JPH05312019A

JPH05312019A - ディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置

Info

Publication number: JPH05312019A
Application number: JP4119186A
Authority: JP
Inventors: Kiyoshi Obata; 喜代志小端
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1992-05-12
Filing date: 1992-05-12
Publication date: 1993-11-22

Abstract

(57)【要約】【目的】パティキュレート捕集中のフィルタの単位時
間当たりの捕集量を調整し、頻繁な再生処理を防止して
バッテリの消耗、フィルタの破損を防止可能なディーゼ
ル機関の排気微粒子除去装置の提供を目的とする。【構成】機関の排気通路Ｇに設けたフィルタＦによっ
て排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時期に
再生手段によりフィルタＦの再生を行うディーゼルエン
ジンの排気微粒子除去装置において、フィルタＦ内に捕
集されたパティキュレートの量を検出する捕集量検出手
段Ａと、フィルタＦ内のパティキュレートの捕集量の時
間変化量を検出する捕集量変化検出手段Ｂと、パティキ
ュレートの捕集量の時間変化量が所定値以上の時、機関
の運転状態をスモークの発生しにくい運転状態に補正す
る運転状態補正手段Ｃとを設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はディーゼルエンジンの排
気微粒子除去装置に関し、特に、ディーゼル機関の排気
ガス中に含まれるパティキュレートの捕集時に、再生周
期が極端に短くならないように機関の運転状態を補正し
て、バッテリ過放電やフィルタの再生不良等の不具合を
防止することができるディーゼルエンジンの排気微粒子
除去装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動車等の内燃機関、特に、ディーゼル
機関の排気ガス中には、カーボンを主成分とする排気微
粒子（パティキュレート）が含まれており、排気黒煙の
原因となっている。環境汚染の観点からはこのパティキ
ュレートは除去することが望ましく、近年、ディーゼル
機関の排気通路にセラミック製のフィルタを配置し、デ
ィーゼルパティキュレートをこのフィルタによって除去
することが提案されている。

【０００３】図９は排気通路８２の途中に分流後合流す
る２つの分岐通路８３，８４を備え、各分岐通路８３，
８４の中にそれぞれパティキュレート捕集フィルタ (以
後、単にパティキュレートフィルタ、或いはフィルタと
いう) Ａ，Ｂを備えた従来のディーゼルエンジンの排気
微粒子除去装置８０の概略構成を示すものである。この
ようなディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置８０で
は、排気ガスを２つに分流してパティキュレートフィル
タＡ，Ｂによって排気ガス中のパティキュレートが捕集
され、パティキュレートが所定量捕集されると、フィル
タに捕集されたパティキュレートを燃焼させて除去する
再生処理が行われる。この再生処理は、一般に、圧力セ
ンサＳＵ，ＳＤを用いて検出されたフィルタ前後の圧力
損失（差圧）が所定値以上になった時に、片方のフィル
タ毎に個別に実行される。

【０００４】この再生処理について更に詳しく説明する
と、排気バイパス通路の無いディーゼルエンジンの排気
微粒子除去装置では、再生時に分岐部に設けられた図示
しない弁が切り換えられ、排気ガスが一方のパティキュ
レートフィルタ、例えば、パティキュレートフィルタＢ
側に流れ、パティキュレートフィルタＡが排気経路から
切り離される。そして、切り離されたパティキュレート
フィルタＡでは、電気ヒータＨＡに通電が行われて捕集
されたパティキュレートが着火され、同時に図示しない
電気エアポンプから２次空気のような再生用ガスが供給
されてパティキュレートを燃焼させる再生処理が行われ
る。そして、パティキュレートフィルタＡの再生処理が
終了すると、前述の弁が切り換えられて排気ガスが再生
処理の終了したパティキュレートフィルタＡ側に流れ、
パティキュレートフィルタＢが排気経路から切り離され
て電気ヒータＨＢが通電され、捕集されたパティキュレ
ートが着火されると共に再生用ガスが供給されてパティ
キュレートを燃焼させる再生処理が行われる。

【０００５】ところが、図９に示したディーゼルエンジ
ンの排気微粒子除去装置８０におけるこのような再生処
理では、一方が再生中に機関の排気ガス中のスモーク量
が多くなると、捕集中のフィルタのパティキュレートの
捕集量が過多になり、再生時に燃焼温度が高くなり過ぎ
てフィルタにクラックが発生したり、フィルタが溶損し
たりする恐れがある。

