JPH0621552B2 - パティキュレートトラップの再燃焼装置 - Google Patents

パティキュレートトラップの再燃焼装置

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JPH0621552B2 JP3307889A JP3307889A JPH0621552B2 JP H0621552 B2 JPH0621552 B2 JP H0621552B2 JP 3307889 A JP3307889 A JP 3307889A JP 3307889 A JP3307889 A JP 3307889A JP H0621552 B2 JPH0621552 B2 JP H0621552B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、パティキュレートトラップの再燃焼装置に関
し、特にパティキュレートトラップ（以下、単にトラッ
プと略称する）を再燃焼する際のトラップ温度を制御す
る装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のトラップの再燃焼を行う熱源手段として電気ヒー
タを用いて再燃焼時のトラップ温度を制御する従来から
知られている装置としては、第１図に示すものがある。
図において、１はエンジン（図示せず）の排気管、２は
排気管１に接続された周知のパティキュレートトラップ
で、その入口前面には電気ヒータ３が取り付けられてい
る。４は電気ヒータ３の電源を投入するためのスイッチ
リレー、５はトラップ２の内部に設置されてトラップ前
面の温度を検出する温度センサ、６はトラップ２にエア
を供給するエアポンプ、７はトラップ２へ流入するエン
ジンからの排気ガスを開閉するトラップ入口弁、８はト
ラップ２を側路するバイパス管、９はバイパス管８への
排気ガスの流入を開閉するバイパス弁、１０及び１１は
それぞれ入口弁７及びバイパス弁９を制御するバキュー
ムソレノイドスイッチ弁、１２はトラップ２の前後の圧
力差を検出する圧力センサ、そして、１３はセンサ５か
らの検出信号を受け、リレー４及びスイッチング弁７、
９に制御信号を与える制御手段としてのコントローラ
（ＣＰＵ）である。
コントローラ１３による従来の動作においては、圧力セ
ンサ１２の出力からトラップ２にパティキュレートが蓄
積されて再燃焼時期に達した判定すると、バイパス弁９
を開き入口弁７を閉じ、更にスイッチリレー４によりヒ
ータ３に通電して所定のパティキュレート着火温度まで
昇温させる。トラップ前面を昇温するために用いられる
電気ヒータは一般的にシース型が多く用いられており、
シース型ヒータは第６図に示すように直径５〜６mmの棒
状であるので、電気ヒータの熱は同図(a)に示したよう
にエアの流れがない場合は、電気ヒータ３の近くは伝熱
が良く温度が高くなるが離れたところは伝熱が悪く温度
が上がらなく、そのために捕集されたパティキュレート
の燃焼不均一の原因になる。
そこで同図(b)に示すようにエアの流れを加えると、ヒ
ータの周辺に放散する熱量がトラップの表面に運ばれ熱
効率良く伝導される。
従って、コントローラ１３はトラップ前面温度がパティ
キュレート着火温度に達した時点でエアポンプ６を駆動
してエアの供給を開始し、燃焼を均一にして燃焼伝播を
図る。
このように燃焼伝播方式としてエアポンプを用いる装置
としては、例えば本出願人による実開昭62-49610号公報
に示されたものであるが、その他、特開昭59-101518 号
公報に示されるようにヒータの通電開始と同時にエアの
導入を行うものもある。
この後、ヒータ３の通電から規定時間が経過した時、エ
アの供給を停止しバイパス弁９を閉じ、入口弁を開いて
通常のトラップ動作を再開する。
〔発明が解決しようとする課題〕
このような従来のパティキュレートトラップの再燃焼装
置では、再燃焼中、エンジンの排気ガスはバイパス管８
を通過するが、トラップ入口弁７は閉じているものの、
実際には弁７と排気管１には隙間があり、その隙間から
排気ガスがリークし、エンジンの回転（負荷）が高い時
には排圧が高くなって、どうしてもリーク量が多くな
り、エアポンプ６からの導入エア量も加わってヒータ３
