JPH0437246B2 - - Google Patents
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- JPH0437246B2 JPH0437246B2 JP21561183A JP21561183A JPH0437246B2 JP H0437246 B2 JPH0437246 B2 JP H0437246B2 JP 21561183 A JP21561183 A JP 21561183A JP 21561183 A JP21561183 A JP 21561183A JP H0437246 B2 JPH0437246 B2 JP H0437246B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- filter
- amount
- internal combustion
- particulate matter
- 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.)
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- 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
-
- 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
-
- 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
- Y02T10/12—Improving ICE efficiencies
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Description
本発明は自動車等の車両に設けられるデイーゼ
ルエンジンの排気系に設置されたフイルタに捕集
される微粒子の量を検出する装置に関するもので
ある。 デイーゼルエンジンの排気系にハニカム状セラ
ミツクあるいはワイヤメツシユ等によるフイルタ
を設け、該フイルタを排気ガスが通過するときに
排気ガス中に含まれている微粒子を捕集して、排
気ガスを浄化する方法が知られている。 ところが経時と共にフイルタに捕集された微粒
子によりフイルタが目詰りし、排気管内圧力が上
昇しエンジンの出力低減並びに燃料消費率が悪化
する等の問題があつた。そのため、フイルタの捕
集量を検出し、定期的にフイルタに捕集された微
粒子を燃焼してフイルタを再生するためにバーナ
等の加熱装置を起動させる必要があつたが、捕集
された微粒子の量が過多になると、微粒子自身の
反応熱によりフイルタが溶損し、また頻繁に加熱
装置を作動させると、該装置の耐久寿命、フイル
タの耐久寿命を損ねかつ燃費率も悪化するので、
捕集量の検出精度を高め、最も好適な再生時期を
正確に検出することが要求されている。 ところで、従来の微粒子の捕集量の検出方法と
しては、 (a) 走行距離、エンジン回転数等を積算しそれら
の値から微粒子の捕集量を推定する方法 (b) フイルタの圧損と予めエンジンの状態に応じ
て夫々設定したフイルタ基準圧損マツプ値とを
比較することにより、フイルタの微粒子の捕集
量を検出する方法 (c) エアフローメータによりエンジンへ吸入され
る吸入空気量（重量流量）を計測し、当該流量
（重量流量）とフイルタ圧損とから捕集量を推
定する方法 等がある。 しかしながら、上記(a)の方法では微粒子の発生
量及びフイルタの捕集率等を正確にシユミレート
することは至難であり、かつ火災発生装置による
フイルタの再生率が常に一定でないため、正確な
捕集量を検出することは不可能であつた。また、
上記(b)及び(c)の方法においては、エンジンの状態
に応じてパラメータの異なる数種類のマツプを必
要としたり、又排温補正を要し、応答性、精度に
問題がある等の不具合があつた。 次に、従来構造の一例として微粒子による目詰
りで生ずる圧損と、予めエンジンの状態に応じて
夫夫設定したフイルタ基準圧損マツプ値とを比較
