
転履歴記憶部としてのカウンタ（Ａ）をリセット（初期
値ゼロ）としくステップｃ７）、ステップＣ２からの処
理を再度実行する。

このようにして、表１の状態ｎ、ｖに示す温度センサ１
４からのＤＰＦ５の入口排ガス温度Ｔｉｎと、温度セン
サ１５；１６からのＤＰＦ５のフィルタ内温度Ｔ「また
はＤＰＦ５の出口排ガス温度Ｔｏｕｔのいずれか一方の
温度Ｔ′とによる再生状態の検出を、ディーゼルエンジ
ンＥの作動時間に基づいて行なうことができるのである
。

なお、運転履歴としてエンジン回転数Ｎの積算値および
走行距離を上述のごとく用いてもよい。

さらに、運転履歴としてパティキュレートのローディン
グ量を用いる場合には、カウンタ（Ａ）を第４のメモリ
として、ステップｃ３においてカウンタ（Ａ）の記憶値
と設定ローディング量（３０ｇ）との比較が行なわれる
ようにする。

ステップｃ７におけるカウンタ（Ａ）のリセットは、現
在のローディング量とパティキュレートの自燃量の推定
量との減算によって行なわれる。

すなわち、テ゛イーゼルパティキュレートの自プ然量１
ま、次のようにしてめられる。

まず、ディーゼルパティキュレートの発熱量Ｑ′は、次
式で与えられる。

Ｑ’＝Σ（Ｗａ　Ｘ　ＣＸΔＴ×Δｔ／Ｋｌここで、Ｑ
′はディーゼルパティキュレートの発熱量（Ｊ）、Ｗａ
は単位時間当りの排ガス流量（ｋｇ／５ｅｅ）、Ｃは排
ガスの比熱（定数：　Ｊ　／　（ｋｇ−ｄｅｇ）ＬΔＴ
はＤＰＦ前後の排ガス温度差（ｄｅｇ）、Δｔは時間（
ｓｅｅ）、Ｋはディーゼルパティキュレートの排ガス温
度を上昇させるのに用いられる割合（定数）をそれぞれ
示している。

ついで、自燃したディーゼルバティキュレー）（Ｐｃ１
．）量は次式で与えられる。

Ｗｐ＝Ｑ’　／ｑ ここで、Ｗｐは自燃したパティキュレート量（ｋｇ）、
ｑは単位質量当りの発熱量（定数：Ｊ／ｋｇ）をそれぞ
れ示している。

このようにしとめられたディーゼルパティキュレートの
自燃量をエンジン運転履歴による積算値に相当するディ
ーセ゛ルバティキュレートのローディング量から減算し
て、現在のディーゼルパティキュレートのローディング
量が新たにカウンタ（Ａ）に設定されるのである。

なお、前述の各実施例において使用された温度や時間の
具体的な値は例示である。

以上詳述したように、本発明のディーゼルパティキュレ
ートフィルタの再生時期制御装置によれば、ディーゼル
エンジンの排気通路に同ディーゼルエンジンの燃焼室か
らのパティキュレートを捕集すべく配設された深部捕集
型ディーゼルパティキュレートフィルタと、同ディーゼ
ルパティキュレートフィルタへ酸素〃スを含んだパティ
キュレート燃焼用高温〃スを供給しうる再生機構と、同
再生機構の作動を制御する再生制御装置とをそなえ、上
記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生状態を検
出すべく同ディーゼルパティキュレートフィルタの内部
、入口部および出口部の少なく２９− とも１箇所に温度センサが設けられるとともに、」１記
再生制御装置に、上記ディーゼルエンジンの運転履歴を
記憶する運転履歴記憶部と、同運転履歴記憶部の記憶値
に基づいて上記再生機構の作動時期を判定する判定部と
、上記温度センサからの検出信号に基づき」１記ディー
ゼルパティキュレートフィルタの再生状態を検出したと
き上記運転履歴記憶部の記憶値を運転履歴初期値へ設定
する再生時期初期値設定部とが設けられるという簡素な
構成で、次のような効果ないし利点を得ることができる
。

