JPH0554057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はデイーゼルエンジンの排気路に取付け
られたフイルタが捕集するデイーゼルパテイキユ
レートの捕集量を測定する方法、特に、排ガス再
循環装置を備えたデイーゼルエンジンに有効に使
用されるデイーゼルパテイキユレート捕集量測定
方法に関する。

本出願人による特願昭58−128781号等に提案さ
れているように、デイーゼルエンジンの排気中の
デイーゼルパテイキユレート（以後単にパテイキ
ユレートと記す）はこれを捕集するフイルタを目
詰りさせ、エンジン出力の低下を招くことより、
このフイルタは所定時にパテイキユレートの焼却
を必要とし、その再生が行なわれる。このフイル
タの再生時期を測定する場合、フイルタを取付け
た排気路の圧力変化値を用い、この値が設定値を
上回つた時点でフイルタの再燃焼装置を作動させ
るというフイードバツク制御を行なうことが多
い。ところが、この排気路の圧力変化値の測定を
行なう際、フイルタの目詰り以外の要因が含まれ
ると測定誤差を起し易い。たとえばデイーゼルエ
ンジンにはその排ガス中の窒素酸化物（NOx）
等の発生を低減させるため、排ガスの一部を給気
路側に戻す排ガス再循環装置（以後単にEGR装
置と記す）が取付けられることが多い。このよう
なEGR装置は、通常エンジンの排気マニホール
ド側より排気を取出し、給気マニホールド内に戻
す。このため、排気路側にあるフイルタがパテイ
キユレートにより目詰まりを起すと、これに応じ
フイルタ上流側圧力が上るが、これに応じて排ガ
スは所定の排ガス再循環量（以後単にEGR量と
記す）以上に給気路側に戻るため、フイルタ上流
側圧力がフイルタの目詰り以外の要因で大きく変
化してしまい、捕集量値が不適切なものとなつて
しまう。しかも、EGR装置により排気中の窒素
酸化物は低減することになるが、パテイキユレー
トはより増加してしまうという不都合もある。

本発明は排ガス再循環装置による悪影響を受け
ることなく、正確なパテイキユレート捕集量を測
定できるデイーゼルパテイキユレート捕集量測定
方法を提供することを目的とする。

本発明は、デイーゼルエンジンの排気路と給気
路を結ぶ再循環路の排ガスの再循環量を制御する
再循環量制御手段と、前記排気路のフイルタによ
るデイーゼルパテイキユレートの捕集量の変化に
よる排気路圧力変化量を検出する排気路圧力変化
量検出手段と、前記デイーゼルエンジンのエンジ
ン回転速度情報を出力するエンジン回転センサ
と、前記デイーゼルエンジンの燃料噴射ポンプの
レバー開度情報を出力するレバー開度センサと、
前記エンジン回転速度、前記レバー開度及び前記
排気路圧力変化量に基づき前記捕集量の測定をす
る捕集量測定手段とを用い、前記再循環路の流路
断面積がカツト状態に保たれた上で一の単一捕集
量においてエンジン回転速度及び燃料噴射ポンプ
のレバー開度が種々に変更された場合に排気路圧
力変化量がどうであるかをあらかじめ実測して一
の単一捕集量マツプを作成し、同様に順次作成さ
れた各々異なる単一捕集量毎の単一捕集量マツプ
を集合して捕集量設定マツプを作成し、その後、
前記再循環量制御手段により前記再循環路の流路
断面積をカツト状態に制御し、続いて前記排気路
圧力変化量検出手段により現在の排気路圧力変化
量を検出し、更に、前記捕集量測定手段により現
在の回転速度及びレバー開度を検出し、次いで、
前記捕集量設定マツプ中から現在の検出状況に合
致する単一捕集量マツプをマイコンを用いて選択
し、この単一捕集量マツプに対応する単一捕集量
を現在の捕集量として把握することを特徴とす
る。 以下本発明を添付図面と共に説明する。