することにより、フイルタの微粒子の捕集量を検
出する方法である上記(b)の従来例について第１図
に基づいて詳細に説明する。 第１図は従来から提案されている排圧計測によ
る微粒子捕集量検出装置の構成図である。１はデ
イーゼルエンジンで４は吸気管２と排気管３とを
連通する排気ガス再循環（以下EGRと称す）の
為の通路で、フイルタ６は該EGR通路４と排気
管３との結合部より後流の排気管に設置され、フ
イルタ６を通過した排気ガスは浄化されて、更に
後流の排気管７を経てマフラー（図示しない）へ
排出される。また、５はEGR制御バルブであり、
エンジンの運転状態に応じてEGR量の制御を行
なつている。 微粒子捕集量演算手段１０はフイルタ６の前後
差圧を検出する差圧検出手段９の出力と、エンジ
ン回転数検出器１１とアクセル開度検出器１２の
出力とを受け、予めエンジン回転数とアクセル開
度とにより、フイルタ基準圧損マツプ値として記
憶された所定の圧損に対して差圧検出手段９の出
力を比較し、捕集量の検出を行う様に構成されて
いる。 ところが、フイルタ前後差圧はフイルタ６を通
過する排気ガス流量に依存し、しかも排気ガス流
量は排気ガス温度に依存することとなる。このた
め、車両等に用いられているデイーゼルエンジン
の様に常時運転条件が変化するものにおいては、
機関回転数とアクセル開度をパラメータとして、
フイルタ前後差圧を予め記憶された所定値との比
較において微粒子捕集量を検出する場合には、エ
ンジンの運転状態におけるフイルタ基準圧損マツ
プを様々な運転状態において設ける必要がある等
の不具合があつた。更に、EGR通路４に設けら
れたEGR制御バルブ５によりEGR量の調整を行
なうと、エンジン回転数とアクセル開度のみでは
排気ガス流量が定まらなくなるため、EGR調整
時には微粒子捕集量を検出できない等の不具合が
あつた。 本発明は、上記不具合に鑑みなされたもので、
機関の運転状態が常時変化する場合にも、又
EGRガス流量が調整されているときでも排気温
度の補正をすることなく、容易に微粒子の捕集量
を検出する装置を提供することを目的とするもの
である。以下、本発明の一実施例を第２図に基づ
いて説明する。１４はフイルタ６の下流側に近接
して配置された固定絞り部であり、本実施例にお
いてはフイルタ６を通過した排気ガスは全て上記
絞り部１４を通過する様に構成されている。１６
は圧力センサであり、同センサ１６の信号は
CPU１８に入力される。そして、フイルタ６の
上流側圧力P1は圧力通路２０，２２及び２４を
介して圧力センサ１６に導びかれ、またフイルタ
６と固定絞り部１４との間の圧力P2は圧力通路
２６，２２及び２４を介して圧力センサ１４に導
びかれ、更に固定絞り部１４の下流側圧力P3は
圧力通路２８，２４を介して圧力センサ１６に導
びかれる様に構成されている。そして、圧力セン
サ１６において測定された圧力P1，P2，P3を
CPU１８に入力し、CPU１８でフイルタの圧損
△Pf＝（P1−P2）、及び固定絞り圧損△Pp＝（P2−
P3）を求め、更に△Pfと△Ppの圧損比を求めるこ
とにより、フイルタ６の微粒子捕集量を検出でき
るものである。 更に、３０及び３２は上記圧力P1，P2及びP3
を選択的に圧力センサ１６に供給するための切換
用三方ソレノイドバルブであり、CPU１８から
の信号により適宜切換え制御されている。従っ
て、上記ソレノイドバルブ３０，３２を切換える
ことにより、一個の圧力センサにより、各排気圧
力P1，P2及びP3を測定することができる構成と
なつている。 また、固定絞り部１４は、フイルタ６に所定量
の微粒子が捕集された状態における排気抵抗と略
同等の排気抵抗を有する様に絞り量が決められて
おり、後述する理由によりフイルタ６に所定量の
微粒子が捕集された状態での検出精度を向上させ
ている。 更に、固定絞り部１４を消音器又は消熱器と兼
用させることにより、部品の共用化が図れるもの
である。また、圧力測定時期を排気圧力が通常状
態より高圧となる状態、例えばエンジンの高速回
転域の状態において測定することにより、各部品