（１）ディーゼルエンジンの運転履歴に応じて、ディー
ゼルパティキュレートフィルタ内のパティキュレートの
ローディング量を正確に推定することができる。

（２）上記第１項により、パティキュレートの再生時期
を正確に検出することができる。

（３）再生時期が遅れることがなくなるので、パティキ
ュレート燃焼時のオーバーヒートがなくなり、したがっ
て、Ｄ　Ｐ　Ｆ’のメルトやクラックが防止される。

（４）再生時期が早くなることがなくなるので、効率の
３０− よい再生が行なわれる。

（５）低コストの装置か実現できる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例としてのディーゼルパティキュレ
ートフィルタの再生時期制御装置を示すもので、第１図
はその全体構成図、第２図はそのブロック図、第３図は
その作用を示すグラフ、第４〜６図はいずれもその制御
要領を示すフローチャーＹである。 １・・シリンダブロック、２・・シリンダヘッド、３・
・吸気通路、４・・排気通路、５・・深部捕集型ディー
ゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、６・・７７
ラー、７・・ターボチャージャ、８・・保温管、９・・
再生制御装置としての電子制御装置（ＥＣＵ）、１０・
・圧力センサ、１１．１２・・電磁式三方切換弁、１．
１ａ、１２ａ・・ツレ／イド、１３・・エアフィルタ、
１４〜１６・・温度センサ、１７・・噴射ポンプ、１８
・・再生機構を構成する燃料噴射制御手段、１８ａ・・
燃料噴射量増量装置、］、　８　ｂ・・燃料噴射時期調
整装置、１９・・噴射ポンプレバー開度センサ、２０・
・エンジン回転数センサ、２１・・ｆｆ１％ａｌｌ、２
２・・圧力応動装置、２２ａ・・ロッド、２２ｂ・・グ
イアフラム、２２ｃ・・圧力室、２３・・エアフィルタ
、２４・・大気通路、２５・・バキュームポンプ、２６
・・バキューム通路、２７．２８・・電磁弁、２７ａ。 ２８ａ・・ソレノイド、２７ｂ、２８ｂ−−弁体、２９
・・ＥＧＲ通路、３０・・ＥＧＲ弁、３１・・圧力応動
装置、３１ａ・・ロッド、３１ｂ・・グイア７ラム、３
１ａ・・圧力室、３２・・エアフィルタ、３３・・大気
通路、３４・・バキューム通路、３５〜３７・・電磁弁
、３５ａ、３６ａ、３７ａ拳・ソレノイド、３５ｂ、３
６ｂ、３７ｂ・・弁体、３８・・圧力センサ、３９・・
ポジションセンサ、４０・・通路、４１・・エアフィル
タ、４２・・車速センサ、４３・・クロック、４４・・
燃料噴射時期検出用センサ、Ａ・・運転履歴記憶部とし
てのカウンタ、Ｂ・・運転履歴補助記憶部としてのカウ
ンタ、Ｅ−＋ディーゼルエンジン。 代理人　弁理士　飯沼義彦 第５図 第６図 手続補正書 昭和５９年　４月１６日 １　事件の表示 昭和５９年　特許願　第８３０６号 ２　発明の名称 ディーゼルパティキュレートフィルタの再生装置３　補
正をする者 事件との関係　出願人 郵便番号　１０８ 住所　東京都港区芝五丁目３３番８号 名称（６２８）　三菱自動車工業株式会社４代理人 郵便番号　１６０ 住所　東京都新宿区南元町５番地３号 ５　補正命令の日付 （自発補正） ６　補正の対象 本願の発明の名称および明細書全文ならびに図面。 ７　補正の内容 （１）本願の発明の名称を次のとおり補正する。 新名称：ディーゼルパティキュレートフィルタ（２）明
細書全文を別紙のとおり補正する。 （３）図面第２図を別紙のとおり補正する。 （符号１８ａ、１８ｂおよび燃料噴射時期検出用センサ
４４のブロックおよび符号を削除するため）８　添付書
類の目録 （１）全文補正明細書　１通 （２）図　面（第２図）　１通 ２− 明　細　書 １、発明の名称 ディーゼルパティキュレートフィルタの再装置２、特許
請求の範囲 ディーゼルエンジンの排気通路に同ディーゼルエンノン
の燃焼室から耕ル）ム湊パティキュレートを捕集すべく
配設された深部捕集型ディーゼルパティキュレートフィ
ルタと、同ディーゼルパティキュレートフィルタへ酸素
ガスを含んだパティキュレート燃焼用高温ガスを供給し
うる再生１１ｎｆｉ構と、同再生１１ｔｎ機構の作動を
制御する再生制御装置とをそなえ、上記ディーゼルパテ
ィキュレートフィルタの再生状態を検出すべく同ディー
ゼルパティキュレートフィルタの内部、入口部および出
口部の少なくとも１箇所に温度センサが設けられるとと
もに、上記再生制御装置に、上記ディーゼルエンジンの
運転履歴を記憶する運転履歴記憶部と、同運転履歴記憶
部の記憶値に基づいて上記再生刊−助機構の作動時期を
判定する判定部と、上記温度セン＝１− サからの検出信号に基づき上記ディーゼルパティキュレ
ートフィルタの再生状態を検出したとぎ上記運転履歴記
憶部の記憶値を運転履歴初期値に設定する再生時期初期
値設定部とが設けられたことを特徴とする、ディーゼル
パティキュレートフィルタの再装置。 ３、発明の詳細な説明 本発明は、ディーゼルパティキュレートフィルタ（以下
；「フィルタ」ないしｒＤＰＦＪという。）をそなえた
ディーゼルエンジンの再装置に関する。 ディーゼルエンジンの排ガス中には可燃性で微粒の炭化