第１図には本発明の一実施例としてのデイーゼ
ルパテイキユレート捕集量測定方法を適用できる
デイーゼルエンジン１を示した。このエンジンの
給気路Ｉは、大気をエアクリーナ２を介し吸入
し、これを過給機のコンプレツサ３で加圧してエ
ンジン１の図示しないシリンダ内に供給する。一
方、排気路Ｅは上述のシリンダより排出される排
気を過給機のタービン４に導き、更に、これをセ
ラミツク製のパテイキユレート捕集用のフイルタ
５、その後にマフラ６を通し大気中に放出する。
このエンジンとタービン４との間の排気路Ｅよ
り、エンジン１とコンプレツサ３との間の給気路
Ｉとはバイパス路Ｂで連通可能である。このバイ
パス路はEGR装置７の一部であり、バイパス路
Ｂの流路断面積を可変とするEGRバルブ８が取
付けられる。EGRバルブ８は弁体８０１と一体
のダイアフラム８０２を有し、これは大気開放室
８０３と負圧室８０４との圧力差および戻しばね
８０５の閉弁方向への弾性力とのバランス位置に
保持される。なお、弁体８０１はその閉弁位置か
らのリフト量に対応した信号を出力できるポジシ
ヨンセンサ８０６を備える。負圧室８０４にはソ
レノイドバルブ９を介し真空ポンプ１０あるいは
大気開放口９０１が連通可能である。このソレノ
イドバルブはコントローラとしてのマイクロコン
ピユータ（以後単にマイコンと記す）１１側より
デユーテイ比を大小変化させた、出力信号を受
け、これにより負圧室８０４の負圧値をデユーテ
イ比の増加に比例し大きくするよう作動する。即
ち、出力信号が大きくなるに比例し、弁体８０１
のリフト量は大きくなり、EGR量も増大するよ
う構成される。

フイルタ５の前側である排気路Ｅの上流側には
このフイルタの目詰りにより変化する排気路圧力
としての排圧Ｐを検出する圧力センサ１２と、排
気温度を検出する温度センサ１３とが取付けら
れ、これら両センサの出力信号はマイコン１１に
入力される。

デイーゼルエンジン１には燃料噴射ポンプ１４
が取付けられており、このポンプの噴射量調整用
のレバー１５にはそのレバー開度θを出力するレ
バー開度センサ１６が取付けられる。更に、この
ポンプにはエンジン回転速度に応じた数のパルス
を発するパルスゼネレータからなるエンジン回転
センサ１７も取付けられる。これら両センサ１
６，１７もマイコン１１に出力信号を与えられ
る。

更に、マイコン１１には、この他に冷却水の水
温を検出する水温センサ１８やアクセル開度セン
サ１９からそれぞれ出力信号が与えられる。

上述のようなデイーゼルエンジン１において、
パテイキユレートの捕集量を測定するには、 （） マイコン１１がバイパス路Ｂの排ガスの
再循環量を制御する再循環量制御手段として機
能し、デイーゼルエンジンの運転域が次の少な
くとも１つの設定されたEGRカツト域にある
か否かを判断する。

イ 冷却水の水温が設定値（たとえば50℃）よ
り低いか否か。この場合、マイコンは水温セ
ンサ１８より入力されている出力信号に基づ
き判断し、下回つているときはEGRカツト
域にあるとしソレノイドバルブ９への出力を
止め、戻しばね８０５により閉鎖位置に弁体
８０１を保ち、EGRガスを遮断する。

ロ 減速運転域にあるか否かを判断する。この
場合、マイコン１１はアクセル開度センサ１
９からの出力信号に基づき、減速運転域にあ
ると判断すると、イ）と同様にEGRガスを
遮断する。

（） 前段の判断結果がEGRカツト域にない
と判断した時は以後の測定をやめ次の測定行程
に備える。一方、EGRカツト域にあると判断
した場合、マイコン１１は、レバー開度センサ
１６とエンジン回転センサ１７と圧力センサ１
２との各出力信号を基に第２図に示すような単
一捕集量マツプｆ１，ｆ２，……fxの集合体で
あるパテイキユレート捕集量設定マツプよりパ
テイキユレート捕集量を測定する。