のばらつきにより生じる誤差、電子制御装置内で
の演算で生じる誤差等が微粒子捕集量の検出値に
与える影響を小さくすることができるものであ
る。 次に、圧力センサ１６により検出された排気圧
力P1，P2及びP3よりフイルタ６における微粒子
捕集量の検出原理について説明する。 ここで、フイルタ上流側圧力：P1，フイルタ
上流側密度：ρ1，フイルタ下流側圧力：P2，フイ
ルタ下流側密度：ρ2，固定絞り下流側圧力：P3，
固定絞りの相当絞り：Ao，フイルタ相当絞り：
Af，排気ガス流量：Ｇとすると、 Ｇ＝Af√２（1−2）1 ＝AD√２（2−3）2 (1) ∴P1−P2／P2−P3＝（AD／Af）2・ρ2／ρ1(2) ここで、ρ2／ρ1≒一定とすれば（フイルタの上
流側及び下流側での圧力及び温度がエンジン状態
によつて異なるが、圧力及び温度の変化率がフイ
ルタの上流側及び下流側で略同様に変化するもの
と仮定できるため）、AD＝const.となるので、 フイルタの圧損／固定絞り部の圧損 ＝△Pf／△Pp＝ｋ・△Af 2（ｋ：const.）(3) ここでフイルタ相当絞りAfは微粒子捕集量MP
のみにより略決定されることが本発明者の実験よ
り明らかとされているので（△Pf／△Pp）は、フ
イルタの微粒子捕集量MPのみの関数となり、圧
損比（△Pf／△Pp）を求めることにより、微粒子
捕集量MPを検出することができるものである。 なお、第３図に微粒子捕集量0g及び15gの夫夫
におけるフイルタ圧損△Pf及び固定絞り圧損△Pp
との関係を実験により求めた結果を示した。第３
図の実験結果から微粒子捕集量が一定の場合には
圧損比（△Pf／△Pp）が略一定（第３図において
傾きが略一定である。）であることが判る。 更に、第４図はフイルタ６の微粒子捕集量MP
と圧損比（△Pf／△Pp）との関係を示したもので
あり、同図において、例えばMP＝10gの時再生を
開始したい場合にはMP＝10gに対応する圧損比Ｋ
（定数）を求めておき、電子制御装置１０におい
て計測した圧損比がＫの値より大きな場合には、
図示していないフイルタ加熱装置等のフイルタ再
生装置を作動させる信号が出力される様に構成さ
れている。 次に、部品のばらつき、センサ特性のばらつき
及び電子計算器の演算で生じる誤差により、演算
結果に生じる誤差について説明する。 誤差及びばらつきの要因としては次のものが考
えられる。 (1) 部品による圧損ばらつき
ルエンジンの排気系に設置されたフイルタに捕集
される微粒子の量を検出する装置に関するもので
ある。 デイーゼルエンジンの排気系にハニカム状セラ
ミツクあるいはワイヤメツシユ等によるフイルタ
を設け、該フイルタを排気ガスが通過するときに
排気ガス中に含まれている微粒子を捕集して、排
気ガスを浄化する方法が知られている。 ところが経時と共にフイルタに捕集された微粒
子によりフイルタが目詰りし、排気管内圧力が上
昇しエンジンの出力低減並びに燃料消費率が悪化
する等の問題があつた。そのため、フイルタの捕
集量を検出し、定期的にフイルタに捕集された微
粒子を燃焼してフイルタを再生するためにバーナ
等の加熱装置を起動させる必要があつたが、捕集
された微粒子の量が過多になると、微粒子自身の
反応熱によりフイルタが溶損し、また頻繁に加熱
装置を作動させると、該装置の耐久寿命、フイル
タの耐久寿命を損ねかつ燃費率も悪化するので、
捕集量の検出精度を高め、最も好適な再生時期を
正確に検出することが要求されている。 ところで、従来の微粒子の捕集量の検出方法と
しては、 (a) 走行距離、エンジン回転数等を積算しそれら
の値から微粒子の捕集量を推定する方法 (b) フイルタの圧損と予めエンジンの状態に応じ
て夫々設定したフイルタ基準圧損マツプ値とを
比較することにより、フイルタの微粒子の捕集
量を検出する方法 (c) エアフローメータによりエンジンへ吸入され
る吸入空気量（重量流量）を計測し、当該流量
（重量流量）とフイルタ圧損とから捕集量を推
定する方法 等がある。 しかしながら、上記(a)の方法では微粒子の発生