及びトラップ２の表面が冷却されて、パティキュレート
を着火させるまでの温度上昇を遅らせ熱効率を悪くさせ
るという問題点があった。
また、この場合にエアポンプ６からの導入エア量を少な
くして温度上昇を早め過ぎると今度はトラップ自体の溶
損を招いてしまうという問題点がある。
従って、本発明では、エア供給によってトラップ前面の
温度を均一化する再燃焼方式において、トラップ入口弁
での排気リーク量に左右されないようにしてパティキュ
レートへの着火を早めることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
上記の目的を達成するため、本発明に係るパティキュレ
ートトラップの再燃焼装置は、エンジンの排気管に設け
られたパティキュレートトラップと、該トラップの前面
温度を検出するセンサと、該トラップの前面にエアを供
給するエアポンプと、再燃焼により電気ヒータの電源を
投入した後、該センサの出力から温度上昇率を算出して
該温度上昇率が規定値範囲に収まるように該エアポンプ
を制御して該前面温度を着火値まで昇温させるコントロ
ーラと、を備えている。
〔作 用〕
本発明では、トラップの再燃焼時期が来て通常の如く再
燃焼工程を開始させた後、制御手段はトラップ前面に設
けた温度センサによってトラップ前面温度を検出してそ
の温度上昇を演算する。
そして、第３図に示すように、トラップ前面温度の上昇
率が規定の範囲α−β内に収まるように制御しながら前
面温度を上昇させる。
この場合の規定範囲α−βは第４図に示すグラフ図から
求めることができる。尚、第４図では横軸方向にエア量
をとり、縦軸方向に温度分布のバラツキと温度上昇率dT
/dt 及び規定温度までの温度時間Ｐ１をとっている。
第４図において、は、好ましい温度のバラツキをＡ以
下とした場合の温度分布曲線ＩとバラツキＡとの交点に
おけるエア量を示し、は再燃焼開始後の好ましい温度
上昇率dT/dt をＢ以上とした場合の温度上昇率曲線IIと
温度上昇率Ｂとの交点におけるエア量を示し、または
規定着火温度までの好ましい昇温時間Ｐ１をＣ以下とし
た場合の昇温時間曲線IIIと昇温時間Ｃとの交点におけ
るエア量を示している。
このグラフから温度制御のための好ましいエア量は、
−の範囲Ｆとなる。
従って、これらのエア量、に対応する温度上昇率dT
/dt はそれぞれα、βになる。
このようにトラップ前面温度の上昇率が規定の範囲α−
β内に収まるように制御しながら前面温度を上昇させる
ことにより、パティキュレート着火時のトラップ前面の
温度分布が均一となり、トラップのパティキュレートへ
の熱伝達が遅れ過ぎたり又は早過ぎたりせずにパティキ
ュレートの着火温度に到達させることができる。
〔実施例〕
本発明に係るパティキュレートトラップの再燃焼装置の
システム構成は第１図と同じものを用いることができ
る。従って、その構成の説明は省略する。
第２図は、第１図に示したコントローラ１３に格納され
且つ実行されるプログラムの一実施例を示したフローチ
ャート図であり、この第２図のフローチャートを参照し
ながら、以下、第１図の装置の動作を説明する。
まず、コントローラ１３はトラップ２の排圧の上昇を圧
力センサ１２の出力によって検出して再燃焼時期を判定
する（第２図ステップＳ１）。尚、圧力検出の他に一定
距離走行やエンジン回転数の一定積算値を再燃焼時期判
定に用いてもよい。
再燃焼時期に達した時点で、コントローラ１３は、スイ
ッチ弁１１をデューティ比制御してバイパス弁９を開
き、スイッチ弁９をデューティ比制御してトラップ２の
入口弁７を閉じる（同ステップＳ２）。
そして、スイッチリレー４により電気ヒータ３に通電開
始してトラップ内温度を上昇させると共にエアポンプ６
をオンにし、トラップ２の前面にエアを供給開始する
（同ステップＳ３）。
これにより、トラップ２の捕集（トラップ）状態が中断
されると共に再燃焼工程が開始される。
コントローラ１３は、この後、温度センサ５の検出出
力、即ちトラップ前面温度Ｔを入力し、この前面温度を
プログラムの周期毎に順次入力することによりその温度
上昇率dT/dt を演算する（同ステップＳ４）。
演算した温度上昇率dT/dt を基に、その上昇率が第３図
及び第４図に示したように規定値範囲α−β内に収まる