なお、ここで用いる単一捕集量マツプｆ１，
ｆ２，……fx（第２図参照）の集合体である捕
集量設定マツプは次のように予め作成される。

即ち、再循環路の流路断面積がEGRカツト
状態に保持され、その上で、各々異なる捕集量
の増減変化に応じて順次単一捕集量マツプｆ
１，ｆ２，……fxが作成される。まず、一の単
一捕集量マツプｆ１の作成に当たつては、捕集
量（ここでは最小値）が一定の基で、エンジン
回転速度Neと燃料噴射ポンプのレバー開度θ
との変化に応じて圧損値（基準圧に対する現在
の排圧の圧力差）がどのように変化するか実測
し、その実測値に対応した設定圧損値Ａを順次
求め、一つの単一捕集量マツプfxを作成する。
さらにその他の各々異なる捕集量での単一捕集
量マツプfxも、捕集量が一定の基で、エンジン
回転速度Neと燃料噴射ポンプのレバー開度θ
に応じた設定圧損値Ａがどのように変化するか
順次実測し、各々異なる単一捕集量マツプfxを
作成する。

このように、ここでの単一捕集量マツプｆ
１，ｆ２，……fxの集合体である捕集量設定マ
ツプはエンジン回転速度Neと燃料噴射ポンプ
のレバー開度θとに応じた設定圧損値Ａをデイ
ーゼルパテイキユレートの捕集量Ｗによつて変
化する値として捕集量毎にそれぞれ設定した３
次元マツプと成つている。

このような捕集量設定マツプを記憶処理され
たマイコン１１は、EGRカツト域において、
この後、排気路圧力変化量検出手段として機能
し、現在の排気路圧力変化量である圧損値を検
出する。更に、捕集量測定手段として機能し、
現在のエンジン回転速度Ne及び燃料噴射ポン
プのレバー開度θを検出し、次いで、現在のエ
ンジン回転速度Ne及び燃料噴射ポンプのレバ
ー開度θに応じた圧損値Ａを各単一捕集量マツ
プｆ１，ｆ２，……fxを用いてそれぞれに算出
し、更に、算出された各単一捕集量マツプ毎の
圧損値Ａの中から現在検出されている圧損値と
同一の値を持つ単一捕集量マツプfxを選択し、
同マツプに対応した捕集量Ｗを現在の捕集量Ｗ
として測定する。

以上の（），（）の順序で行なわれる捕集量
測定の結果得られた捕集量Ｗを用い、この後、
EGRカツト域離脱以後のEGR量の補正を行なう。
この場合、噴射ポンプのレバー開度θとエンジン
回転速度Neに基づくリフト量ｈのマツプ（第３
図に一例を示した）より得られるリフト量ｈ相当
の補正値αxを選択し、この補正値αxによりパテ
イキユレート捕集量の変動によるEGR量のずれ
を修正すべく補正済リフト量ｈ×αxを算出し、
同値にEGRバルブを保持することになる。

更に、捕集量Ｗは図示しないフイルタ５のパテ
イキユレートを焼却する再燃焼装置の作動時期の
測定にも使用できる。

上述の処において、前段（）の行程では
EGRカツト域にあるか否かの判断を行なつてい
たが、これに代え、次の行程を行なつてもよい。
即ち捕集量の測定に入つた際、まず、 （） EGRバルブ８を閉弁状態にセツトし強
制的にEGRカツトを行なう。

（） （）の処理により強制EGRカツト域
にある間に、マイコンは上述と同様に、第２図
のｆ１に示すようなマツプ上の該当点を求め、
その位置より更に圧損値Ａの該当点を求める。
即ち、圧力センサ１２の出力に基づく圧損値Ａ
より、これと等しい値を持つfxマツプを選ぶ。
そして、fxマツプよりパテイキユレートの捕集
量Ｗを測定する。このように強制EGRカツト
域で捕集量を測定した後、この捕集量に基づく
補正値αxを用い、強制EGRカツト域離脱後の
EGR量の補正を行なうことができる。

次に、上述の各前段（）行程ではEGRバル
ブ８が設定状態としての閉弁位置に保持され
EGRカツトを行なつていたが、これに代え、設
定状態を第４図に示すような２次元マツプにより
定まる状態に保持してもよい。即ち、 （） 噴射ポンプのレバー開度θ−エンジン回
転速度Neにより定まるリフト量h1にEGRバル
ブ８をセツトする。この場合、マイコンは、ま
ず、エンジン回転センサ１７およびレバー開度
センサ１６よりの出力信号に基づきEGRバル
ブ８をリフト量h1に制御する。