化合物であるパティキュレートが含まれており、これが
排ガスを黒煙化する主因となっている。このパティキュ
レートは、排ガス温度が五介升℃以上にな湊連両の高速
高負荷時に自然発火して燃焼してしまう（以下；「自燃
」という。）が、５００　’Ｃに達しない定常走行時や
アイドル時等（車両運転時の９割以上を占める）におい
ては、そのまま大気放出される。 しかし、パティキュレートは人体に有害の恐れがあるた
め己の排気通路中に配設するディーゼルパティ２− キュレートフィルタの研究がさかんである。 ところで、このフィルタは使用により、パティキュレー
トを捕集ｔｉｔ積し、排気通路を塞ぐ傾向があｊカメｈ
このフィルタの再生を行なうべくパティキュレートを再
燃焼させる装置が取すイ」け湊さフ研究がさかんであみ
。 再生装置としては、たとえば各種バーナを用いたり、噴
射ポンプを遅角させ、酸化触媒により非常に燃焼し易く
なるよう活性化された一酸化炭素化合物を大量に含む排
ガスの排出により、再燃焼を行なう装置を用いたりオ）
≦４４１町λｚｈでいる。 しかしながら、このような従来のディーゼルパティキュ
レートフィルタの再装置では、フィルタ再生（Ｒｅｇｅ
ｎｅｒａｔｉｏｎ）の開始時期の検出手段が確立されて
おらず、特に、セラミックフオーム形久深部捕集型フィ
ルタを用いすこディーゼルパティキュレートフィルタ装
置では、パティキュレートのローディング量とフィルタ
上流の圧損（またはフィルタ上流と下流との差圧）とが
１対１に対応しないので、ローディング量を適切に検出
することかで外ないという問題点がある。 ３− すなわち、圧力センサによる再生時期の検出は困難であ
る。 本発明は、このような問題点を解決しようとするもので
、深ｌｉ集型ディーゼルパティキュレートフィルタを用
いたディーゼルパティキュレートフィルタの再生制御装
置において、再生時期を適切に検出して、ディーゼルパ
ティキュレートフィルタを再生できるようにした、ディ
ーゼルパティキュレートフィルタの再装置を提供するこ
とを目的とする。 このため、本発明のディーゼルパティキュレートフィル
タの再生装置は、ディーゼルエンジンの排気通路に同デ
ィーゼルエンジンの燃焼室から排出されるパティキュレ
ートを捕集すべく配設された深部捕集型ディーゼルパテ
ィキュレートフィルタと、同ディーゼルパティキュレー
トフィルタへ酸素ガスを含んだパティキュレート燃焼用
高温ガスを供給しうる再生篇助機構と、同再生′ＭＭ１
機構の作動を制御する再生制御装置とをそなえ、上記デ
ィーゼルパティキュレートフィルタの再生状態を検出す
べく同ディーゼルバティキュレートフィ４− ルタの内部、入口部および出口部の少なくとも１箇所に
温度センサが設けられるとともに、上記再生制御装置に
、上記ディーゼルエンジンの運転履歴を記憶する運転履
歴記憶部と、同運転履歴記憶部の記憶値に基づいて上記
再生、１４構の作動時期を判定する判定部と、上記温度
センサからの検出信号に基づき上記ディーゼルパティキ
ュレートフィルタの再生状態を検出したとき上記運転履
歴記憶部の記憶値を運転履歴初期値に設定する再生時期
初期値設定部とが設けられたことを特徴としている。 以下、図面により本発明の実施例について説明すると、
図は本発明の一実施例としてのディーゼルパティキュレ
ートフィルタの再生装置を示すもので、第１図はその全
体構成図、第２図はそのブロック図、第３図はその作用
を示すグラフ、第４〜６図はいずれもその制御要領を示
す７０−チャートである。 第１，２図に示すように、エンジンＥは、そのシリンダ
ブロック１．シリンダヘッド２９図示しないピストンに
よって形成される主室およびシリンダヘッド２に形５− 成され主室に連通する図示しない副室をそなえている。 また、このディーゼルエンジンＥの主室には、図示しな
い吸気弁を介して吸気通路３が接続されるとともに、図
示しない排気弁を介して排気通路４が接続されていて、
この排気通路４には、排気中のパティキュレートを捕捉
するディーゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）５
が介装されている。 なお、ここでパティキュレートとは、主としてカーボン
や炭化水素から成る可燃性微粒子をいい、その直径は平
均で０．３μ箱位で、約５００℃以上（酸化触媒の存在
下で３５０℃以上）で自己発火する。 また、このＤＰＦ５としては、その内部に深部捕集型の
触媒付き耐熱セラミック７オームをそなえたものが用い
られでいる。 ＤＰＦ５は、マフラー６を介して大気へ連通しており、
常時（非再生時）、エンジンＥからの排気をターボチャ
ージャ７および保温管８を介して受けるようになってい
る。 このＤＰＦ５の流出入側排気通路４にはそれぞれそ６− の位置の排気圧を検出し、後述のＥＣＵ９に検出信号を
出力する圧力センサ１０が電磁式三方切換弁１１゜１２
を介して取り付けられる。 各電磁弁１１．１２は、コンピュータ等によって構成さ
れる再生１１１婁’Ｉｔ　Ｗとしての電子制御装置（Ｅ
ＣＵ）９からの制御信号をそれぞれのソレノイドｌｌａ
、］、２ａに受けて、その弁体１　ｉｌ）、　１２１）