【０００６】この対策として、特開昭63-131846 号公報
に示される技術を使用し、スモークセンサをパティキュ
レートフィルタ上流側の排気通路内に設け、スモーク量
が多い時には機関への燃料の噴射時期あるいは燃料噴射
量を制御してスモーク量を減らすことが考えられる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在の
スモークセンサはスモークの付着等により検出精度が必
ずしも満足できるものではなく、いつも同じデータが得
られるとは限らない恐れがあった。また、スモークセン
サを排気通路に新たに設けることからコストが高くなる
恐れもあった。

【０００８】そこで、本発明は、前記従来のディーゼル
エンジンの排気微粒子除去装置の有する課題を解消し、
パティキュレートフィルタの捕集時におけるパティキュ
レート捕集量の単位時間当たりの変化を検出することに
よって、排気ガス中のスモーク量の変化を検出し、スモ
ーク量が多い時には機関制御をスモーク減量となるよう
に補正することにより、一方が再生中の他方のフィルタ
の、単位時間当たりのパティキュレートの捕集量を調整
し、再生回数の低減を可能にしたディーゼルエンジンの
排気微粒子除去装置を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成する本発
明のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置は、内燃
機関の排気通路に設けたフィルタによって排気ガス中の
パティキュレートを捕集し、所定時期に再生手段により
フィルタの再生を行うディーゼルエンジンの排気微粒子
除去装置において、前記フィルタ内に捕集されたパティ
キュレートの量を検出する捕集量検出手段と、前記フィ
ルタ内のパティキュレートの捕集量の時間変化量を検出
する捕集量変化検出手段と、前記パティキュレートの捕
集量の時間変化量が所定値以上の時、機関の運転状態を
スモークの発生しにくい運転状態に補正する運転状態補
正手段とを設けたことを特徴としている。

【００１０】

【作用】本発明のディーゼルエンジンの排気微粒子除去
装置によれば、捕集量検出手段によってフィルタ内に捕
集されたパティキュレートの量が検出され、捕集量変化
検出手段によってフィルタ内のパティキュレートの捕集
量の時間変化量が検出される。そして、パティキュレー
トの捕集量の時間変化量が所定値以上の時、運転状態補
正手段により機関の運転状態がスモークの発生しにくい
運転状態に補正される。

【００１１】

【実施例】以下添付図面を用いて本発明の実施例を詳細
に説明する。図２は本発明による逆流交互再生デュアル
フィルタタイプの排気浄化装置２０の一実施例の概略的
構成を示すものである。この実施例のディーゼルエンジ
ンの排気微粒子除去装置では、エンジン１からの排気ガ
スを導く排気管２は、分岐部ａにおいて分岐管２Ａ，２
Ｂに分岐され、その後に合流部ｂにおいて合流されてマ
フラー６に接続される。分岐管２Ａ，２Ｂの途中に設け
られたケーシング３Ａ，３Ｂの中には、排気ガス中のパ
ティキュレートを捕集するためにそれぞれ第１フィルタ
５Ａ及び第２フィルタ５Ｂが設けられている。この第１
フィルタ５Ａ及び第２フィルタ５Ｂとしては、多数のフ
ィルタセルを備えたハニカムフィルタが使用され、各フ
ィルタセルの排気上流端と下流端は交互にプラグによっ
て栓詰めされている。従って、この第１フィルタ５Ａ及
び第２フィルタ５Ｂに流れ込んだ排気ガス中のパティキ
ュレートは、排気ガスがフィルタセルの壁面を通過する
際にフィルタセルに捕集される。

【００１２】また、分岐管２Ａ及び２Ｂの分岐部ａの上
流側および合流部ｂの下流側には、それぞれ圧力センサ
ＳＰＵ，ＳＰＤが設けられている。そして、第１，第２
フィルタ５Ａ，５Ｂの上下流の圧力差（圧力損失）は圧
力センサＳＰＵとＳＰＤの出力がＥＣＵ（制御回路）１
００に入力されて求められる。制御回路１００はこの差
圧によって第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂの再生時期を
決定する。