量及びフイルタの捕集率等を正確にシユミレート
することは至難であり、かつ火災発生装置による
フイルタの再生率が常に一定でないため、正確な
捕集量を検出することは不可能であつた。また、
上記(b)及び(c)の方法においては、エンジンの状態
に応じてパラメータの異なる数種類のマツプを必
要としたり、又排温補正を要し、応答性、精度に
問題がある等の不具合があつた。 次に、従来構造の一例として微粒子による目詰
りで生ずる圧損と、予めエンジンの状態に応じて
夫夫設定したフイルタ基準圧損マツプ値とを比較
することにより、フイルタの微粒子の捕集量を検
出する方法である上記(b)の従来例について第１図
に基づいて詳細に説明する。 第１図は従来から提案されている排圧計測によ
る微粒子捕集量検出装置の構成図である。１はデ
イーゼルエンジンで４は吸気管２と排気管３とを
連通する排気ガス再循環（以下EGRと称す）の
為の通路で、フイルタ６は該EGR通路４と排気
管３との結合部より後流の排気管に設置され、フ
イルタ６を通過した排気ガスは浄化されて、更に
後流の排気管７を経てマフラー（図示しない）へ
排出される。また、５はEGR制御バルブであり、
エンジンの運転状態に応じてEGR量の制御を行
なつている。 微粒子捕集量演算手段１０はフイルタ６の前後
差圧を検出する差圧検出手段９の出力と、エンジ
ン回転数検出器１１とアクセル開度検出器１２の
出力とを受け、予めエンジン回転数とアクセル開
度とにより、フイルタ基準圧損マツプ値として記
憶された所定の圧損に対して差圧検出手段９の出
力を比較し、捕集量の検出を行う様に構成されて
いる。 ところが、フイルタ前後差圧はフイルタ６を通
過する排気ガス流量に依存し、しかも排気ガス流
量は排気ガス温度に依存することとなる。このた
め、車両等に用いられているデイーゼルエンジン
の様に常時運転条件が変化するものにおいては、
機関回転数とアクセル開度をパラメータとして、
フイルタ前後差圧を予め記憶された所定値との比
較において微粒子捕集量を検出する場合には、エ
ンジンの運転状態におけるフイルタ基準圧損マツ
プを様々な運転状態において設ける必要がある等
の不具合があつた。更に、EGR通路４に設けら
れたEGR制御バルブ５によりEGR量の調整を行
なうと、エンジン回転数とアクセル開度のみでは
排気ガス流量が定まらなくなるため、EGR調整
時には微粒子捕集量を検出できない等の不具合が
あつた。 本発明は、上記不具合に鑑みなされたもので、
機関の運転状態が常時変化する場合にも、又
EGRガス流量が調整されているときでも排気温
度の補正をすることなく、容易に微粒子の捕集量
を検出する装置を提供することを目的とするもの
である。以下、本発明の一実施例を第２図に基づ
いて説明する。１４はフイルタ６の下流側に近接
して配置された固定絞り部であり、本実施例にお
いてはフイルタ６を通過した排気ガスは全て上記
絞り部１４を通過する様に構成されている。１６
は圧力センサであり、同センサ１６の信号は
CPU１８に入力される。そして、フイルタ６の
上流側圧力P1は圧力通路２０，２２及び２４を
介して圧力センサ１６に導びかれ、またフイルタ
６と固定絞り部１４との間の圧力P2は圧力通路
２６，２２及び２４を介して圧力センサ１４に導
びかれ、更に固定絞り部１４の下流側圧力P3は
圧力通路２８，２４を介して圧力センサ１６に導
びかれる様に構成されている。そして、圧力セン
サ１６において測定された圧力P1，P2，P3を
CPU１８に入力し、CPU１８でフイルタの圧損
△Pf＝（P1−P2）、及び固定絞り圧損△Pp＝（P2−
P3）を求め、更に△Pfと△Ppの圧損比を求めるこ
とにより、フイルタ６の微粒子捕集量を検出でき
るものである。 更に、３０及び３２は上記圧力P1，P2及びP3
を選択的に圧力センサ１６に供給するための切換
用三方ソレノイドバルブであり、CPU１８から
の信号により適宜切換え制御されている。従っ
て、上記ソレノイドバルブ３０，３２を切換える
ことにより、一個の圧力センサにより、各排気圧
力P1，P2及びP3を測定することができる構成と