を吸引制御することにより、弁体１１１）の突出状態で
はエアフィルタ１３を介して大気圧を、弁体１１ｂの吸
引状態かつ弁体１２１〕の突出状態ではＤＰＦ５の下流
（出口）排ガス圧力を、弁体１１１）、１２１）の吸引
状態ではＤＰＦ５の」１流（入口）排ガス圧力を検出す
るようになっている。 また、ＤＰＦ５の入口部（上流）に近接する排気通路４
に、ＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを検出する温度センサ
（熱電対）１４が設けられてお１）、この温度センサ１
４からの検出信号はＥＣＵ９へ入力される。 さらに、ＤＰＦ５内部に、ＤＰＦ５の内部の温度Ｔｆ（
特１こ、フィルタさラド温度）を検出する温度センサ（
熱電対）１５が設けられるとともに、Ｉ）ＰＦ５の出口
部（下７− 流）に近接する排気通路４に、ＤＰＦ出ロ排ガス温度Ｔ
ｏｕｔを検出する温度センサ（熱電対）１６が設けられ
ており、これらの各温度センサ１５，１６からの検出信
号はＥＣ１Ｊ９へ入力される。 エンジンＥに取り付けられる燃料噴射ポンプ１７は、Ｅ
ＣＵ９からの制御信号を受けた再生他機構を構成する燃
料噴射制御手段１８によ１料の噴射”ｅ　Ｊｔｌｌを調
整できる。この噴射ポンプ１７には、ポンプレバー開度
を検出し、ＥＣ０９に出力する、噴射ポンプレバー開度
センサ１９が取り付けられる。 なお、符号２０はエンジン１の回転数Ｎを検出する回転
数センサを示す。 エンジンＥに固定される吸気マニホルド、これに続く吸
気管などで形成される吸気通路３には、上流側（大気側
）から順に、エアクリーナ、ターボチャージ゛ヤ７のコ
ンプレッサ、吸気絞り弁２１が配設されている。 吸気絞り弁２１はダイアフラム式圧力応動装置２２によ
って開閉駆動されるようになっている。圧力応動装置２
２は、吸気絞り弁２１を駆動するロッド２２ａ８− に連結されたダイアプラム２２１）で仕切られた圧力室
２２ｃに、エアフィルタ２３を通じて大気圧Ｖａｔを導
く大気通路２４と、バキュームポンプ２５がらのバキュ
ーム圧Ｖ　ｖａｅを導くバキューム通路２６とが接続さ
れて構成されており、これらの通路２４．２６には、そ
れぞれ電磁式開閉弁２７．２８が介装されている。 そして、各電磁弁２７．２８のソレノイド２７ａ、２８
ａに、ＥＣ１Ｊ９からデユーティ制御による制御信号が
供給されると、各弁体２７１）、　２８ｂが吸引制御さ
れるようになっていて、これにより、圧力応動装置２２
の圧力室２２ｃへ供給される負圧が調整され、ロッド２
２ａが適宜引込まれて、吸気絞り弁２１の絞り量が制御
される。 また、吸気絞り弁２１の下流側吸気通路３には、排気再
循環（以後ＥＧＲと記す）のための通路２９の一端が開
口している。 なお、ＥＧＲ通路２９の他端は排気通路４の排気マニホ
ルドの下流側に開口している。 ＥＧＲ通路２９の吸気通路側開口には、ＥＧＲ弁３０が
設けられており、このＥＧＲ弁３０はダイアフラム９− 大圧力応動装置３１によって開閉駆動されるようになっ
ている。圧力応動装置３１は、そのＥＧＲ弁３０を駆動
するロッド３１ａに連結されたダイアフラム３１１〕で
仕切られた圧力室３１ｃに、エアフィルタ３２を通して
大気圧Ｖａｔを導く大気通路３３と、バキュームポンプ
２５からのバキューム圧Ｖ　ｖａｃを導くバキューム通
路３４とが接続されて構成されており、これらの通路３
３．３４には、それぞれ電磁式開閉弁３５．３６が介装
されでいる。 そして、各電磁弁３５．３６のソレノイド３５ａ、３６
ａに、ＥＣＵ９からデユーティ制御による制御信号が供
給されると、各弁体３５ｂ、３６ｂが吸引制御されるよ
うになっていて、これにより、圧力応動装置３１の圧力
室３１ｃへ供給される負圧が調整され、ロッド３１ａが
適宜引込まれて、ＥＧＲ弁３０の開度が制御される。 なお、吸気絞り弁２１の開度は、吸気絞り弁２１の配設
位置よりも下流側の吸気通路３に電磁式三方切換弁３７
を介して取り付けられた圧力センサ３８からのＥＣＵ９
へのフィーレバツク信号により検出され、Ｅ１０− ＧＲＲ２Ｏ３開度は、圧力応動装置３１のロッド３１ａ
の動きを検出するポジションセンサ３９からのＥＣＵ９
へのフィードバック信号により検出される。 そして、電磁弁３７のソレノイド３７ａにＥＣＵ９から
制御信号が供給されると、各弁体３７ｂが吸引制御され
るようになっていで、これにより、通路４０を介して吸
気絞り弁２１下流の吸気圧が圧力センサ３８へ供給され
、電磁弁３７の弁体３７ｂの突出時には、エアフィルタ
４１からの大気圧が圧力センサ３８へ供給される。 また、圧力応動装置２２のロッド２２ａの動きを検出す
るポジションセンサを設けてもよく、このポジションセ
ンサから吸気絞り弁２１の開度をＥＣＵ９へフィードバ
ックするようにしてもよい。 さらに、ＤＰＦ５へディーゼルエンジンＥから酸素ガス
を含んだパティキュレート燃焼用高温ガスを供給しうる
再但刷助機構を構成する燃料噴射制御手段１８はユ　１
ｉｆｆｙ７’１．７の燃料噴射時期を遅角（リタード）
調整する燃料噴射時期調整装置１８女り構成される。 噴射ポンプ１７が分配型噴射ポンプとして構成される場
