JPH0364610A - 内燃機関の排気浄化装置 - 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】 ［産業上の利用分野コ 本発明は、内燃機関の排気浄化装置に係り、特に排気通
路のトラップに捕集したパティキュレート（排気微粒子
）を電気ヒータで焼却処理するようにしたものにおいて
、焼却処理を確実に行うことによりトラップの再生の安
定化を図った内燃機関の排気浄化装置に関する。

［従来の技術］ 内燃機関から排出される排気ガス中には、未燃炭化水素
や硫黄酸化物、あるいは窒素酸化物等が付着した未燃の
カーボン粒子等が含まれており、それらのパティキュレ
ートは所謂スモークとして大気中に放散されると大気を
汚染させて人体に悪影響を及ぼす原因ともなる。

このため、近年の車両にあっては、その排気公害を解消
するために、排気通路に、排気ガス中のパティキュレー
トを捕集すると共に捕集したパティキュレートを焼却す
るトラップを設けた排気浄化装置がある。この種の排気
浄化装置としては、本出願人提案の「内燃機関の排気浄
化装置」　（実開昭６２−４９６１０号公報）が知られ
ている。

この提案は第５図に示すように、内燃機関ａの排気通路
すに、パティキュレートを付着堆積させて捕集するトラ
ップＣを設け、かつこのトラップＣの上流側直前に電気
ヒータｄを設けてトラップＣに捕集したパティキュレー
トを適宜周期的に再燃焼させトラップＣを再生させるよ
うにしている。

また提案は、トラップＣでのパティキュレートの捕集が
進み、トラップ入ロ温度センサｅと内燃機関ａの燃料噴
射ポンプｆに設けられた機関回転数センサｇとからの入
力信号によりコントローラｈがトラップＣの再燃焼時期
に達したと判断すると、排気ガスを全てトラップＣをバ
イパスさせると共に、電気ヒータｄを作動させてトラッ
プ入口温度が設定温度に達するまでトラップＣを加熱し
、トラップ入口温度が設定温度に達したら、トラップＣ
に空気を送り込んでパティキュレートを再燃焼させるよ
うにしている。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、トラップＣの入口側の温度が設定温度であって
も、トラップＣの出口間の温度が入口側のと必ずしも等
しくならない。

即ち、トラップ入口温度が設定温度であっても、熟伝達
が充分に行われていないとトラップ出口温度は低温とな
り、トラップＣ内のパティキュレートの燃焼伝播は不良
となる。この結果、トラップＣの再生は不確実となると
いう不都合が生じる。

そこで、本発明は上記事情に鑑みてなされものであり、
その目的とするところは、トラップ全体の温度をトラッ
プ入口の設定温度と同等の温度となるように制御してパ
ティキュレートの再燃焼の伝播が良好に行われるように
することにより、安定したトラップの再生を行うことが
できる内燃機関の排気浄化装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するめたに、排気ガス中のパテ
ィキュレートを捕集するトラップと、該トラップを加熱
してパティキュレートを焼却するための電気ヒータと、
前記トラップの入口温度からトラップ再生温度に対応す
る前記電気ヒータの通電時間と通電回数を演算し、前記
電気ヒータを制御するコントローラとを備えたものであ
る。

［作　用］ 排気ガス中のパティキュレートはトラップによって捕集
される。コントローラはトラップの再生時期に、トラッ
プの入口温度を検出し、その入口温度の高低に対応させ
て電気ヒータを作動する。

つまり、入口温度の高低に応じて電気ヒータの通電時間
と通電回数とを演算し、トラップ全体の温度をトラップ
の燃焼伝播に最適な温度、即ちトラップ再生温度に昇温
する。この結果、トラップの再生が良好になされるよう
になる。