なつている。 また、固定絞り部１４は、フイルタ６に所定量
の微粒子が捕集された状態における排気抵抗と略
同等の排気抵抗を有する様に絞り量が決められて
おり、後述する理由によりフイルタ６に所定量の
微粒子が捕集された状態での検出精度を向上させ
ている。 更に、固定絞り部１４を消音器又は消熱器と兼
用させることにより、部品の共用化が図れるもの
である。また、圧力測定時期を排気圧力が通常状
態より高圧となる状態、例えばエンジンの高速回
転域の状態において測定することにより、各部品
のばらつきにより生じる誤差、電子制御装置内で
の演算で生じる誤差等が微粒子捕集量の検出値に
与える影響を小さくすることができるものであ
る。 次に、圧力センサ１６により検出された排気圧
力P1，P2及びP3よりフイルタ６における微粒子
捕集量の検出原理について説明する。 ここで、フイルタ上流側圧力：P1，フイルタ
上流側密度：ρ1，フイルタ下流側圧力：P2，フイ
ルタ下流側密度：ρ2，固定絞り下流側圧力：P3，
固定絞りの相当絞り：Ao，フイルタ相当絞り：
Af，排気ガス流量：Ｇとすると、 Ｇ＝Af√２（1−2）1 ＝AD√２（2−3）2 (1) ∴P1−P2／P2−P3＝（AD／Af）2・ρ2／ρ1(2) ここで、ρ2／ρ1≒一定とすれば（フイルタの上
流側及び下流側での圧力及び温度がエンジン状態
によつて異なるが、圧力及び温度の変化率がフイ
ルタの上流側及び下流側で略同様に変化するもの
と仮定できるため）、AD＝const.となるので、 フイルタの圧損／固定絞り部の圧損 ＝△Pf／△Pp＝ｋ・△Af 2（ｋ：const.）(3) ここでフイルタ相当絞りAfは微粒子捕集量MP
のみにより略決定されることが本発明者の実験よ
り明らかとされているので（△Pf／△Pp）は、フ
イルタの微粒子捕集量MPのみの関数となり、圧
損比（△Pf／△Pp）を求めることにより、微粒子
捕集量MPを検出することができるものである。 なお、第３図に微粒子捕集量0g及び15gの夫夫
におけるフイルタ圧損△Pf及び固定絞り圧損△Pp
との関係を実験により求めた結果を示した。第３
図の実験結果から微粒子捕集量が一定の場合には
圧損比（△Pf／△Pp）が略一定（第３図において
傾きが略一定である。）であることが判る。 更に、第４図はフイルタ６の微粒子捕集量MP
と圧損比（△Pf／△Pp）との関係を示したもので
あり、同図において、例えばMP＝10gの時再生を
開始したい場合にはMP＝10gに対応する圧損比Ｋ
（定数）を求めておき、電子制御装置１０におい
て計測した圧損比がＫの値より大きな場合には、
図示していないフイルタ加熱装置等のフイルタ再
生装置を作動させる信号が出力される様に構成さ
れている。 次に、部品のばらつき、センサ特性のばらつき
及び電子計算器の演算で生じる誤差により、演算
結果に生じる誤差について説明する。 誤差及びばらつきの要因としては次のものが考
えられる。 (1) 部品による圧損ばらつき
【表】
(2) センサ特性のばらつき
本実施例においては、一つのセンサで必要圧力
を全て測定するものであり、更に演算のときに圧
力差を求めることによりセンサの特性によるばら
つきは完全に消去されてしまうものであり、この
ばらつきの要因は無視できるものである。 (3) 演算で生じる誤差 アナログ入力をデジタル変換する時に生ずる誤
差を±ａ／２mmHg（ａ：AD分解能）とすると、 （P1±ａ／２）−（P2±ａ／２）／（P2±ａ／２）−
（P3±ａ／２） ＝（P1−P2）±ａ／（P2−P3）±ａ＝△Pf±ａ／△
Pp±ａ(4) となる。 従って上記(1)〜(3)の要因からノミナル特性のセ
ンサにおいて予想される相対誤差δは δ＝｜△Pf／△Pp−（１±εf）△Pf±ａ／（１±εp
）△Pp±ａ／△Pf／△Pp｜(5) となり、この最大値δmaxは、 δmax＝
（１＋εf）△Pp・△Pf＋ａ△Pp／（１−εp）△Pp・△
Pf−ａ△Pf−１(6) となる。 ここで、δmaxを最小とするためには、各ばら
つき要因のばらつき幅を小さく管理する他に、再
生トリガ時点でのフイルタ及び固定絞りの圧損△