合には」料噴射時期調整装腎１す考しては、タイマピス
トンを油圧ポンプからの油圧によって駆動して、カムプ
レートとローラとの相対的位置を移動する油圧式オート
マチックタイマ（内部タイマか軒用いられ。 り行なう。 ところで、噴射ポンプ１７の１ストローク当たりの燃料
噴射量の増加分ΔＱは遅角量αの設定により、エンジン
Ｅの熱効率を大幅ダウンさせることにより、エンジンＥ
の有効仕事として平均有効圧の増としては現われず、熱
損失として放出される。すなわち、１ストローク当たり
の全燃料量Ｑに相当する熱量は仕事量と熱損失との和と
なるが、ここでは燃料増加量ΔＱに相当する燃料を、遅
角量αの設定により、全て熱損失として放出させ、仕事
量自体の増減を押えている。 で、フィルタ５上のパティキュレートを燃焼させること
ができ、フィルタ５を再生できるのである。 ＥＣＵ９へは、圧力センサ１０，３８からの排気圧およ
び吸気圧、温度センサ１４〜１６がらのＤＰＦ入口排気
温度、ＤＰＦ内部温度およびＤＰＦ出口排気温度、噴射
ポンプレバー開度センサ１９がらの墳鼾軍／７’　レバ
ー開Ｊｌｊ　、エンジン回転数センサ２０がらのエンジ
ン回転ｔ、ポジションセンサ３９がらのＥＧＲバルブリ
フト量、燃料噴射時期検出用センサ４４がらの燃料噴射
時期の各検出信号が入力されるほか、車速を検出する車
速センサ４２１時刻を刻時するクロック４３からの各信
号が入力されており、これらの信号を受けてＥＣＵ９は
後述する処理を行ない、各処理に適した制御信号を、排
気導入用ソレノイド１２ａ、排気圧力センサ用ソレノイ
ド１１」燃料噴射時期調整装置１」ユ吸気絞り弁開制御
用ソレノイド２７ａ、吸気絞り弁閉制御用ソレノイド２
８ａ、ＥＧＲ弁閉制御用ソレノイド３５ａ。 ＥＧＲ弁開制御用ソレノイド３６ａ、吸気圧力センサ用
ソレノイド３７ａへそれぞれ出力するようになっている
。 また、ＥＣＵ９には、ディーゼルエンジンの運転履１３
− 歴を記憶する運転履歴記憶部としての電源不揮発性メモ
リ（すなわち、その記憶値がイグニッションキーのオフ
後も保存される。）が設けられており、さらに、運転履
歴記憶部の記憶値に基づいて燃料噴射制御手段（再生機
構）１８の作動時期を判定する判定部としての機能を有
するＣＰＵが設けられていて、このＣＰＵは、温度セン
サ１４〜１６からの検出信号に基づきＤＰＦ５の再生状
態を検出したとき運転履歴記憶部の記憶値を運転履歴初
期値へ設定する再生時期初期値設定部としての機能も合
わせて有している。 なお、クロック４３としては、ＥＣＵ９に内蔵のクロッ
クを用いてもよい。 本発明のディーゼルパティキュレートフィルタの再生装
置は上述のごとく構成されて担と、ＤＰＦ５で捕集され
たパティキュレートの燃焼は、主としてＤＰＦ５に担持
させた触媒による効果で、通常運転時の自燃によって行
なわれる。 また、ディーゼルエンジンＥを長時間低速運転させた場
合等においては、排気温度が十分に高くならず、１４− 自燃が生じないので、Ｉ）ＰＦ５を再生させるには、再
生動機構を構成す」料噴射時期調整装置■を再生制御装
置としてのＥＣｔＪ９が制御することによって行なう。 すなわち」料噴射時期調整装置■により燃料噴射時期Ｉ
Ｔを遅らせることにより、エンジン出力を一料噴Ｍ量も
増加するため排気温度を所定温度（例えば、４００℃）
＊で上昇させることができる。 また、ＥＣＵ９における再生時期の判定について、以下
に説明する。 ＥＣＵ９の第１〜第４のメモリは、ディーゼルエンジン
Ｅの運転履歴を記憶するようになっており、第１のメモ
リは、エンジン回転数センサ２０からのエンジン回転数
を積算したものを記憶し、第２のメモリは、車速センサ
４２がらの車速信号とクロック４３からの刻時信号とか
らＣＰＵで演算される走行距離を記憶し、第３のメモリ
は、ディーゼルエンジンＥの作動時間をエンジンの回転
状態におけるタロツク４３からの信号に基づいて積算し
たものを記憶し、第４のメモリは噴射ポンプレバー開度
センサ１９からのレバー開度θとエンジン回転数Ｎとか
らパティキュレートマツプによりパティキュレートの発
生量を換算し、これを積算することによって、ＤＰＦ５
におけるパティキュレートのローディング量を推定した
ものを記憶する。 ＥＣＵ９の判定部としてのＣＰＵは、」二連の第１のメ
モリにおけるエンジン回転数積算値が６０万回転以上と
なったとき、第２のメモリにおける走行距離が２００マ
イル以上となったとき、第３のメモリにおける運転時間
積算値が１０時間以上となったと外、あるいは第４のメ
モリにおけるパティキュレートのローディング量が３０
ｇ以上となったと外に、Ｉ）ＰＦ５が再生を開始するよ
うに制御する。なお、各メモリにおける記憶値と判定値
との組合わせで、再生開始を制御してもよい。 さらに、ＥＣｔＪ９の再生状態検出部としてのＣＰＵは
、温度センサ１４〜１６からの各検出温度が表１に示す
ような各判定条件を満したと外、再生状態を検出したと
判定する。 この再生状態検出部での判定は、第３図に示すような内
燃時におけるＤＰＦ５の上流排ガス温度（ＤＰＦ入口温
度）Ｔｉｎの特性曲線ａ、ＤＰＦ５の内部温度Ｔ「の特