［実施例コ 以下に本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図において、内燃機関（図示省略）の排気通路１に
は排気ガス中に含まれるパティキュレートを付着堆積さ
せて捕集するトラップ２が設けられ、このトラップ２に
並設されてその上流側と下流側との排気通路１を結んで
バイパス通路３が形成されている。排気通路１内のトラ
ップ２の上流側でバイパス通路３の分岐点より下流側の
トラップ２の入口近傍には排気通路１を開閉するための
トラップ入口バルブ４が設けられ、バイパス通路３内の
バイパス通路３の分岐点の近傍にはこのバイパス通路３
を開閉するためのバイパスバルブ５が設けられている。

トラップ２とその上流側のトラップ入口バルブ４との間
の排気通路１にはトラップ２に空気を導入するための空
気導入管６が接続され、この空気導入管６には空気を供
給するための空気供給手段としてのエアポンプ７が接続
されている。

トラップ入口バルブ４の下流側のトラッ７″２の上流側
直前にはこのトラップ２の入口を設定温度（約６００〜
７００℃）になるまで加熱すると共に、加熱後はトラッ
プ２全体をほぼその設定温度に保つように作動制御され
る電気ヒータ８が取付けられており、またトラップ２に
は、このトラップ２の内部の入口側温度を検出するため
のトラップ入口温度センサ９が設けられている。

また、上記のトラップ入口バルブ４、バイパスバルブ５
、エアポンプ７および電気ヒータ８はコントローラ（マ
イクロコンピュータ等）１０に接続されており、それら
の作動はこのコントローラ１０により電子制御されるよ
うになっている。このコントローラ１０にはトラップ入
口温度センサ９からの信号と、内燃機関の燃料噴射ポン
プ（図示省Ｒ）等に設けられた機関回転数センサ及び機
関負荷センサ（図示省略）からの回転数及び負荷信号と
が入力されており、コントローラ１０は機関回転数セン
サ、機関負荷センサからの回転数及び負荷信号を積算し
てトラップ２の再生時期（再燃焼時期）を判断し、かつ
トラップ入口温度センサ９からの温度信号に応じてトラ
ップ入口バルブ４　バイパスバルブ５．エアポンプ７、
電気ヒータ８等の作動を制御するようになっている。

即ち、コントローラ１０はトラップ２の再生時期になっ
たと判断すると、バイパスバルブ５を開くと共にトラッ
プ入口バルブ４を閉じる如く作動させて内燃機関からの
排気ガス流を全てバイパス通路３側に流すと共に、初期
（加熱前）のトラップ入口温度Ｔ１を測定して電気ヒー
タ８への通電を行ってトラップ２を加熱する。そして、
トラップ入口温度が再燃焼可能な設定温度（トラップ再
生温度）Ｔ２になると、それ以後は電気ヒータ８の通電
は初期のトラップ入口温度Ｔ、に応じた回数のＯＮ、Ｏ
ＦＦの繰り返し動作によって行うようになっている。

次に、本発明の作用について第２図および第３図の線図
と第４図のフローチャートをも用いて説明する。

先ず、通常運転走行時には、排気通路１のトラップ入口
バルブ４は開いていてバイパス通路３のバイパスバルブ
５は閉じられている。このため内燃機関からの排気ガス
はその全てがトラップ２部を通過して外部に排出される
。排気ガス中に含まれていたパティキュレートはトラッ
プ２に付着堆積してこれに捕集される。

一方、コントローラ１０は機関回転数と機関負荷によっ
てトラップ２に捕集したパティキュレートを再燃焼して
焼却処理する時期（トラップ２の再生時期）になったか
どうかを判断している。

そして、再生時期に達したと判断すると、バイパスバル
ブ５を開いてトラップ入口バルブ４を閉じ、排気ガスの
全てをバイパス通路３に流すと共に、この時の初期のト
ラップ入口温度Ｔ１をトラップ入口温度センサ９によっ
て検出し、同時に電気ヒータ８への通電（ＯＮ）してト
ラップ２を加熱する０次にトラップ入口温度が設定温度
Ｔ２に達すると、初期のトラップ入口温度Ｔ、から電気
ヒータ８のＯＮ、ＯＦＦの回数を第２図に基づいて記憶
されたコントローラ１０のマツプによって決定し、その
決定された回数だけ第３図に示す如く電気ヒータ８をＯ
Ｎ、ＯＦＦする。