【００１３】一方、第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂの下
流側端面近傍、或は下流側端部の栓部材（図示せず）に
はフィルタ再生時、フィルタを加熱してパティキュレー
トに着火する電気ヒータＨＡ及びＨＢが設けられてお
り、これら電気ヒータＨＡ，ＨＢの一端は接地され、他
端は制御回路１００によって制御されるスイッチＳＷ
Ａ，ＳＷＢを介してバッテリ１１に接続されている。更
に、第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂの再生時の下流側
（排気ガスの流れに対しては上流側）には、第１、第２
フィルタ５Ａ，５Ｂの入口温度を検出する温度センサＳ
ＴＡ，ＳＴＢがそれぞれ設けられており、これら温度セ
ンサＳＴＡ，ＳＴＢの出力は制御回路１００に入力され
ている。

【００１４】この第１、第２フィルタ５Ａ，５Ｂの再生
時には、電気ヒータＨＡあるいはＨＢに通電すると共
に、通電が行われた側の第１フィルタ５Ａあるいは第２
フィルタ５Ｂの下流側から再生用ガスを流し、燃焼ガス
をその上流側から排出する必要がある。従って、この実
施例では、分岐管２Ａ，２Ｂの合流部ｂに再生用ガス供
給口１７が設けられており、この再生用ガス供給口１７
には、途中に開閉弁Ｖ３の設けられた再生用ガス供給通
路７を通じて電動エアポンプ９から再生用ガスとして２
次空気が供給されるようになっている。この電動エアポ
ンプ９と開閉弁Ｖ３は共に制御回路１００によって駆動
制御される。また、分岐管２Ａ，２Ｂの分岐部ａに再生
用ガス排出口１８が設けられており、この再生用ガス排
出口１８には、一端が大気に開放され、途中に開閉弁Ｖ
４の設けられた再生用ガス排出通路８が接続されてい
る。この開閉弁Ｖ４も制御回路１００によって駆動制御
される。

【００１５】そして、再生用ガス排出口１８が開口する
分岐部ａには、分岐部ａの上流側の排気管２、分岐管２
Ａ，２Ｂ、および再生用ガス排出口１８の接続を切り換
える第１制御弁Ｖ１が設けられ、再生用ガス供給口１７
が開口する合流部ｂには、合流部ｂの下流側の排気管
２、分岐管２Ａ，２Ｂ、および再生用ガス供給口１７の
接続を切り換える第２制御弁Ｖ２が設けられている。

【００１６】この第１、第２制御弁Ｖ１，Ｖ２は共に制
御回路（ＥＣＵ）１００によって駆動されるようになっ
ており、制御回路１００からの制御信号により第１、第
２制御弁Ｖ１，Ｖ２は連動して実線位置ハ、破線位置
ロ、および一点鎖線位置イに位置決めされる。弁Ｖ１〜
Ｖ４の駆動は、実際には、ダイアフラム式アクチュエー
タや負圧切換弁、或いは電気式のアクチュエータによっ
て行われるが、その駆動機構は特に限定されるものでは
ないので、ここでは図示およびその説明を省略する。

【００１７】図３および図４はこれら第１の制御弁Ｖ１
と第２の制御弁Ｖ２の実際の構成の一例を示すものであ
る。第１の制御弁Ｖ１および第２の制御弁Ｖ２には例え
ばバタフライ弁が使用され、再生用ガス排出口１８およ
び再生用ガス供給口１７の開口部の近傍に設けられた回
転軸１０ａ，１１ａを中心に弁体１０ｂ，１１ｂが回動
することにより、再生用ガス排出口１８および再生用ガ
ス供給口１７を分岐管２Ａ，２Ｂの何れか一方側に開口
させることができるようになっている。

【００１８】実線位置ハは捕集状態の位置であり、エン
ジン１からの排気ガスは第１、第２パティキュレートフ
ィルタ５Ａ，５Ｂを流れ、マフラー６を通って大気中に
排出される。この時、開閉弁Ｖ３，４は閉弁している。
一点鎖線位置イは第１フィルタ５Ａが再生される時の位
置であり、エンジン１からの排気ガスは第２フィルタ５
Ｂのみを流れ、マフラー６を通って大気中に排出され
る。この時、開閉弁Ｖ３，４は開弁すると共にヒータＨ
Ａに通電が行われ、エアポンプ９からの再生用ガスが供
給口１７から第１フィルタ５Ａを流れてパティキュレー
トの燃焼を助け、燃焼ガスが排出口１８から大気中に排
出される。