性曲線１〕およびＤＰＦ５の下流排ガス温度（ＤＰＦ出
口温度）Ｔｏｕｔの特性曲線Ｃに基づいて行なわれるよ
うになっていて、ＤＰＦ入口温度Ｔｉｎが４００℃以上
のときＤＰＦ５の燃焼（自燃を含む。）が開始し、ＤＰ
Ｆ５が燃焼している間は、はぼＴｆ≧Ｔｏｕｔ≧Ｔｉｎ
の関係が保たれる。 このようにして、再生状態検出部では、再生開始および
再生状態（再生中）であることが検出されるほか、温度
センサ１５からのフィルタ温度Ｔｆの低下により１７− 表　１ 下、これらのメモリをまとめて「カウンタ（Ａ月と呼４
ζ。１１８− に初期値を設定する。 運転履歴がディーゼルエンジンＥの作動時間であり、か
つ表１の状態■に示すＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを検
出する場合における第３のメモリとしてのカウンタ（Ａ
）への初期値の設定および再生時期の判定のための処理
フローを、第４図に則して説明する。 この処理フローは、イグニッションキーがオンの同行な
われるようになっていて（ステップａｌ）、まず、カウ
ンタ（Ａ）にディーゼルエンジンＥの運転履歴積算値で
ある作動時間を加算しくステップａ２）、この作動時間
（記憶値）が設定時間（ここでは、１０時間）以上であ
るかどうかを判定する（ステップａ３）。 そして、作動時間が設定時間以上であれば、再生制御装
置（ＥＣＵ）９による制御に上り再生他機構を構成する
燃料噴射制御手段１８を作動させで、ＤＰＦ５へ高温排
〃スを供給し、ＤＰＦ５を再生させる。 作動時間が設定時間未満であれば、温度センサ１４によ
り排温Ｔを、すなわち、ＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを
検出しくステップａ４）、排温Ｔが４００℃未満であれ
ば（ステップａ５）、再度ステップａ２からの処理が実
行される。 排温Ｔが４００　’Ｃ以上であれば、運転履歴補助記憶
部としてのカウンタ（Ｂ）に作動時間を加算しくステ・
ンプａ６）、ついで、排温Ｔを検出しくステップａ７）
、排温Ｔを平均化する（ステップａ８）。 この演算を、設定時＠（ここでは、１分間）経過するま
で行なうことにより（ステップａ９）、ＤＰＦ入ロ排ガ
ス温度Ｔｉｎの設定時間内の平均排温をめ、この平均排
温が４００℃以上であれば（ステップａ１０）、ＤＰＦ
５の自燃が行なわれている（すなわち、再生状態である
）と判定しと、運転履歴記憶部としてのカウンタ（Ａ）
をリセッ）（初期値ゼロ）としくステップａ１１）、運
転履歴補助記憶部としてのカウンタ（Ｂ）をリセットし
て（ステップａ１２）、ステップａ２からの処理を再度
実行する。 平均排温が４００　’Ｃ未満であれば、カウンタ（Ａ）
の作動時間にカウンタ（Ｂ）の演算時間を加算してカウ
ンタ（Ａ）に設定し直すとともに（ステップａ１３）、
カウンタ（Ｂ）をリセ・ントして（ステ・ンプａ１４）
、ステ・ンブａ２からの処理を再度実行する。 この上）にして、表１の状態、■に示す温度センサ１４
からのＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎによる再生状態の検
出がディーゼルエンジンＥの作動時間に基づν１て行な
らことがでトるのであり、ＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎ
の平均値をとって演算を行なっているので、その温度検
出値（瞬時値）に天外な変動がある場合にも再生状態を
適切に検出することがで外るのである。 ところで、運転履歴としてエンジン回転数Ｎの積算値を
用いるときには、カウンタ（Ａ）を第１のメモリとし、
ステップａ３においてカウンタ（Ａ）の記憶値と設定回
転数（６０万回転）との比較が行なわれ、カウンタ（Ｂ
）には、排温Ｔの平均値をめている間のエンジン回転数
が記憶されて、別途設けられたカウンタ（Ｉ））により
ステップａ９における設定時間の経過を判断するように
する。 なお、この場合に、カウンタ（Ｄ）を設けずに、ステ・
ンプａ９において、設定エンジン回転数とカウンタ（Ｂ
）２１− の記憶値との比較が行なわれるようにしてもよい。 また、運転履歴として走行距離を用いる場合には、カウ
ンタ（Ａ）を第２のメモリとして、ステップａ３におい
てカウンタ（Ａ）の記憶値と設定走行［（２００マイル
）との比較が行なわれ、カウンタ（Ｂ）には、排温Ｔの
平均値をめている間の走行距離が記憶されて、別途設け
られたカウンタ（Ｄ）によるステ・ンプａ９１こおける
設定時間の経過を判断するよ）にする。 なお、この場合に、カウンタ（Ｄ）を設けずに、ステ・
ンプａ９において、設定走行距離とカウンタ（Ｂ）の記
憶値との比較が行なわれる上ろにしてもよい。 主た、第５図に示すように、運転履歴がディーゼルエン
ジンＥの作動時間であり、かつ表１の状態■に示すＤＰ
Ｆ５のフィルタ内温度Ｔｆを検出する場合における第３
のメモリとしてのカウンタ（Ａ）への初期値の設定およ
び再生時期の判定のための処理フロー一二つ〜）で説明
する。 この処理フローは、イグニッションキーがオンの同行な