ように制御を行う。
即ち、温度上昇率dT/dt がまず規定値α以下か否かをチ
ェックし（同ステップＳ５）、温度上昇率が規定値αに
達しない時にはエアの流量が多く温度が上昇しないこと
を示すのでエアポンプ６の流量を例えば第５図に示すよ
うに、Ｆ３→Ｆ２にΔＦだけ減少させる操作を行う（同
ステップＳ７）。
そして、トラップ前面の温度が着火のための規定値に達
したか否かをチェックし（同ステップＳ９）、温度上昇
率dT/dt が低く未だ着火温度に達していないときにはス
テップＳ５に戻る。
そして、ステップＳ５で依然規定値αを越えないときに
はエア量を更に第５図に示すようにＦ２→Ｆ１にΔＦだ
け減少させ、ステップＳ５、７、９を繰り返し、プログ
ラムの周期毎にエア量ΔＦを減少させて行く。
エア量を減少させたことにより温度上昇率dT/dt が規定
値αを越えた時には今度は、トラップ前面の温度上昇率
dT/dt が規定値βを越えているか否かをチェックし（同
ステップＳ６）、規定値βを越えていないとき、即ち第
３図のα−β間に温度上昇率dT/dt が入っているときに
はステップＳ９に進んで前面温度が着火規定値に達した
か否かを判定し、着火規定値に達するまで、ステップＳ
５、Ｓ６及びＳ９を実行する。
但し、トラップ前面温度が着火規定値に達する過程でそ
の温度上昇率dT/dt がβを越えたようなときには、ステ
ップＳ８で今度はステップＳ７と逆方向に第５図に示す
如くＦ１→Ｆ２→Ｆ３というようにプログラムの周期毎
にエア量をΔＦだけ増加させて温度上昇率dT/dt を抑え
るようにしながら、着火規定値までトラップ前面温度を
上昇させる。
この後は従来から行われている再燃焼工程を実行するこ
ととなり、まずトラップ前面の温度が着火規定値に達し
た時（同ステップＳ９）、電気ヒータ３をオフにしエア
ポンプ６のエア量を着火状態を維持するのに好ましい所
定の値に固定する（同ステップＳ１０）。
そして、ヒータオフから所定時間経過した時（同ステッ
プＳ１１）はエアポンプ６をオフにした後（同ステップ
Ｓ１２）、バイパス弁９を閉じ、トラップ入口弁７を開
いて終了する（同ステップＳ１３）。
この後、は再び捕集状態に戻る。
〔発明の効果〕
以上のように、本発明に係るパティキュレートトラップ
の再燃焼装置では、電気ヒータの温度上昇率が一定の範
囲内に収まるようにエアポンプの導入エア量を制御する
ように構成したので、トラップの溶損を招くことなくパ
ティキュレートの着火を早めることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明及び従来例に共通のパティキュレート
トラップの再燃焼装置のシステム構成図、 第２図は、本発明において第１図に示したコントローラ
で実行されるプログラムのフローチャート図、 第３図及び第４図は、本発明の作用原理を説明するため
の特性曲線図、 第５図は、本発明においてエア量の増減と温度上昇率と
の関係を示しめした図、 第６図は、電気ヒータと導入エアとの関係を説明するた
めの図、である。 第１図において、１は排気管、２はトラップ、３は電気
ヒータ、５は温度センサ、６はエアポンプ、７は入口
弁、９はバイパス弁、１３はコントローラ、をそれぞれ
示す。 図中、同一符号は同一又は相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】エンジンの排気管に設けられたパティキュ
    レートトラップと、該トラップの前面温度を検出するセ
    ンサと、該トラップの前面にエアを供給するエアポンプ
    と、再燃焼により電気ヒータの電源を投入した後、該セ
    ンサの出力から温度上昇率を算出して該温度上昇率が規
    定値範囲に収まるように該エアポンプを制御して該前面
    温度を着火値まで昇温させるコントローラと、を備えた
    ことを特徴とするパティキュレートトラップ再燃焼装
    置。
JP3307889A 1989-02-13 1989-02-13 パティキュレートトラップの再燃焼装置 Expired - Lifetime JPH0621552B2 (ja)

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