Pf及び△Ppを極力大きくすることが有効である。
これは、上記式(6)に εf＝0.14 εp＝0.06 ａ＝1.0mmHg／bit，ａ＝2.0mmHg／bit を代入し、△Pp＝△Pfと仮定して△Pp及び△Pfの
値を変化させて式(6)によりδmaxを算出したグラ
フ（第５図）から明らかとなるものである。 すなわち、排気圧力が高くなる状態（例えばエ
ンジン回転数が高い状態）において再生判定を行
なうことにより誤差を少なくすることができるも
のである。 また、機関性能（燃費）から排圧（△Pf＋△
Pp）が制限されることとなるが、排圧（△Pf＋△
Pp）が一定のもとでは、上記式(6)に次の値を代入
することにより第６図に示す結果を得るものであ
る。 εf＝0.14 εp＝0.06 ａ＝1.0mmHg／bit，ａ＝2.0mmHg／bit △Pf＋△Pp＝100mmHg 第６図から、△Pf／△Pp≒１のとき最大誤差
δmaxが最小値となつていることが判り、更に0.5
≦△Pf／△Pp≦1.5においてδmaxは極めて小さな
値であることが判明する。すなわち、フイルタの
微粒子捕集量がフイルタ再生を必要とする設定量
となつた状態において、圧損比△Pf／△Ppが0.5
から1.5の範囲となる様にフイルタ又は固定絞り
部を設定することにより、再生時期判定の誤差を
小さくでき、判定精度を上げることができるもの
である。 従って、本発明によれば、フイルタと固定絞り
とが近接して設けられているのでフイルタ内と固
定絞り内での排気ガスの温度差が左程なく温度補
正が不要となるため、過度運転時も含め広範囲な
運転状態でフイルタの再生要否の判定を行なうこ
とができるものである。 更に、EGR等により排圧が変化したとしても、
フイルタ内の圧力及び固定絞り内の圧力が共に変
動するため、フイルタの再生要否の判定には影響
を与えることがなく、従来の欠点を解消できるも
のである。 また、本発明では、フイルタの圧損及び固定絞
りの圧損を同一の圧力センサにより計測している
ので、圧力センサの製造ばらつきにより生じる誤
差を解消することができ、より精度の高い判定が
行なえるものである。 なお、本発明の実施例においては、圧力センサ
を１個設けたものについて述べたが、圧力センサ
を２個設けてフイルタ及び固定絞りの圧損を夫々
測定することにより、運転過渡期の応答性がセン
サ１個を設けたものに比べて向上するものであ
る。更にまた、本発明の実施例ではフイルタ再生
開始時期の判断を例にして述べたが、再生終了時
期の判断更にはEGRの補正時期判断にも利用で
きるものである。
を全て測定するものであり、更に演算のときに圧
力差を求めることによりセンサの特性によるばら
つきは完全に消去されてしまうものであり、この
ばらつきの要因は無視できるものである。 (3) 演算で生じる誤差 アナログ入力をデジタル変換する時に生ずる誤
差を±ａ／２mmHg（ａ：AD分解能）とすると、 （P1±ａ／２）−（P2±ａ／２）／（P2±ａ／２）−
（P3±ａ／２） ＝（P1−P2）±ａ／（P2−P3）±ａ＝△Pf±ａ／△
Pp±ａ(4) となる。 従って上記(1)〜(3)の要因からノミナル特性のセ
ンサにおいて予想される相対誤差δは δ＝｜△Pf／△Pp−（１±εf）△Pf±ａ／（１±εp
）△Pp±ａ／△Pf／△Pp｜(5) となり、この最大値δmaxは、 δmax＝
（１＋εf）△Pp・△Pf＋ａ△Pp／（１−εp）△Pp・△
Pf−ａ△Pf−１(6) となる。 ここで、δmaxを最小とするためには、各ばら
つき要因のばらつき幅を小さく管理する他に、再
生トリガ時点でのフイルタ及び固定絞りの圧損△
Pf及び△Ppを極力大きくすることが有効である。
これは、上記式(6)に εf＝0.14 εp＝0.06 ａ＝1.0mmHg／bit，ａ＝2.0mmHg／bit を代入し、△Pp＝△Pfと仮定して△Pp及び△Pfの
値を変化させて式(6)によりδmaxを算出したグラ
フ（第５図）から明らかとなるものである。 すなわち、排気圧力が高くなる状態（例えばエ