われるよ）になっていて（ステ・ンブｂｌ）、まず、２
２− カウンタ（Ａ）にディーゼルエンジンＥの運転履歴積算
値である作動時間を加算しくステップｂ２）、この作動
時間（記憶値）が設定時ｌ旧二二では、１０時間）以上
であるかどうかを判定する（ステップ１〕３）。 そして、作動時間が設定時間以上であれば、再生制御装
置（ＥＣＵ）９による制御により再生制動機構を構成す
る燃料噴射制御手段１８を作動させて、ＤＰＦ５へ高温
排ガスを供給し、ＤＰＦ５を再生させる。 作動時間が設定時間未満であれば、温度センサ１５によ
り排温Ｔを、すなわもＤＰＦ５のフィルタ内温度Ｔｆを
検出しくステップ１〕４）、排温Ｔが６００℃未満であ
れば（ステップ１）５）、再度ステップｂ２からの処理
が実行される。 排温Ｔが６００℃以上であれば、ＤＰＦ５の自燃が行な
われている（すなわち、再生状態である）と判定し、運
転履歴記憶部としてのカウンタ（Ａ）をリセット（初期
値ゼロ）として（ステップ１）６）、ステップ１）２か
らの処理を再度実行する。 このようにして、表１の状態■に示す温度センサ１５か
らのＤＰＦ５のフィルタ内温度Ｔｆによる再生状態の検
出を、ディーゼルエンジンＥの作動時間に基づいて行な
うことがで外るのである。 なお、運転履歴としてエンジン回転数Ｎの積算値および
走行距離を上述のごとく用いてもよい。 さらに、第６図に示すように、運転履歴がディーゼルエ
ンジンＥの作動時間であり、かつ表１の状態ＩＶ。 ■に示すＤＰＦ５の入口（」１流）排ガス温度Ｔｉｎお
よびフィルタ内温度Ｔ１またはＤＰＦ５の出口（下流）
排ガス温度Ｔｏｕｔ（以下；ＴｆまたはＴｏｕｔを「Ｔ
′」として示す。）を検出する場合における第３のメモ
リとしてのカウンタ（Ａ）への初期値の設定および再生
時期の判定のための処理フローについて説明する。 この処理フローは、イグニッションキーがオンの間作な
われるようになっていて（ステップｃｌ）、まず、カウ
ンタ（Ａ）にディーゼルエンジンＥの運転履歴積算値で
ある作動時間を加算しくステップｃ２）、この作動時間
（記憶値）が設定時間（ここでは、１０時間）以上であ
るかどうかを判定する（ステップｃ３）。 そして、作動時間が設定時間以上であれば、再生制御装
置（ＥＣＵ）９による制御により再生鋪助機構を構成す
る燃料噴射制御手段１８を作動させて、ＤＰＦ５へ高温
排ガスを供給し、ＤＰＦ５を再生させる。 作動時間が設定時間未満であれば、温度センサ１４によ
り排温Ｔを、すなわち、ＤＰＦ入ロ排ガス温度Ｔｉｎを
検出しくステップｃ４）、ついで温度センサ１５からの
フィルタ内温度Ｔｆまたは温度センサ１６からのＤＰＦ
出ロ排ガス温度Ｔｏｕｔの一方の温度Ｔ″を検出しくス
テップｃ５）、温度差（Ｔ’　−Ｔｉｎ）がＯ′Ｃ未満
であれば（ステップｃ６）、再度ステップｃ２からの処
理が実行される。 温度差が０°Ｃ以上であれば、ＤＰＦ５の内燃が行なわ
れている（すなわも、再生状態である）と判定し、運転
履歴記憶部としてのカウンタ（Ａ）をリセット（初期値
ゼロ）としくステップｃ７）、ステップｃ２からの処理
を再度実行する。 このようにして、表１の状態ＩＶ、Ｖに示す温度センサ
１４からのＤＰＦ５の入口排ガス温度Ｔｉｎと、温度＝
２５− センサ１５；１６からのＤＰＦ５のフィルタ内温度Ｔｆ
またはＤＰＦ５の出口排ガス温度Ｔｏｕｔのいずれか一
方の温度Ｔ′とによる再生状態の検出を、ディーゼルエ
ンジンＥの作動時間に基づいて行なうことがで終るので
ある。 なお、運転履歴としてエンノン回転数Ｎの積算値および
走行距離を上述のごとく用いてもよい。 さらに、運転履歴としてパティキュレートのローディン
グ量を用いる場合には、カウンタ（Ａ）を第４のメモリ
として、ステップｃ３においてカウンタ（Ａ）の記憶値
と設定ローディング量（３０ｇ）との比較が行なわれる
ようにする。 ステップｃ７におけるカウンタ（Ａ）のリセットは、現
在のローディング量とパティキュレートの自燃量の推定
量との減算によって行なわれる。 すなわも、ディーゼルパティキュレートの自燃量は、次
のようにしてめられる。 まず、ディーゼルパティキュレートの発熱量Ｑ′は、次
式で与えられる。 ２６− Ｑ’＝Σ１ＷａＸＣＸΔＴ×Δｔ／Ｋｌここで、Ｑ′は
ディーゼルパティキュレートの発熱量（Ｊ）、Ｗａは単
位時間当りの排ガス流量（ｋｇ／５ｅｅ）、Ｃは排ガス
の比熱（定数：　Ｊ　／　（ｋｇ−ｄｅｇ）１．ΔＴは
ＤＰＰ前後の排ガス温度差（ｄｅｇ）、Δｔは時間（ｓ
ｅｃ）、Ｋはディーゼルパティキュレートの排ガス温度
を上昇させるのに用いられる割合（定数）をそれぞれ示
している。 ついで、自燃したディ−ゼルパティキュレート（Ｐｅｔ
）量は次式で与えられる。 Ｗｐ＝Ｑ’　／ｑ ここで、Ｗｐは自燃したパティキュレート量（ｋｇ）、
ｑは単位質量当りの発熱量（定数：Ｊ／ｋｇ）をそれぞ
れ示している。 このようにしてめられたディーゼルパティキュレートの
自燃量をエンジン運転履歴による積算値に相当するディ
ーゼルパティキュレートのローディング量から減算して
、現在のディーゼルバティキュレー）のローディング量
