JPH0559246B2 - - Google Patents

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JPH0559246B2
JPH0559246B2 JP59121947A JP12194784A JPH0559246B2 JP H0559246 B2 JPH0559246 B2 JP H0559246B2 JP 59121947 A JP59121947 A JP 59121947A JP 12194784 A JP12194784 A JP 12194784A JP H0559246 B2 JPH0559246 B2 JP H0559246B2
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JP
Japan
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back pressure
trap
particulate
regeneration
engine
Prior art date
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JP59121947A
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English (en)
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JPS611816A (ja
Inventor
Takafumi Inagaki
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Toyota Motor Corp filed Critical Toyota Motor Corp
Priority to JP59121947A priority Critical patent/JPS611816A/ja
Publication of JPS611816A publication Critical patent/JPS611816A/ja
Publication of JPH0559246B2 publication Critical patent/JPH0559246B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N9/00Electrical control of exhaust gas treating apparatus
    • F01N9/002Electrical control of exhaust gas treating apparatus of filter regeneration
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01NGAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; GAS-FLOW SILENCERS OR EXHAUST APPARATUS FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES
    • F01N3/00Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust
    • F01N3/02Exhaust or silencing apparatus having means for purifying, rendering innocuous, or otherwise treating exhaust for cooling, or for removing solid constituents of, exhaust
    • F01N3/021Exhaust 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
    • F01N3/023Exhaust 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 using means for regenerating the filters, e.g. by burning trapped particles
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02BINTERNAL-COMBUSTION PISTON ENGINES; COMBUSTION ENGINES IN GENERAL
    • F02B3/00Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition
    • F02B3/06Engines characterised by air compression and subsequent fuel addition with compression ignition
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/10Internal combustion engine [ICE] based vehicles
    • Y02T10/40Engine 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)
  • Processes For Solid Components From Exhaust (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はデイーゼル機関の排気ガス中のパテイ
キユレート浄化装置、特にそのパテイキユレート
トラツプの再生装置に関する。