ンジン回転数が高い状態）において再生判定を行
なうことにより誤差を少なくすることができるも
のである。 また、機関性能（燃費）から排圧（△Pf＋△
Pp）が制限されることとなるが、排圧（△Pf＋△
Pp）が一定のもとでは、上記式(6)に次の値を代入
することにより第６図に示す結果を得るものであ
る。 εf＝0.14 εp＝0.06 ａ＝1.0mmHg／bit，ａ＝2.0mmHg／bit △Pf＋△Pp＝100mmHg 第６図から、△Pf／△Pp≒１のとき最大誤差
δmaxが最小値となつていることが判り、更に0.5
≦△Pf／△Pp≦1.5においてδmaxは極めて小さな
値であることが判明する。すなわち、フイルタの
微粒子捕集量がフイルタ再生を必要とする設定量
となつた状態において、圧損比△Pf／△Ppが0.5
から1.5の範囲となる様にフイルタ又は固定絞り
部を設定することにより、再生時期判定の誤差を
小さくでき、判定精度を上げることができるもの
である。 従って、本発明によれば、フイルタと固定絞り
とが近接して設けられているのでフイルタ内と固
定絞り内での排気ガスの温度差が左程なく温度補
正が不要となるため、過度運転時も含め広範囲な
運転状態でフイルタの再生要否の判定を行なうこ
とができるものである。 更に、EGR等により排圧が変化したとしても、
フイルタ内の圧力及び固定絞り内の圧力が共に変
動するため、フイルタの再生要否の判定には影響
を与えることがなく、従来の欠点を解消できるも
のである。 また、本発明では、フイルタの圧損及び固定絞
りの圧損を同一の圧力センサにより計測している
ので、圧力センサの製造ばらつきにより生じる誤
差を解消することができ、より精度の高い判定が
行なえるものである。 なお、本発明の実施例においては、圧力センサ
を１個設けたものについて述べたが、圧力センサ
を２個設けてフイルタ及び固定絞りの圧損を夫々
測定することにより、運転過渡期の応答性がセン
サ１個を設けたものに比べて向上するものであ
る。更にまた、本発明の実施例ではフイルタ再生
開始時期の判断を例にして述べたが、再生終了時
期の判断更にはEGRの補正時期判断にも利用で
きるものである。
第１図は従来構造の説明図、第２図は本発明の
概略説明図、第３図はフイルタの圧損と固定絞り
圧損とを比較した実験結果、第４図はフイルタと
固定絞りの圧損比と微粒子捕集量との関係を示す
実験結果、第５図及び第６図は圧損値に対する最
大誤差を示したものである。 エンジン……１、吸気管……２、排気管……
３、フイルタ……６、圧力検出手段……８、捕集
量検出手段……１０、切換弁……２４，２６。
概略説明図、第３図はフイルタの圧損と固定絞り
圧損とを比較した実験結果、第４図はフイルタと
固定絞りの圧損比と微粒子捕集量との関係を示す
実験結果、第５図及び第６図は圧損値に対する最
大誤差を示したものである。 エンジン……１、吸気管……２、排気管……
３、フイルタ……６、圧力検出手段……８、捕集
量検出手段……１０、切換弁……２４，２６。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ エンジンの排気系に設置され排気ガス中の微
粒子を捕集するフイルタの下流側に直列に配設さ
れた固定絞り部、上記フイルタの上流側の圧力と
同フイルタ及び上記絞り部間の圧力と上記絞り部
下流側の圧力とを検出する圧力検出手段、及び上
記圧力検出手段により検出された各圧力信号によ
り上記フイルタに捕集された微粒子の量を算出す
る捕集量検出手段を具備することを特徴とする内
燃機関の微粒子捕集量検出装置 ２ 上記捕集量検出手段は、上記フイルタの上流
側の圧力と同フイルタ及び上記絞り部間の圧力と
の差、及び同フイルタ及び上記絞り部間の圧力と
上記絞り部下流側の圧力の差の比を計算すること
により上記フイルタに捕集された微粒子の量を算
出することを特徴とする特許請求の範囲第１項に
記載の内燃機関の微粒子捕集量検出装置 ３ 上記圧力検出手段が、圧力センサと、上記フ
イルタの上流側、同フイルタ及び上記絞り部間、
及び上記絞り部下流側の各々と上記圧力センサと