が新たにカウンタ（Ａ）に設定されるのである。 なお、前述の各実施例において使用された温度や時間の
具体的な値は例示である。 以上詳述したように、本発明のディーゼルパティキュレ
ートフィルタの再装置によれば、ディーゼルエンジンの
排気通路に同ディーゼルエンノンの燃焼室からす嵐え熟
ｌパティキュレートを捕集すべく配設された深部捕集型
ディーゼルパティキュレートフィルタと、同ディーゼル
パティキュレートフィルタへ酸素ガスを含んだパティキ
ュレート燃焼用高温ガスを供給しうる再生ｌ１１ｉ１４
構と、同再生朋機構の作動を制御する再生制御装置とを
そなえ、上記ディーゼルパティキュレートフィルタの再
生状態を検出すべく同ディーゼルパティキュレートフィ
ルタの内部、入口部および出口部の少なくとも１箇所１
こ温度センサが設けられるとともに、上記再生制御装置
に、上記ディーゼルエンジンの運転履歴を記憶する運転
履歴記憶部と、同運転履歴記憶部の記憶値に基づいて上
記再生逓動機構の作動時期を判定する判定部と、上記温
度センサからの検出信号に基づき上記ディーゼルパティ
キュレートフィルタの再生状態を検出したとぎ上記運転
履歴記憶部の記憶値を運転履歴初期値に設定する再生時
期初期値設定部とが設けられるという簡素な構成で、次
のような効果ないし利点を得ることができる。 （１）ディーゼルエンジンの運転履歴に応じて、ディー
ゼルパティキュレートフィルタ内のパティキュレートの
ローディング量を正確１こ推定す為ことがでトる。 （２）上記第１項により、パティキュレートの再生時期
を正確に検出することができる。 （３）再生時期が遅れることがなくなるので、パティキ
ュレート燃焼時のオーバーし−Ｆがなくなり、しすこが
って、ＤＰＦのメルトやクラックが防止される。 （４）再生時期が早くなることがなくなるので、効率の
よい再生が行なわれる。 （５）低コストの装置が実現できる６ ４、図面の簡単な説明 図は本発明の一実施例としてのディーゼルパティキュレ
ートフィルタの再生装置を示すもので、第１図はその全
体構成図、第２図はそのブロック図、第３図はそ２９− の作用を示すグラフ、第４〜６図はいずれもその制御要
領を示すフローチャートである。 １・・シリンダブロック、２・・シリンダヘッド、３・
・吸気通路、４・・排気通路、５・・深部捕集型ディー
ゼルパティキュレートフィルタ（ＤＰＦ）、６・・マフ
ラー、７・・ターボチャージャ、８・・保温管、９・・
再生制御装置としての電子制御装置（ＥＣＵ）、１０・
・圧力センサ、１１．１２・・電磁式三方切換弁、１１
ａ＋１２ａ・−ソレノイド、１３・・エアフィルタ、１
４〜１６・・温度センサ、１７・・噴射ポンプ、１８・
・再生頚肋機構を構成する燃料噴射制御手段美燃料噴射
時期調整装置〕、１９・・噴射ポンプレバー開度センサ
、２０・・エンジン回転数センサ、２１・・吸気絞り弁
、２２・・圧力応動装置、２２ａ・・ロッド、２２Ｎ）
・・ダイアフラム、２２ｃ・・圧力室、２３・・エアフ
ィルタ、２４・・大気通路、２５・・バキュームポンプ
、２６・・バキューム通路、２７．２８・・電磁弁、２
７ａ、２８ａ・・ソレノイド、２７ｂ、２８ｂ・・弁体
、２９・・ＥＧＲ通路、３０・・ＥＧＲ弁、３０− ３１・・圧力応動装置、３１ａ・・ロッド、３１ｂ・・
ダイアフラム、３１ｃ・・圧力室、３２・・エアフィル
タ、３３・・大気通路、３４・・バキューム通路、３５
〜３７・・電磁弁、３５ａ、　３６ａ、　３７ａ・・ソ
レノイド、３５ｂ、３６ｂ、３７ｂ・・弁体、３８・・
圧力センサ、３９・・ポジションセンサ、４０・・通路
、４１・・エアフィルタ、４２・・車速センサ、４３・
・クロック。 Ａ・・運転履歴記憶部としてのカウンタ、Ｂ・・運転履
歴補助記憶部としてのカウンタ、Ｅ・・ディーゼルエン
ジン。 代理人　弁理士　飯沼義彦 ３１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ディーゼルエンジンの排気通路に同ディーゼルエンジン
   の燃焼室からのパティキュレートを捕集すべく配設され
   た深部捕集型ディーゼルパティキュレートフィルタと、
   同ディーゼルパティキュレートフィルタへ酸素ガスな含
   んだパティキュレー）燃焼用高温ガスを供給しうる再生
   機構と、同再生機構の作動を制御する再生制御装置とを
   そなえ、上記ディーゼルパティキュレートフィルタの再
   生状態を検出すべく同ディーゼルパティキュレートフィ
   ルタの内部、入口部および出口部の少なくとも１箇所に
   温度センサが設けられるとともに、」１記再生制御装置
   に、上記ディーゼルエンジンの運転履歴を記憶する運転
   履歴記憶部と、同運転履歴記憶部の記憶値に基づいて上
   記再生機構の作動時期を判定する判定部と、上記温度セ
   ンサからの検出信号に基１− づき上記ディーゼルパティキュレートフィルタの再生状
   態を検出したとき上記運転履歴記憶部の記憶値を運転−
   歴初期値に設定する再生時期初期値設定部とが設けられ
   たことを特徴とする、ディーゼルパティキュレートフィ
   ルタの再生時期制御装置。