従来の技術 デイーゼル機関の排気ガス中のパテイキユレー
トを捕集するため排気管中にトラツプを設ける技
術が知られている。トラツプは比較的短時間でパ
テイキユレートの捕集容量が飽和する。そこでト
ラツプのリフレツシユを行うためトラツプ内に捕
集されたパテイキユレートを除去する必要があ
る。そのため、パテイキユレートが堆積した段階
で、ヒータによりトラツプを加熱しその堆積した
パテイキユレートを焼却している。従来技術にお
けるパテイキユレートの堆積量の検知として、ト
ラツプ上流の排気管背圧を検知をするものが知ら
れている(特開昭58−48831号)。即ち、エンジン
運転中に単に背圧の検知を行い、トラツプがその
吸着能力が飽和に至ると背圧が上昇する。背圧セ
ンサはこれを検知しトラツプの再生開始信号とし
て使用することができる。即ち、背圧はエンジン
回転数、アクセル開度等の運転条件と対応してお
り、コンピユータのメモリ内には回転数、及びア
クセル開度等の運転状態に応じた上限の背圧値が
入つており、運転中に回転数、アクセル開度を計
測しその回転数に応じた所定背圧を計算し、この
計算値と実測背圧とを比較することによりトラツ
プの詰まりを検知している。しかしながら、この
従来方式では過渡運転時、例えばアクセルペダル
の踏み込まれる加減速運転時に再生時期の誤検知
が生じ易い。即ち、加減速運転時には回転数及び
アクセル開度は変化しており、遅れ要因によつて
実測される回転数とアクセル開度から計算される
設定背圧値がトラツプの吸着能力の飽和度との対
応に誤差が出てくるからである。
発明が解決しようとしている問題点 本発明は再生時期の判断に至る前の負荷変動の
影響を排除し、精度の良い再生時期判定を行うこ
とができるようにすることを目的とする。
問題点解決のための手段 本発明の構成は、デイーゼル機関のパテイキユ
レート浄化装置は第1図に示され、機関の排気管
に設けられたパテイキユレートトラツプ36と、
パテイキユレートトラツプの上流における排気管
に設置される背圧センサ64と、機関負荷を検出
するセンサ61,62と、機関負荷に応じて再生
時の設定背圧値を演算する手段Aと、検出される
機関負荷より所定期間における機関負荷の変化量
を算出し、該変化量を所定値と比較し、変化量が
所定値より小さいとき機関負荷状態が安定と判別
する機関負荷状態安定判別手段Bと、機関負荷状
態安定判別手段Bにより機関負荷状態が安定と判
別されたときに背圧センサにより検出される背圧
が設定背圧値を超えたか否かを判定する再生時判
定手段Cと、再生時判定手段Cからの再生信号に
よつて駆動されトラツプ36に捕集されたパテイ
キユレートの再生焼却を行う焼却手段42とから
構成される。
作 用 運転条件安定判定手段Bは検出される機関負荷
より所定期間における期間負荷の変化量を算出
し、該変化量を所定値と比較し、変化量が所定値
より小さいとき機関負荷状態が安定と判別し、変
化量が所定値より大きいとき機関負荷状態が不安
定と判別する。不安定と判定したときはたとえ背
圧が設定背圧値演算手段Aで得られる所定値を越
えても、トラツプ36の再成行程に入らない。運
転条件が安定したと判定されたときに背圧が所定
値を越えたと再生時判定手段Cが判定すると、焼
却手段42へ再生信号が出され、トラツプ36の
再生が行われる。
実施例 第2図は本発明を実施例によつて示すものであ
る。デイーゼル機関はエンジン本体8、燃料噴射
ポンプ9、吸気マニホルド11、排気マニホルド
12を備える。14はターボチヤージヤであり、
コンプレツサ15とタービン16とより成る。コ
ンプレツサ15は入口パイプ17を介して空気ク
リーナ18に接続される、出口パイプ19は吸気
マニホルド11に接続される。コンプレツサ15
と一体に回転するタービン16は入口パイプ20
を介して排気マニホルド12に接続されている。
コンプレツサの出口パイプ21はパテイキユレー
トトラツプ26に接続される。
パテイキユレートトラツプ26は入口パイプ2
8と、出口パイプ30と、バイパスパイプ32と
を備える。バイパスパイプ32にトラツプケース
34が固定され、その中に多孔性セラミツクより
なるトラツプ36が配置される。トラツプ36の
前方にヒータ42が位置している。44は遮断弁
であつて、その弁軸はレバー46を介し負圧アク
チユエータ48のダイヤフラム50に連結され
る。遮断弁44はばね52によつて常時は実線の
全閉状態にある。ダイヤフラム50は切替弁54
によつて大気フイルタ56又はクランク軸によつ
て駆動される負圧ポンプ58に選択的に連結され
る。
60はトラツプ26の焼却再生時のヒータ42
及び遮断弁44の制御を行う制御回路であり、各
センサからの信号によつて再生制御を行う。即
ち、燃焼噴射ポンプ9のところには、アクセルペ
ダル23に連結されたアクセル制御レバー24の
回転角、即ちアクセルペダル開度検知センサ6
1、及び噴射ポンプ9,10のガバナ軸の回転
数、即ちエンジン回転数センサ62が設けられ、
アクセル開度センサ61及びエンジン回転数セン
サ62からの信号は線l1,l2を介して制御回路6
0に印加される。また、背圧センサ64からの背
圧信号は線l3を介して制御回路60に印加され
る。背圧センサ64は排気ガス室641と、この
排気ガス室641を画成するダイヤフラム642
と、このダイヤフラム642上の歪ゲージ643
より成り、室641の圧力に応じたダイヤフラム
642に加わる力を歪ゲージ643で検知するも
のである。制御回路60は、これらのセンサから
の信号によつて再生開示時期の判定を後述の通り
行い、遮断弁44及びヒータ42の駆動を行う。
制御回路はマイクロコンピユータとして構成さ
れる。即ち、制御回路60はマイクロプロセシン
グユニツト(MPU)65とメモリ66とを有し、
メモリ内に格納された制御プログラムに従つて焼
却制御が行われる。更に、制御回路60は入力ポ