【００１９】破線位置ロは第２フィルタ５Ｂが再生され
る時の位置であり、エンジン１からの排気ガスは第１フ
ィルタ５Ａのみを流れ、マフラー６を通って大気中に排
出される。この時、開閉弁Ｖ３，４は開弁開弁すると共
にヒータＨＢに通電が行われ、エアポンプ９からの再生
用ガスが供給口１７から第２フィルタ５Ｂを流れてパテ
ィキュレートの燃焼を助け、燃焼ガスが排出口１８から
大気中に排出される。

【００２０】以上のように構成されたディーゼルエンジ
ンの排気微粒子除去装置２０の再生処理時の動作手順を
フローチャートを用いて説明する。図５に示すルーチン
は所定時間、例えば５０ms毎に実行されるものとする。
ステップ５０１では機関開始直後か否かが判定され、機
関始動開始直の時(YES) はステップ５０２において圧力
センサＳＰＵ，ＳＰＤの較正（キャリブレーション）が
行われ、機関始動開始直後でない時(NO)はステップ５０
２に進まずにステップ５０３に進む。ステップ５０３で
はフィルタ５Ａ，５Ｂの上流側と下流側に設けられた圧
力センサＳＰＵ，ＳＰＤの検出値ＰＵ，ＰＤ、内燃機関
の吸入空気量Ｇａ、およびフィルタの入口温度Ｔが読み
込まれる。

【００２１】続くステップ５０４では圧力センサＳＰ
Ｕ，ＳＰＤの検出値ＰＵ，ＰＤの差から圧力損失値ΔＰ
が演算される。演算された圧力損失値ΔＰは、吸入空気
量Ｇａやフィルタ入口温度Ｔによる影響を受けた真の値
ではないので、この圧力損失値ΔＰはステップ５０５に
おいて、この時の吸入空気量Ｇａとフィルタ入口温度Ｔ
によって補正される。

【００２２】この補正は、例えば、Ｔ′を使用頻度が最
も高い条件における標準的なフィルタ入口温度、Ｇａ′
を使用頻度が最も高い条件における標準的な吸入空気量
として、以下に示す補正式により補正される。 ΔＰ＝ ΔＰ×（Ｔ′／Ｔ）×（Ｇａ′／Ｇａ）そして、ステップ５０５では、今回の補正された圧力損
失値ΔＰから前回の補正された圧力損失値ΔＰold が減
算されて圧力損失値の上昇率Ｕが求められ、続くステッ
プ５０６では今回の補正された圧力損失値ΔＰが前回の
補正された圧力損失値ΔＰold として記憶される。

【００２３】以上のようにステップ５０４では補正され
た圧力損失値ΔＰは５０ms毎に算出されるが、この値に
はノイズ等の影響が重畳されている可能性がある。そこ
で、ステップ５０８において、補正された圧力損失値Δ
Ｐは平均化処理される。この平均化処理は、１０回程度
のなまし処理によりノイズの影響を取り除くのみでも良
いが、これだけでは機関の過渡時等の運転状態の時に、
圧力損失値ΔＰ、吸入空気量Ｇａおよびフィルタ入口温
度Ｔの各々に発生する異なった検出遅れによって、補正
算出誤差が生じ易く、誤判定を起こしてしまう可能性が
高い。このような場合は、更に正確な補正を行うため
に、圧力損失値ΔＰに対して長期間、例えば、２〜３分
間の平均化あるいはなまし処理を行うと良い。

【００２４】以上のようにして演算された補正圧力損失
値ΔＰは、ステップ５０９において予め定められたフィ
ルタの再生開始圧力損失基準値ΔＰｒとの比較が行われ
る。そして、補正圧力損失値ΔＰが再生開始圧力損失基
準値ΔＰｒ以下の場合(NO)はこのルーチンを終了し、再
生開始圧力損失基準値ΔＰｒを超えた場合はステップ５
１０においてフィルタの再生開始指示が出力される。

【００２５】図２に示した実施例では、捕集状態の時は
第１の制御弁Ｖ１および第２の制御弁Ｖ２は実線位置ハ
にあり、エンジン１からの排気ガスは第１、第２パティ
キュレートフィルタ５Ａ，５Ｂを流れ、マフラー６を通
って大気中に排出される。この時、開閉弁Ｖ３，４は閉
弁している。そして、ステップ５１０における再生開始
指示が出力されると、第１の制御弁Ｖ１および第２の制
御弁Ｖ２が一点鎖線位置イに制御され、まず、第１フィ
ルタ５Ａが再生され、第２フィルタ５Ｂは捕集を続行す
る。このとき、エンジン１からの排気ガスは第２フィル
タ５Ｂのみを流れ、マフラー６を通って大気中に排出さ
れる。また、開閉弁Ｖ３，４は開弁すると共にヒータＨ
Ａに通電が行われ、エアポンプ９からの再生用ガスが供
給口１７から第１フィルタ５Ａを流れてパティキュレー
トの燃焼を助け、燃焼ガスが排出口１８から大気中に排
出される。