この場合、コントローラ１０のマツプは、初期のトラッ
プ入口温度Ｔ１が低い程、電気ヒータ８のＯＮ、ＯＦＦ
の回数を多く、初期のドラッグ入口温度Ｔ１が高い程、
電気ヒータ８のＯＮ、ＯＦＦの回数を少なくするように
設定されているから、トラップ入口温度Ｔ、に対応させ
てトラップ入口温度を設定温度Ｔ２に維持できる。すな
わち、電気ヒータ８のＯＮ、ＯＦＦによりトラップ２の
出口側に熱が伝わりトラップ２全体の温度が上昇してト
ラップ２全体は常にほぼ設定温度Ｔ２に保たれる。

そして、次に、エアポンプ７により所定量のエアをトラ
ップ２へ導入し、トラップ２の燃焼と伝播を促進する。

即ち、エア導入開始時より所定時間１＋経過したら電気
ヒータ８の通電を完全に止め（ＯＦＦ）、次に、エア導
入開始時より所定時間ｔ２経過したらエアポンプ７を止
め（ＯＦＦ＞、その後はトラップ入口バルブ４を開くと
共にバイパスバルブ５を閉じる。

このように本実施例においては、初期（加熱前）のトラ
ップ入口温度Ｔ、に高低かあって相違していても、その
温度Ｔ１の高低に応じ、電気ヒータ８の加熱によるトラ
ップ入口設定温度Ｔ２上昇後の電気ヒータ８の加熱パタ
ーンを、この電気ヒータ８の通電時間と通電回数を変え
るパターン（ＯＮ、ＯＦＦ回数を少なくしたり多くした
りするパターン）とするようにしたから、トラップ２の
入口側よりトラップ２の出口側への熟の伝達が有効に行
われてトラップ２全体は常にほぼ設定温度Ｔ２に保たれ
る。この結果、再燃焼時においてはパティキュレートの
燃焼は良好に伝播されることとなり、トラップの再生は
安定して確実に行えるようになる。

なお、本実施例では再燃焼時にエアポンプ７により再燃
焼エアをトラップ２に供給したが、これに依らずトラッ
プ入口バルブ４を僅かに開いて排気ガスを導入するよう
にしてもよい、また、電気ヒータ８のＯＮ時にごく少量
のエアをエアポンプ７によりトラップ２に供給すれば、
トラップ２における入口側から出口側への熱伝達をより
早くすることができる。

［発明の効果］ 本発明によれば、次の如き優れた効果を発揮する。

トラップの再生時におけるパティキュレートの燃焼は良
好に伝播されることとなり、トラップの再生を安定して
確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る一実施例を示す概Ｑ構成図、第２
図は本発明に係る初期のトラップ入口温度と電気ヒータ
のＯＮ、ＯＦＦ回数との関係を示す線図、第３図は本発
明に係る電気ヒータにおける経過時間とトラップ入口温
度との関係を示す線図、第４図は本発明に係る一実施例
のフローチャート図、第５図は従来例を示す概略梢或図
である。 図中、１は排気通路、２はトラップ、３はバイパス通路
、４はトラップ入口バルブ、５はバイパスバルブ、７は
エアポンプ、８は電気ヒータ、１０はコントローラであ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、排気ガス中のパティキュレートを捕集するトラップ
   と、該トラップを加熱してパティキュレートを焼却する
   ための電気ヒータと、前記トラップの入口温度からトラ
   ップ再生温度に対応する前記電気ヒータの通電時間と通
   電回数を演算し、前記電気ヒータを制御するコントロー
   ラとを備えたことを特徴とする内燃機関の排気浄化装置
   。