ート67と出力ポート68を有し、入力ポート6
7には、背圧センサ64及びアクセル開度センサ
61がアナログ−デジタル変換器69,70を
夫々介して結線される。また、エンジン回転数セ
ンサ62も入力ポート67に結線される。出力ポ
ート68はフリツプフロツプ回路としての夫々の
ラツチ70,71を介し、ヒータ42の駆動トラ
ンジスタ76及び切替弁54の駆動トランジスタ
78に結線される。
以下、制御プログラムの一例をフローチヤート
によつて示す。
第4図はメインルーチンであり、80でプログラ
ムが開始すると、82ではイニシヤライズが行わ
れ、これによつてMPU65の各レジスタ、メモ
リ66のクリヤ、更にはラツチ70,71のリセ
ツトが行われる。ラツチ70,71のリセツトに
よりトランジスタ76,78はカツトオフとな
る。そのため、ヒータ42は、通電されず、電磁
切替弁54は通電されない。切替弁の非通電によ
つて同切替弁54は第2図で白のポート位置をと
りアクチユエータ48のダイヤフラム50に大気
圧が作用し、遮断弁44は実線の全閉となり、排
気ガスはその全量がトラツプに行くことができ、
パテイキユレートの吸着浄化が行われる。
次にメインルーチンは84以下のアクセル開度の
最大、最少の測定ルーチンに入る。即ち、84で
MPU65はアクセル開度61からのA/D変換
された開度信号θを内部レジスタ入力する。次の
86のステツプでは検知したθがθMAXより大き
いか否か判定される。Yesであれば87に行きその
θをθMAXと最大値の更新を行い、Noであれば
90でθMAXはそのままとする。このようにし
て計算された最大値θMAXはメモリ66に一時
格納される。最少値θMINの計算は92、94、96で
同様に行われ計算されたθMINはメモリ66に格
納される。このようにメインルーチンではアクセ
ル開度におけるθMAX、θMINの値を絶えず測定
する処理が行われる。
次の97のステツプではMPU65は背圧センサ
64からの背圧の値をレジスタに入力し、これを
メモリのPB格納エリヤに格納する。PBは第8図
ハの様に変化する 98のステツプではMPU65はエンジン回転数
センサ62からの回転数信号の入力を行い、これ
を回転数Nを格納するメモリエリヤに転送する。
第5図は1000m秒毎に実行に入るルーチンであ
り、140よりこの処理が開始される。145ではメモ
リに格納されているアクセル開度の最大値
θMAXと最小値θMINとの差、即ちθMAX−
θMINの値が第8図ロの様に計算される。次の
150ではθMAXとθMINとの差が所定値Kより小
さいか否か判定される。Noの判定は、アクセル
開度が安定していないと考えられ、このときは再
生を行わない。そしてプログラムは155に進み
θMAX、θMINの初期化が行われ、次の1秒間の
最大値、最小値の計算の準備が行われる。
150でYes、即ち、アクセル開度が安定してい
るときは160に進み、再生開始背圧の設定値の演
算を行う。この処理は詳細には第6図のように行
われる。即ち、300で回転数Nの入力、302でアク
セル開度θの入力を行う。304ではこの実測回転
数及びアクセル開度に応じたPMAPの計算を第
9図のようなマツプによつて行う。このようなマ
ツプはメモリに格納されている。即ち、アクセル
開度をθ1,θ2…のように固定したとき、回転数N
に対する、再生開始時の設定背圧値は第9図の様
になる。そこで、各回転数及び、アクセル開度な
どの組合せに対し設定背圧値のマツプがあり、こ
のマツプに基づいてPMAPの演算を行う。
再び第5図に戻り、170のステツプでは実測背
圧PBが再生開始時の設定背圧PMAPより大きい
か否か判定する。Noのときは180へ分岐し、再生
時期フラグFをリセツトする。このフラグFは2
回続けて再生指令が出たか否かを検知するもので
ある。第8図のニは、1秒の計測期間毎の実測背
圧PBと設定背圧PMAPとの大小関係を表してい
る。ステツプ170での背圧PBと設定背圧PMAP
との現実の比較はアクセル開度が安定した
θMAX−θMIN<Kのときに行われ、ステツプ
170でPB≦PMAPであればFはリセツト0され
る。また、θMAX−θMIN≧Kのときはステツプ
170を通らず、PBとPMAPの大小関係の現実の
比較は行われない。即ち、第8図ロのX0で示す
ようにθMAX−θMIN≧KのときはニのXで示す
ようにPB>PMAPであつてもホのX′で示すよう
にフラグFは0に維持される。
ロのY0で示すようにθMAX−θMIN<Kにお
いてニのYのように実測背圧PBが設定背圧
PMAPを越えると、170の判定はYesとなり、190
でフラグFが1インクリメントされる(第8図ホ
のY′)。次の200ではフラグFが2か否かの判定
がされる。Noのときはルーチンを抜ける。2回
続けてPB>PMAPであるとF=2であり(第8
図ホのY″)、200のステツプの判定はYesとなる。
そのため210に進み、MPU65はタイマをトラツ
プ36の再生時のヒータ作動時間Tにセツトす
る。次に220でMPU65は出力ポート68よりラ
ツチ71にセツト信号を出し、同ラツチ71の出
力をハイレベルとする。そのためトランジスタ7
2がオンされ、切替弁54が励磁されるため黒ポ
ート位置をとり、ダイヤフラム50に負圧ポンプ
58よりの負圧が作用し、遮断弁44は破線のよ
うに開放する。その結果排気ガスの一部分がバイ
パス32に向かわず直接出口パイプ30に向か
う。次の220のステツプでは出力ポート68より
ラツチ70にセツト信号が出されトランジスタ7
6がオンされヒータ42が作動される。そのた
め、トラツプ36は、バルブ44の開によつて通
過ガス量が減少したことと相まつて高温となり、
トラツプ素子36に捕集されたパテイキユレート
の着火が行われる。第5図の次のステツプ240で
はフラグFのリセツト、155ではθMAX、θMIN
のリセツトが行われる。