【００２６】一方、第１フィルタ５Ａの再生が終了する
と、第１の制御弁Ｖ１および第２の制御弁Ｖ２が破線位
置ロに制御され、続いて第２フィルタ５Ｂが再生され、
第１フィルタ５Ａが捕集を行う。このとき、エンジン１
からの排気ガスは第１フィルタ５Ａのみを流れ、マフラ
ー６を通って大気中に排出される。また、開閉弁Ｖ３，
４は開弁開弁すると共にヒータＨＢに通電が行われ、エ
アポンプ９からの再生用ガスが供給口１７から第２フィ
ルタ５Ｂを流れてパティキュレートの燃焼を助け、燃焼
ガスが排出口１８から大気中に排出される。

【００２７】図６はこのようなフィルタの再生中におけ
る、本発明のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装置
のエンジン１の制御手順の一例を示すフローチャートで
ある。このフローチャートも５０ms毎に実行される。ス
テップ６０１ではフィルタ（フィルタ５Ａまたはフィル
タ５Ｂ）が再生中か否かが判定され、再生中でなければ
このルーチンを終了し、いずれかのフィルタが再生中の
場合(YES) はステップ６０２に進む。ステップ６０２で
はエンジン１が全負荷か否かが判定され、全負荷のであ
ると判定された場合(YES) はステップ６０３に進み、全
負荷で無いと判定された場合はステップ６０５に進む。

【００２８】エンジン１が全負荷の場合に進むステップ
６０３では、図５のステップ５０６で演算された圧力損
失の上昇率Ｕの値が所定値Ｋよりも大きいか否かが判定
される。この判定はエンジン１の排気ガス中のスモーク
量が多いか否かを圧力損失の上昇率Ｕの値によって判定
するものである。即ち、排気ガス中のスモーク量が多け
れば圧力損失の上昇率Ｕの値が大きくなり、逆に、排気
ガス中のスモーク量が少なければ圧力損失の上昇率Ｕの
値が小さくなるので、排気ガス中のスモーク量の多少
を、圧力損失の上昇率Ｕの値を所定値Ｋと比較すること
により行うのである。そして、圧力損失の上昇率Ｕの値
が所定値Ｋよりも小さい場合はこのルーチンを終了し、
大きい場合はステップ６０４に進み、図示しないルーチ
ンで演算された燃料噴射量ＴＡＵの値が１より少ない定
数Ｍを乗算することにより減量されてこのルーチンを終
了する。

【００２９】一方、エンジン１が全負荷状態でない時に
はステップ６０５に進み、ＥＧＲがオンの状態であるか
否かが判定される。これは、ＥＧＲ量の多少が排気ガス
中のスモーク量に関係するからであり、ＥＧＲ量が多い
と排気ガス中のスモーク量が多くなり、少ないと排気ガ
ス中のスモーク量が少なくなることによる。ステップ６
０５においてＥＧＲがオンでない時はこのルーチンを終
了し、ＥＧＲがオンの時はステップ６０６に進む。

【００３０】ステップ６０６ではステップ６０３同様に
図５のステップ５０６で演算された圧力損失の上昇率Ｕ
の値が所定値Ｋよりも大きいか否かが判定される。そし
て、圧力損失の上昇率Ｕの値が所定値Ｋよりも小さい場
合はこのルーチンを終了し、大きい場合はステップ６０
７に進み、ＥＧＲ量が低減されてこのルーチンを終了す
る。

【００３１】このように、以上説明した実施例のディー
ゼルエンジンの排気微粒子除去装置２０では、第１フィ
ルタ５Ａと第２フィルタ５Ｂのいずれかの再生動作中
に、パティキュレートの捕集量を検出する手段によって
スモーク量を検出し、スモーク量の多い時はスモーク量
を減らすようにエンジンを制御するので、捕集中の他方
のフィルタにパティキュレートが過度に捕集されること
がなくなり、再生が切り換わった時に燃焼温度が過度に
ならずにフィルタの破損が防止される。