を接続する圧力通路と、上記各通路を選択的に上
記圧力センサに連通する切り換え弁とを具備する
特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関の微粒子
捕集量検出装置 ４ 上記固定絞り部が消音器または消熱器を兼用
している特許請求の範囲第１項に記載の内燃機関
の微粒子捕集量検出装置 ５ フイルタの微粒子捕集量がフイルタ再生を必
要とする設定量となつた状態において、上記比が
0.5から1.5の範囲になるように上記フイルタ又は
固定絞り部を設定した特許請求の範囲第２項に記
載の内燃機関の微粒子捕集量検出装置 ６ 上記圧力検出手段は内燃機関の所定の運転状
態においてのみ圧力を検出する特許請求の範囲第
１項に記載の内燃機関の微粒子捕集量検出装置 ７ 上記所定の運転状態が、エンジンの排気圧力
が通常状態より高くなる様にした特許請求の範囲
第６項に記載の微粒子捕集量検出装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215611A JPS60108520A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 内燃機関の微粒子捕集量検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58215611A JPS60108520A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 内燃機関の微粒子捕集量検出装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60108520A JPS60108520A (ja) | 1985-06-14 |
| JPH0437246B2 true JPH0437246B2 (ja) | 1992-06-18 |
Family
ID=16675283
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58215611A Granted JPS60108520A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 内燃機関の微粒子捕集量検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60108520A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2581110B2 (ja) * | 1987-10-26 | 1997-02-12 | いすゞ自動車株式会社 | パティキュレートトラップの再燃焼装置 |
| JPH01253522A (ja) * | 1988-03-31 | 1989-10-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | ディーゼル排ガス浄化装置 |
| JPH0621551B2 (ja) * | 1989-06-16 | 1994-03-23 | いすゞ自動車株式会社 | パティキュレートトラップの再生装置 |
| JP5141610B2 (ja) * | 2009-03-19 | 2013-02-13 | トヨタ自動車株式会社 | 内燃機関の排気浄化装置 |
| JP2019120222A (ja) * | 2018-01-10 | 2019-07-22 | いすゞ自動車株式会社 | 堆積量算出装置および堆積量算出方法 |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP58215611A patent/JPS60108520A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60108520A (ja) | 1985-06-14 |
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