（） （）の処理により、EGRバルブ８が
設定（θ−Neに基づく）状態に保持されてい
る間に、マイコンは上述と同様に、第５図に示
すようなg1マツプ上の該当点をレバー開度θ
とエンジン回転速度より求め、更に、その該当
点の３次元方向に向け増える圧損値A1と圧力
センサ１２からの出力に基づく圧損値とが等し
くなるgxマツプを求めパテイキユレート捕集
量Ｗを測定する。この場合上述の２例と異なり
常時捕集量測定を行なえる。

このように、設定された基準EGR域で捕集
量Ｗを測定した後、コントローラはこの設定状
態を解除する。この後測定した捕集量に基づく
補正値βxを用い、レバー開度θ−エンジン回
転速度Neに基づくEGRバルブのリフト量ｈを
補正し、この補正値ｈ（βx）にEGRバルブを保
持することができる。

なお、上述の処において、フイルタの排圧を
１つの圧力センサ１２で検出していたが、基準
となる値を大気圧とし、これを別の圧力センサ
で測定して圧損値を算出してもよい。

上述のように、本発明方法では再循環路の流路
断面積がEGRカツト状態に保持されている間に、
パテイキユレートの捕集量を測定するため、
EGR装置側の切換え変動を無くして定常状態を
確保した上で捕集量の測定を行え、測定値に
EGR装置に起因する不適当な圧力変動が入るこ
とがなく、測定値は正確なものとなる。しかも、
この測定値を用い、測定時限を離脱した以後の
EGRバルブのリフト量補正を正確に行なうこと
ができる。更に、この測定値を用いフイルタ１の
再燃焼時期をも正確に測定できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明方法を適用できるデイーゼルエ
ンジンの概略構成図、第２図および第５図は各々
異なる同上エンジンに用いているマイコン１１に
入力されているレバー開度θとエンジン回転速度
Neおよび捕集量の３次元圧損マツプ、第３図お
よび第４図は各々異なる同上マイコン１１に入力
されているレバー開度θとエンジン回転速度Ne
により定まるリフト量ｈマツプをそれぞれ示して
いる。 １……デイーゼルエンジン、５……フイルタ、
７……EGR装置、８……EGRバルブ、８０１…
…弁体、１１……マイコン、１２……圧力セン
サ、１４……噴射ポンプ、１６……レバー開度セ
ンサ、１７……エンジン回転センサ、Ｉ……給気
路、Ｅ……排気路、Ａ……圧損、Ｗ……捕集量、
ｈ……リフト量。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ デイーゼルエンジンの排気路と給気路を結ぶ
   再循環路の排ガスの再循環量を制御する再循環量
   制御手段と、前記排気路のフイルタによるデイー
   ゼルパテイキユレートの捕集量の変化による排気
   路圧力変化量を検出する排気路圧力変化量検出手
   段と、前記デイーゼルエンジンのエンジン回転速
   度情報を出力するエンジン回転センサと、前記デ
   イーゼルエンジンの燃料噴射ポンプのレバー開度
   情報を出力するレバー開度センサと、前記エンジ
   ン回転速度、前記レバー開度及び前記排気路圧力
   変化量に基づき前記捕集量の測定をする捕集量測
   定手段とを用い、 前記再循環路の流路断面積がカツト状態に保た
   れた上で一の単一捕集量においてエンジン回転速
   度及び燃料噴射ポンプのレバー開度が種々に変更
   された場合に排気路圧力変化量がどうであるかを
   あらかじめ実測して一の単一捕集量マツプを作成
   し、同様に順次作成された各々異なる単一捕集量
   毎の単一捕集量マツプを集合して捕集量設定マツ
   プを作成し、その後、前記再循環量制御手段によ
   り前記再循環路の流路断面積をカツト状態に制御
   し、続いて前記排気路圧力変化量検出手段により
   現在の排気路圧力変化量を検出し、更に、前記捕
   集量測定手段により現在の回転速度及びレバー開
   度を検出し、次いで、前記捕集量設定マツプ中か
   ら現在の検出状況に合致する単一捕集量マツプを
   マイコンを用いて選択し、この単一捕集量マツプ
   に対応する単一捕集量を現在の捕集量として把握
   することを特徴とするデイーゼルパテイキユレー
   ト捕集量測定方法。