【００３２】図７は第１フィルタ５Ａと第２フィルタ５
Ｂのいずれかの再生動作中に、パティキュレートの捕集
量を検出する手段によってスモーク量を検出し、スモー
ク量の多い時はスモーク量を減らすようにエンジンを制
御する別の実施例の手順を示すフローチャートである。
前述の実施例では圧力損失の上昇率Ｕの大きさを判定す
る基準値が所定値Ｋで固定値であったが、この実施例で
は、一方のフィルタが再生中に他方のフィルタの捕集量
が上限値ΔＰmax に達しないように、圧力損失の上昇率
Ｕの大きさを判定する基準値を捕集中のフィルタ内のパ
ティキュレートの捕集量によって演算する点が異なる。

【００３３】この実施例では、まず、ステップ７０１に
おいてフィルタが再生直後か否かが判定され、再生中の
時(YES) はステップ７０２に進み、フィルタが再生中で
ない時(NO)はステップ７０５に進む。フィルタが再生中
の時に進むステップ７０２では、フィルタの再生開始か
いらの再生時間の計数が行われ、続くステップ７０３で
は図５のステップ５０８で求められた補正圧力損失値Δ
Ｐの平均値よりフィルタ内のパティキュレートの捕集量
が演算される。そして、ステップ７０４において、再生
中のフィルタの再生残り時間と、この捕集中のフィルタ
内のパティキュレートの捕集量に応じて、圧力損失の上
昇率Ｕの上限値Ｋmax が演算により求められる。

【００３４】このステップ７０３，７０４の手順を図８
を用いて更に詳しく説明する。図８はフィルタ５Ｂ内の
パティキュレートの捕集量の推移（実際にはフィルタの
圧力損失値ΔＰの推移）を時間と共に示すものである。
時刻ｔ０においてフィルタ５Ａとフィルタ５Ｂを合わせ
た圧力損失ΔＰが基準値ΔＰｒ（点Ｑ）に達し、フィル
タ５Ａの再生が開始されたとする。そして、フィルタ５
Ａが排気ガス通路から切り離された時のフィルタ５Ｂの
圧力損失ΔＰをΔＰｒ′とし、フィルタ５Ａの再生に要
する時間をｔｘとし、時刻ｔ２においてフィルタ５Ａの
再生が終了するものとする。また、時刻ｔ０から時間ｔ
ｙだけ経過した時刻ｔ１（点Ｒ）において、フィルタ５
Ｂの捕集量がΔＰ１と検出されたとする。更に、捕集中
のフィルタ５Ｂが再生時に溶損を起こさないためのパテ
ィキュレートの捕集量の上限値をΔＰmax （点Ｓ）とす
る。

【００３５】以上のような場合、ステップ７０２ではこ
のΔＰ１に相当するフィルタ５Ｂ内のパティキュレート
の捕集量が演算される。そして、ステップ７０３ではフ
ィルタ５Ａの再生残り時間（ｔｘ−ｔｙ）と、フィルタ
５Ｂの捕集量ΔＰ１とから、圧力損失の上昇率Ｕの大き
さの上限値Ｋmax が、点Ｒと点Ｓとを結ぶ直線の傾きと
して演算される。よって、Ｋmax ＝（ΔＰmax −ΔＰ
１）／（ｔｘ−ｔｙ）として演算される。

【００３６】ステップ７０４に続くステップ６０２から
ステップ６０７は、圧力損失の上昇率Ｕの大きさの判定
値ＫがＫmax である以外は、図５のステップ６０２から
ステップ６０７と同じであり、上昇率Ｕが判定値Ｋmax
を超えた時には、全負荷時に燃料噴射量ＴＡＵが減らさ
れ、全負荷で無い時にＥＧＲ量が低減される。ステップ
７０５ではフィルタの再生が終了したか否かが判定さ
れ、終了していない時はこのルーチンを終了し、終了し
た時はステップ７０６においてフィルタの再生時間の計
数値をクリアしてからこのルーチンを終了する。

【００３７】この実施例では、一方のフィルタの再生中
に、他方のフィルタへのパティキュレートの捕集量が少
ない時には圧力損失の上昇率Ｕの判定値Ｋmax が大きく
なり、逆に、他方のフィルタへのパティキュレートの捕
集量が多い時には圧力損失の上昇率Ｕの判定値Ｋmax が
大きくなる。この結果、エンジンの運転フィーリングの
劣化が先の実施例に比べて向上する。