タイマがトラツプ内でのパテイキユレートの焼
却が完了する適当な時間Tに達すると、第7図の
時間割り込みルーチンが開始し、400でタイマの
リセツト、410ではラツチ71がリセツトされト
ランジスタ78はオフし、遮断弁14が閉鎖され
る。420ではラツチ70がリセツトされ、トラン
ジスタ76がオフとなりヒータ42は通電停止さ
れる(第8図ヘ)。
発明の効果 所定期間における機関負荷の変化量を算出し、
該変化量を所定値と比較し、変化量が所定値より
小さいとき機関負荷状態が安定と判断してから、
背圧と所定値との比較によつて再生時期か否かを
判別しているため、再生時期に到達するまでの過
渡的な期間における機関負荷の変動の影響を受け
ることがなくなり、再生開始時期を正確に判断す
ることができることができる。そのため焼却行程
の適正な制御を行うことができる。これに対し、
もし誤検知があるとするとパテイキユレートの蓄
積の少ないときヒータを制御することになる。パ
テイキユレート蓄積の少ないときヒータ制御する
とヒータに近い部分のパテイキユレートのみ燃焼
し、後方まで延焼せず着火しない。このようなこ
とが何回か重なると後方に多量のパテイキユレー
トが蓄積してもヒータの近くのパテイキユレート
が微少のため後方まで着火させることができずフ
イルタのつまり圧損大、燃費悪化の問題に至る。
また、いずれ着火できる状態になつたとしても後
方のパテイキユレートが多量のため発熱量が大き
過ぎトラツプ(触媒担持セラミツクスフイルタ)
の発熱負荷が大となり、耐久性を損なう恐れがあ
つた。本発明はこのようなおそれを解消するもの
である。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の構成を示す概略図、第2図
は、本発明の実施例の全体構成図、第3図は、制
御回路のブロツク図、第4図から第7図は、本発
明のソフトウエアを示すフローチヤート図、第8
図は、本発明の作動タイミング図、第9図は、回
転数、アクセル開度に対する再生開示背圧設定値
を示す図。 8……エンジン本体、36……トラツプ、42
……ヒータ、44……遮断弁、60制御回路、6
1……アクセル開度センサ、62……回転数セン
サ、64……背圧センサ。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 デイーゼル機関のパテイキユレート浄化装置
    であつて、 (イ) 機関の排気管に設けられたパテイキユレート
    トラツプ、 (ロ) パテイキユレートトラツプの上流における排
    気管に配置される背圧センサ、 (ハ) 機関負荷を検出するセンサ、 (ニ) 機関負荷に応じて再生時の設定背圧値を演算
    する手段、 (ホ) 検出される機関負荷より所定期間における期
    間負荷の変化量を算出し、該変化量を所定値と
    比較し、変化量が所定値より小さいとき機関負
    荷状態が安定と判別する機関負荷状態安定判別
    手段、 (ヘ) 機関負荷状態安定判別手段により機関負荷状
    態が安定と判別されたときに背圧センサにより
    検出される背圧が設定背圧値を超えたか否かを
    判定する再生時判定手段、及び、 (ト) 再生時判定手段からの再生信号によつて駆動
    されトラツプに捕集されたパテイキユレートの
    再生焼却を行う焼却手段、 を具備してなるデイーゼル機関のパテイキユレー
    ト浄化装置。
JP59121947A 1984-06-15 1984-06-15 デイ−ゼル機関のパテイキユレ−ト浄化装置 Granted JPS611816A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
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JP59121947A JPS611816A (ja) 1984-06-15 1984-06-15 デイ−ゼル機関のパテイキユレ−ト浄化装置

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JPS611816A JPS611816A (ja) 1986-01-07
JPH0559246B2 true JPH0559246B2 (ja) 1993-08-30

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JP59121947A Granted JPS611816A (ja) 1984-06-15 1984-06-15 デイ−ゼル機関のパテイキユレ−ト浄化装置

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FR2860832B1 (fr) * 2003-10-09 2007-06-22 Renault Sa Procede de commande pour la regeneration d'un filtre a particules
JP2012145056A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Hitachi Constr Mach Co Ltd 作業機械の排気浄化装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6047936A (ja) * 1983-08-26 1985-03-15 Mitsubishi Motors Corp ディ−ゼルパティキュレ−ト捕集量測定方法

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JPS611816A (ja) 1986-01-07

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