【００３８】なお、前述の２つの実施例では、一方のフ
ィルタが再生中にのみ、スモークの量の多少を検出する
ようにしたが、エンジンの運転中を通じてスモークの発
生量を監視し、スモーク量が多くなった時には前述のス
テップ６０４またはステップ６０７の制御によってスモ
ーク量をへらせば、フィルタの早期目詰まりが防止さ
れ、フィルタの再生回数を減らすことができ、フィルタ
の劣化を小さくすることができる。

【００３９】また、前述の実施例では、スモーク量を減
らす方法として、燃料噴射量の低減とＥＧＲ量の低減に
ついて説明したが、車両が高地を走行するような場合に
は、気圧に応じて２次空気の量を増やすことによってス
モーク量を低減することができ、エンジンに過給器が備
えられている場合には、過給圧を増大させることによっ
てスモーク量を低減することができる。

【００４０】更に、以上説明した実施例では、逆流交互
再生のデュアルフィルタタイプのディーゼルエンジンの
排気微粒子除去装置を例にとって説明したが、本発明は
順流交互再生のデュアルフィルタタイプのディーゼルエ
ンジンの排気微粒子除去装置、あるいは、排気通路が３
分岐以上された場合にも適用できる。このように、本発
明によれば、再生時の燃焼温度の過度の上昇を防止して
フィルタへのクラックの発生防止、及びフィルタの溶損
を防止することができる。また、本発明をフィルタの再
生中でない時に実施すれば、パティキュレートフィルタ
の再生周期が極端に短くならないように機関の運転状態
を補正することができ、再生回数を低減してバッテリ過
放電やフィルタの再生不良等の不具合を防止することが
できる

【００４１】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、パ
ティキュレート捕集量の単位時間当たりの変化によっ
て、排気ガス中のスモーク量の変化を検出し、スモーク
量が多い時には機関制御をスモーク減量となるように補
正することができる。この結果、少なくとも再生中でな
いフィルタの、単位時間当たりのパティキュレートの捕
集量を調整して捕集量を再生に適当な量にすることを可
能とし、再生を確実に実施すると共に再生回数を低減
し、バッテリ過放電やフィルタの再生不良等の不具合を
防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のディーゼルエンジンの排気微粒子除去
装置の原理構成を示す図である。

【図２】本発明を適用する逆流交互再生デュアルフィル
タタイプの排気浄化装置の一実施例の概略的構成を示す
図である。

【図３】図２の第１制御弁の具体的構成例を示す拡大図
である。

【図４】図２の第２制御弁の具体的構成例を示す拡大図
である。

【図５】図２のディーゼルエンジンの排気微粒子除去装
置における再生時期判断手順を示すフローチャートであ
る。

【図６】フィルタ再生中の機関の制御の一実施例を示す
フローチャートである。

【図７】フィルタ再生中の機関の制御の別の実施例を示
すフローチャートである。

【図８】図７の制御手順における上昇率Ｕの判定値の演
算方法を説明するための特性図である。

【図９】従来のデュアルフィルタタイプのディーゼルエ
ンジンの排気微粒子除去装置の概略構成を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

２…排気管２Ａ，２Ｂ…分岐管５Ａ，５Ｂ…フィルタ７…再生用ガス供給通路８…再生用ガス排出通路９…エアポンプ１７…再生用ガス供給口１８…再生用ガス排出口１００…制御回路ａ…分岐部ｂ…合流部ＨＡ，ＨＢ…電気ヒータＶ１…第１の制御弁Ｖ２…第２の制御弁Ｖ３，Ｖ４…開閉弁

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内燃機関の排気通路に設けたフィルタに
よって排気ガス中のパティキュレートを捕集し、所定時
期に再生手段によりフィルタの再生を行うディーゼルエ
ンジンの排気微粒子除去装置において、前記フィルタ内に捕集されたパティキュレートの量を検
出する捕集量検出手段と、前記フィルタ内のパティキュレートの捕集量の時間変化
量を検出する捕集量変化検出手段と、前記パティキュレートの捕集量の時間変化量が所定値以
上の時、機関の運転状態をスモークの発生しにくい運転
状態に補正する運転状態補正手段と、を設けたことを特徴とするディーゼルエンジンの排気微
粒子除去装置。